在 ArcGIS Pro 中使用世界海洋数据库数据
从世界海洋数据库中提取并下载数据。
WOD 数据可从多个源获取。 在本教程中，您将使用 WODselect 检索系统，该系统允许您根据地理区域、日期和变量提取数据。 您对研究 2022 年墨西哥湾飓风季的开始感兴趣，因此将相应地限制搜索范围。
- 转至世界海洋数据库的选择和搜索页面。
注：
如果无法访问 WOD 网站，可以下载数据副本。 继续阅读教程，并在下一部分重新开始按照步骤进行操作。
首先，您将设置用于搜索数据的条件。 您希望根据特定区域（墨西哥湾）、特定日期（2022 年 6 月）和特定变量（温度）来定义搜索条件。
- 在搜索条件下，选中地理坐标、观测日期和测量变量的框。
- 单击构建查询按钮。
接下来的页面允许您根据所选条件构建查询，以搜索符合条件的数据。
- 对于地理坐标，输入以下内容：
- 北部边缘：31
- 西部边缘：-99
- 东部边缘：-80
- 南部边缘：17
这些坐标对应于墨西哥湾的范围。
注：
或者，单击绘制地图。 按住 Shift 键。 在地图上单击并拖动，以围绕墨西哥湾绘制一个框。 单击提交坐标。
- 对于观测日期，输入以下值：
年 [YYYY] 月 [1-12] 日 [1-31] 自：
2022
6
1
至：
2022
6
30
6 月 1 日是大西洋盆地飓风季的开始时间。 飓风季高峰期在 9 月到来，但通过这些数据，您将了解 2022 年早期飓风季如何发展。
- 对于测量变量，选中温度旁边的两个复选框。
列 1 允许您选择感兴趣，但无需在每次测量中出现的变量。 列 2 允许您选择对分析至关重要，需要在每次测量中出现的变量。 测量指的是将仪器包单次部署到海洋中，用于收集数据的操作。
- 滚动到页面底部，然后单击获取清单按钮。
生成清单报告可能需要几分钟时间。
注：
如果生成清单报告的时间过长，您可以下载数据副本。 继续阅读教程，并在下一部分重新开始按照步骤进行操作。
清单报告显示每种类型的海洋仪器的投放次数、估计文件大小和大约的提取时间。
- 单击下载数据按钮。
- 在下一个页面的选择格式部分中，对于 netCDF，选择不规整数组。
ArcGIS Pro 中的工具期望数据采用这种格式。 NetCDF 是一种用于存储多维科学数据的文件格式。 有关 netCDF“不规整数组”格式的详细信息，请参阅 NCEI 网站。
- 使所有其他选项保持其默认值。
- 在提取数据部分，输入您的电子邮件地址，然后单击提取数据。
在几分钟内，您将收到一封电子邮件，其中包含两个下载链接，用于下载两个文件。
- 在电子邮件中，单击每个文件名链接以下载数据。
- 将已下载的 .gz 文件解压缩到可记住的位置。
在 ArcGIS Pro 中创建地图
接下来，您将在 ArcGIS Pro 中创建新工程和地图，以查看 WOD 数据。
- 启动 ArcGIS Pro。 如果出现提示，请使用 ArcGIS 帐户登录。
注：
如果您没有 ArcGIS Pro 的访问权限或者 ArcGIS 组织帐户，请参阅软件访问权限选项。
- 在新建工程下，单击地图。
- 在新建工程窗口中，对于名称，输入 Gulf of Mexico, June 2022。 您也可以选择其他位置。
- 单击确定。
随即显示该地图。
运行“NetCDF 剖面转要素类”工具
接下来，您需要将下载的 netCDF 数据添加到地图。 这些数据因为是多维数据，所以无法直接添加到 ArcGIS Pro。 您将使用地理处理工具，将两个 netCDF 文件转换为要素类。
- 在功能区上，单击分析选项卡。 在地理处理组中，单击工具。
将出现地理处理窗格。
- 在搜索栏中，输入 netcdf。
使用或创建 netCDF 数据格式的工具列表随即显示。
- 在搜索结果列表中，单击 NetCDF 剖面转要素类（离散采样几何）。
这是 ArcGIS Pro 中，读取离散采样几何格式数据的几个工具之一。 您将选择此特定工具，因为您下载的 WOD 数据是以剖面结构化的数据。 剖面是沿垂直线连接的一系列观测数据，在本例中是不同深度处的温度测量数据。
- 对于输入 NetCDF 文件或文件夹，单击浏览按钮。
- 浏览到您解压缩世界海洋数据库数据的位置。 选择 .nc 文件之一。
