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地球科学的 python 资源

GISerlast • 6 月前 • 589 次点击  

本文来源:javedali99



此存储库包含与地球科学(水文学、气象学、地理空间学、气候学、海洋学等)广泛相关的开源 Python 库列表。这些库根据其功能大致分为几类;但是,许多应用程序具有跨多个类别的功能。

01地理空间分析和测绘

  • Geopandas:GeoPandas 是一个开源项目,可以更轻松地在 python 中处理地理空间数据。GeoPandas 扩展了 pandas 使用的数据类型,以允许对几何类型进行空间操作。

  • whitebox:whitebox Python 包构建在高级地理空间数据分析平台 WhiteboxTools 之上。WhiteboxTools 可用于执行常见的地理信息系统 (GIS) 分析操作,例如成本-距离分析、距离缓冲和栅格重分类。

  • PySal:用于开源和跨平台地理空间数据科学的 Python 空间分析库

  • MovingPandas:MovingPandas 基于 GeoPandas 实现了一个 Trajectory 类和相应的方法。它提供用于分析和可视化的轨迹数据结构和函数。

  • Shapely:Shapely 是一个 Python 包,用于操作和分析平面几何对象。它基于广泛部署的 (PostGIS 引擎) 和库。GEOSJTS

  • Rasterio:Rasterio 是一个基于 Numpy 的 Python 库,旨在让您使用地理空间栅格数据更高效、更有趣 — 更禅意。它是一个非常有用的栅格处理模块,可用于在 Python 中读取和写入多种不同的栅格格式。Python 会自动注册所有已知的驱动程序,以便在导入模块时读取支持的格式。GDALGDAL

  • Georasters:GeoRasters 包是一个 python 模块,它提供了一个快速灵活的工具来处理 GIS 栅格文件。它提供了 GeoRaster 类,这使得使用栅格变得非常透明和简单

  • Fiona:它读取和写入地理数据文件,从而帮助 Python 程序员将地理信息系统与其他计算机系统集成。

  • geemap:一个 Python 软件包,用于使用 Google Earth Engine、 和 进行交互式映射。ipyleafletipywidgets

  • 很棒的 Earth Engine:精选的 Google Earth Engine 资源列表,包括许多 python 库

  • python-geospatial:用于地理空间分析的 Python 包集合,其中包含 Binder 就绪笔记本示例

  • geonotebook:由 NASA 开发的用于地理空间可视化和分析的 Jupyter 笔记本扩展

  • Verde:它是一个 Python 库,用于处理空间数据(测深、地球物理学调查等)并将其插入到规则网格(即网格化)上。

  • pygis:pygis 是用于地理空间分析的 Python 代码片段的集合。

  • geehydro:一个使用 Google Earth Engine 绘制洪水动力学的 Python 包

  • earthengine-py-notebooks:将 Google Earth Engine 与交互式地图结合使用的 360+ 个 Jupyter Python 笔记本示例的集合

  • PcRaster:它是一组针对时空环境模型的开发和部署的软件。

  • PyGeoprocessing:基于 Python/Cython 的库,为 GIS 处理提供了一组常用的栅格、矢量和水文操作。

  • Pysheds:python 中简单快速的分水岭描绘。

  • GeoDjango:GeoDjango 是 Django 的一个内置 contrib 模块,它把它变成了一个世界级的地理 Web 框架。GeoDjango 努力使创建地理 Web 应用程序(如基于位置的服务)尽可能简单。

  • 激光雷达:基于 LiDAR 衍生的数字高程模型 (DEM) 的地形和水文分析。

  • PYWR:空间分配工具

  • ParTerra-Python:Participatory Terrain 模型部署了一种算法,将来自 OpenStreetMap (OSM) 和任何基础高程数据集的数据融合在一起,从而为世界上任何区域创建高分辨率数字地形模型。