- 单击下一个浏览按钮，然后选择其他 .nc 文件。
注：
如果您有一个包含许多 netCDF 文件的文件夹，则可以指向该文件夹，而不是逐一添加文件。
此工具会更新，以列出三个观测变量：
- Temperature_WODflag（海水温度状态标记）记录质量检查结果。 值为零表示观测不存在任何问题。 其他值表示可能存在问题。
- Temperature_sigfigs（海水温度有效数字）记录数据的有效数字位数。 ArcGIS Pro 可以自动处理此数据，因此您无需使用此变量。
- Temperature（海水温度，摄氏度）包含温度测量值。
- 对于观测变量，选中 Temperature_WODflag（海水温度状态标记）和 Temperature（海水温度，摄氏度）的框。
- 对于实例变量，选中 date（日期）的框。
- 对于输出模式，确保已选择实例和观测。
在本例中，实例指的是测量操作。 其中包含空间信息和日期。 观测涵盖每次测量的数据。 其中包含不同深度处的温度测量数据。
实例和观测模式将生成包含 2D 点（即实例）的要素类，以及包含温度变量（即观测）的关联表。
接下来，您将为工具创建的图层定义名称。
- 对于输出点或折线名称，输入 gulf_instances。
- 对于输出连接或事件表名称，输入 gulf_observations。
- 对于输出连接图层，输入 gulf_join。
输出连接图层为可选参数，只有在输出模式设置为实例和观测时才可用。 该参数将实例和观测合并成一个图层。 稍后，您将在教程中使用该参数。
- 单击运行。
浏览数据
三个图层会添加到内容窗格：gulf_join、gulf_instances 和 gulf_observations。 数据在地图上显示为散布在墨西哥湾周围的多个点。
接下来，您将浏览这些数据的结构以及存储位置。
- 在内容窗格中，右键单击 gulf_instances 图层，然后单击属性表。
该表显示在地图下方，并包含每次测量的日期和时间。
该图层还包含每次测量的位置，在地图上可见。
- 在内容窗格中，右键单击 gulf_observations，然后单击打开。
另一个表随即显示。 该图层为独立表格，这意味着其不包含空间信息， 而包含每次观测的温度和深度测量数据。
这两个图层可以通过共同字段 (InstanceID) 和添加连接地理处理工具进行连接。 但是，这并非必要操作，因为 NetCDF 剖面转要素类工具已创建连接图层：gulf_join。
- 关闭两个打开的表格。 在内容窗格中，右键单击 gulf_join，然后单击属性表。
对于您而言，该图层比其他两个图层更有用。 该图层所包含的许多要素，InstanceID 值和位置相同，但 ObservationID、深度和温度值不同。
表格下方会显示重复行警告。 这是一对多连接的预期结果，可以忽略。
- 关闭属性表。
导出连接的图层
gulf_join 图层为临时图层， 由 NetCDF 剖面转要素类工具创建，以便您可以快速浏览输出，而无需在磁盘上创建可能很大的文件。 要在其他地理处理工具中使用该图层，您必须将其复制到一个永久的要素类中。
- 在地理处理窗格顶部，单击返回按钮。
- 搜索并打开复制要素工具。
- 对于输入要素，选择 gulf_join。 对于输出要素类，输入 Temperature_June2022。
- 单击运行。
一个新图层将显示在内容窗格中。 新图层 Temperature_June2022 存储在工程地理数据库中的磁盘上。 旧图层 (gulf_join) 仅存储在内存中。 新图层可以作为其他地理处理工具的输入使用。
注：
要查看工程的地理数据库，在功能区上单击视图选项卡。 在窗口组中，单击目录窗格。 在目录窗格中，单击工程选项卡，展开数据库。
- 在内容窗格中，右键单击 gulf_join，然后单击移除。
- 该选项可同时移除 gulf_instances 和 gulf_observations 图层。
- 右键单击地图上的任意位置，然后单击选择要素。
- 在地图上，在任何孤立点周围拖出一个框，以对其进行选择。
在地图下，缩放至所选要素按钮显示所选要素的数量。 该数字非常大，因为现在每次观测都会记录为单独要素，并且每次测量会记录许多观测数据。