  • salem:通过访问器向 xarray 的数据结构添加地理定位的子集、掩码和绘图操作

  • Regionmask:绘制和创建空间区域的掩码

  • xshape:用于在 xarray 中处理 shapefile、地形和多边形的工具

  • hydro-osm:Hydro-osm 是一个工具箱,用于将 OpenStreetMap 数据转换为可轻松用于水文和水力建模的数据层。

  • Collocate:在任意物理维度中搭配 xarray 轨迹

  • HoloViews:旨在使数据分析和可视化无缝且简单的库

  • GeoViews:可轻松浏览和可视化地理、气象和海洋数据集的库,例如用于天气、气候和遥感研究的数据集

  • Datashader:用于快速灵活地创建大型数据集的有意义表示的图形管道系统

  • 面板:通过将用户定义的小组件连接到绘图、图像、表格或文本来创建自定义交互式 Web 应用程序和仪表板

  • hvPlot:基于 HoloView 构建的 PyData 生态系统的高级绘图 API

  • EarthSim:用于处理和可视化环境模拟的工具

  • Cartopy:简单的制图(地图)数据可视化。

  • Geoviews:使用 HoloView 浏览和可视化地理数据。

  • xESMF:地理空间数据的通用重新网格器。

  • gridded:一种处理任何水动力学/海洋学模型结果的单一方法,无论它是在哪种类型的网格上计算的。

  • pyResample:对地理空间图像数据进行重采样。

  • ESMPy:地球系统建模框架 (ESMF) 重新网格实用程序的接口。

  • pyproj:PROJ(制图投影和坐标变换库)的接口。

  • GeostatsPy:用于空间数据分析和地质统计的 GeostatsPy Python 包。主要是 Python 中 GSLIB 的重新实现,即 Geostatistical Library (Deutsch and Journel, 1992)。

  • eo-learn:用于 Python 机器学习的地球观测处理框架

  • SciKit-GStat:SciKit-Gstat 是一个 scipy 风格的地质统计分析模块。

  • leafmap:Leafmap 是一个 Python 包,用于在 Jupyter 环境中以最少的编码进行交互式映射和地理空间分析。

  • GeoWombat:地理空间数据的实用程序

  • pyGIS:pyGIS 是一本在线教科书,涵盖了 Python 中可用的所有核心地理空间功能。这包括处理矢量和栅格数据、卫星遥感、机器学习和深度学习应用程序。

  • PyGMT:PyGMT 是一个用于处理地理空间和地球物理数据以及制作出版质量地图和图形的库。它为通用制图工具 (GMT) 提供了一个 Pythonic 接口,GMT 是地球科学中广泛使用的命令行程序。

  • geospatial-machine-learning:专注于地理空间数据科学中机器学习的精选资源列表。


02水文学

(1)数据采集

  • HKVFEWSPY:连接到 DelftFEWS 服务器

  • HyRiver:HyRiver 是一个软件堆栈,由六个 Python 库组成,旨在通过 Web 服务帮助进行流域分析。该项目包括美国境内的水文学和气候学数据。

  • Openradar:用于将一组荷兰、德国和比利时降水雷达处理成校准复合材料的库。

  • Ecohydrolib:用于执行生态水文学数据准备工作流的库和命令行脚本。

  • Ulmo:干净、简单、快速地访问公共水文和气候数据。

  • PyHIS:它是一个用于查询 CUAHSI*-HIS** Web 服务的 python 库

  • Wetterdienst:用于从德国气象局访问天气数据的 Python 工具集

  • ERA5 工具:Python 脚本,用于下载和查看 ERA5 气候数据,以及提取时间序列(许多大气和陆地表面参数的每小时到每月数据)

  • CAMELS-AUS:用于轻松加载和使用 CAMELS-AUS 数据集的 Python 包

  • BoM Water:此软件包旨在访问 BoM Water 数据传感器观测服务 (SOS)。目标是轻松高效地将数据集成到科学工作流程中。

  • 生态数据管理工具工具包:它是一个 Python 工具包,用于促进水文/湖沼学应用程序的数据管理。


(2)水文建模

  • CMF:流域建模框架,一个水文建模工具箱。

  • TopoFlow:空间水文模型(基于 D8,完全符合 BMI)。

  • VIC:可变渗透能力 (VIC) 宏观水文模型。

  • Xanthos:Xanthos 是一个开源水文模型,用 Python 编写,旨在量化和分析全球水资源可用性。

  • WRF-Hydro:wrfhydrpy 是 WRF-Hydro 建模系统的 Python API。

  • pyDEM:PyDEM 是一个用于地形(地形)分析的软件包。它采用数字高程模型 (DEM) 栅格,并输出坡度、坡向、上游面积和地形湿度指数等量。

  • EXP-HYDRO:EXP-HYDRO 是一个集水区规模的水文模型,以每日时间步长运行。它以降水量、气温和潜在蒸散量的每日值作为输入,并模拟集水区出口的每日径流。

  • RRMPG:降雨径流建模游乐场。

  • LHMP:集总水文模型游乐场。

  • SMARTPy:降雨径流模型 SMART 的 Python 实现

  • PyStream:STREAM 水文降雨径流模型的 Python 实现。

  • HydrPy:基于 Python 的水文模型开发和应用的框架。

  • Catchmod:CATCHMOD 是英国广泛使用的降雨径流模型。它是由 Wilby (1994) 引入的。

  • wflow:wflow 由一组 Python 程序组成,这些程序可以在命令行上运行并执行水文模拟。这些模型基于 PCRaster Python 框架

  • PyTOPKAPI:PyTOPKAPI 是一个 BSD 许可的 Python 库,实现了 TOPKAPI 水文模型(Liu 和 Todini,2002 年)。