- 单击地图上的任意位置以取消选择要素。
过滤图层
接下来，您将过滤数据，以仅显示距离海洋表面不超过 5 米的可靠观测数据。
- 在目录窗格中，右键单击 Temperature_June2022，然后单击属性。
- 在图层属性窗口中，单击定义查询选项卡并单击新建定义查询。
- 单击选择字段菜单，然后选择海水温度状态标记 (Temperature_WODflag)。
该字段作为质量控制过程的一部分创建，可标记潜在不可靠的观测数据。
- 在第二个菜单中，选择 is equal to。 在第三个菜单中，输入 0。
- 单击添加子句。
- 构建第二个子句：And Z is less than 5。
此查询将筛选图层，仅显示接近海洋表面的可靠观测数据。
- 单击应用，然后单击确定。
生成的数据集仅包含用于分析的近表面观测数据。
更改图层的符号系统
接下来，您将符号化地图上的数据，以更好地描述温度测量数据，并查找任何空间模式。
- 在内容窗格中，右键单击 Temperature_June2022，然后单击符号系统。
随即显示符号系统窗格。
- 在符号系统窗格中，对于主符号系统，选择未分类颜色。
这种方法将根据数值字段为点应用一系列颜色。
- 对于字段，选择海水温度 (Temperature)。
在内容窗格中，图例显示温度范围为 25 到 31 摄氏度（77 到 88 华氏度）。
根据国家海洋和大气管理局 (NOAA) 的数据，海洋表面温度必须超过 26 摄氏度，飓风才能形成。 根据这张地图，2022 年 6 月，登陆一些地区的飓风可能较弱，但大部分墨西哥湾水温足以满足飓风形成条件。
由于图层中的所有观测区域都很温暖，因此您可以选择只包含暖色的配色方案。
- 在符号系统窗格中，对于配色方案，选择黄色到红色。 （指向配色方案可读取其名称。）
您可以将符号调小一些，以便在符号聚集在一起的位置，更容易阅读地图。
- 在符号系统窗格中，单击模板旁边的灰色圆圈。
- 如有必要，单击属性选项卡，然后单击符号选项卡。
- 将大小设置为 6 pt。
- 在窗格底部，确保自动应用已开启，或单击应用按钮。
在地图上，红色要素代表最高温度，黄色要素代表最低温度。
最低温度出现在墨西哥湾以外的佛罗里达州东海岸。 否则，系统不会显示明显的空间模式。
- 关闭符号系统窗格和地理处理窗格。
创建图表
到目前为止，您已经发现 2022 年 6 月墨西哥湾的水温足够高，满足飓风形成条件，但地图并未显示明显的模式。 这是因为您同时查看了整个月份的数据。 受太阳辐射量、风力和变化的海洋洋流影响，海洋表面温度每天都在变化。 接下来，您将创建图表，以浏览随时间变化的海洋表面温度。
- 在内容窗格中，右键单击 Temperature_June2022，指向创建图表，然后单击折线图。
系统随即显示一个空白图表视图和图表属性窗格。
- 在图表属性窗格中，对于日期或数值，选择时间 (UTC)。
- 对于聚合，选择平均值。
- 在数值字段中，单击选择，并选择海水温度 (Temperature)。
- 单击应用或菜单外的位置。
图表视图显示一条线。
- 选中平滑线复选框。 将其余参数保留为其默认值。
图表显示 6 月墨西哥湾的平均表面温度呈稳定上升趋势。
借助世界海洋数据库数据，我们能够解决气候、生态系统和蓝色经济方面的挑战。 在本教程中，您下载了观测数据，并在 ArcGIS Pro 中绘制了这些数据的地图。 您学会了如何查找和运行地理处理工具、浏览空间数据、过滤和导出图层、符号化地图，以及创建图表。
这只是浏览和分析这些数据的开始。 以下是您可以尝试的建议：
- 浏览不同研究区域。 世界海洋数据库为全球数据集。 找到您感兴趣的区域，或您了解到的海洋面临挑战的区域。
- 浏览不同变量。 世界海洋数据库包含许多变量。 沿海开发是否会对氧气水平产生影响？ 海水淡化厂是否会对海洋盐度产生影响？
- 浏览水柱。 在本教程中，您仅使用了近表面的观测数据。 在 NetCDF 剖面转要素类工具中，将输出模式参数更改为点 3D。 然后使用 IDW 3D 地理处理工具创建水柱的体素。 （此工具需要 Geostatistical Analyst 扩展模块许可。）
您可以在教程库中找到更多教程。