  • mhmpy:用于中尺度水文模型的 Python-API。

  • SuperflexPy:用于构建概念水文模型的新开源框架

  • NeuralHydrology:用于训练神经网络的 Python 库,重点关注水文应用

  • StreamStats:用于与 USGS StreamStats API 接口的 Python 包。

  • hidrocomp:用于水文数据分析的 Python 库

  • PyFlo:它是一个开源 Python 库,用于执行水力和水文雨水分析。功能包括管网水力坡度分析以及基于时间/迭代的存储和洪水路线模拟。

  • HydroFunctions:一套用于在交互式 Python 会话中处理水文数据的便捷函数。

  • pySTEPS:它是一个开源的、社区驱动的 Python 库,用于概率降水临近预报,即短期集成预报系统。

  • 快乐:快乐是一个开源的Python框架,用于在集水区尺度上使用HBV96集总模型和Muskingum路由方法构建基于栅格的概念分布式水文模型。

  • rabpro:河流和流域剖面仪。用于使用 Google Earth Engine 描绘流域盆地并计算属性统计数据的包。

  • SynxFlow:SynxFlow 是一个开源模型,能够使用支持 CUDA 的 GPU 动态模拟陆上流动、洪水泛滥和泥石流。它可能是由直接降雨和/或河流流入驱动的。

  • xHydro:使用 xarray 构建的水文分析库


(3)地下水建模

  • Flopy:MODFLOW 的 Python 接口。
  • imod-python:制作大量 MODFLOW 模型。

  • Idfpy:用于读取和写入 iMOD IDF 文件的简单模块。IDF 是 iMOD 地下水建模软件使用的一种简单二进制格式。

  • WellApplication:用于地下水位和水化学分析的工具集。

  • TIMML:多层解析元模型。

  • TTim:多层瞬态解析元模型。

  • PyHELP:一个 Python 库,用于使用 HELP 评估空间分布的地下水补给和水文成分。

  • PyRecharge:Python 中的空间分布式地下水补给和枯竭建模框架

  • Anaflow:包含地下水流方程解析解的 python 包

  • WellTestPy:一个 python 包,用于处理基于良好的现场活动。

  • HydroGeoSines:用于水文地质数据集的噪声勘探软件中的 Signal In。

  • Pytesmo:用于评估土壤水分观测的 Python 工具箱。

  • Phydrus:HYDRUS-1D 非饱和带模型的 Python 实现


(4)时间序列分析

  • Hydropy:面向水文的时间序列分析。

  • 意大利面:使用时间序列模型分析水文时间序列。

  • 静水器:用于比较研究的工具,专门用于水文学领域。

  • htimeseries|此模块提供 HTimeseries 类,该类是 pandas 之上的一个层,提供了更多功能。

  • efts-python:一个 python 库,用于在 netCDF 文件中读取和写入集成预测时间序列。

  • scikit-hts:通用分层时间序列建模的 Python 实现

  • NeuralForecast:NeuralForecast 是一个 Python 库,用于使用深度学习模型进行时间序列预测。它包括基准测试数据集、数据加载实用程序、评估函数、统计测试、单变量模型基准测试以及在 PyTorch 和 PyTorchLightning 中实现的 SOTA 模型。

  • HyperTS:全流程自动时间序列 (AutoTS) 分析工具包。易于使用、功能强大、统一的全流程自动化时间序列工具包。支持预测、分类和回归。


(5)优化、不确定性、统计

  • LMFIT:非线性最小二乘最小化,具有灵活的参数设置,基于 scipy.optimize.leastsq,以及许多用于曲线拟合的附加类和方法。

  • SPOTpy:Python 的统计参数优化工具。

  • PyGLUE:广义似然不确定性估计 (GLUE) 框架。

  • Pyemu:一个 python 模块,用于独立于模型的不确定性分析、数据价值分析以及与 PEST(++) 的接口。

  • HPGL:高性能地统计库。

  • HydroErr:用于比较研究的拟合优度指标,特别是在水文学领域。

  • 气候指数:用于干旱监测的气候指数,Python 中的社区参考实现。

  • HydroLM:HydroLM 包包含一个类和函数,用于为水文学家自动执行线性回归 OLS。

  • PySDI:这是一组开源脚本,使用栅格数据集作为输入数据来计算非参数标准化干旱指数 (SDI)。

  • PyForecast:它是一种统计建模工具,可用于预测每月和季节性的流入量和河流流量。该工具收集气象和水文数据集,分析成百上千个预测因子子集,并返回预测因子和河流之间的统计回归。

  • scikit-extremes:它是一个 python 库,用于执行单变量极值计算。

  • xarrayutils:基于 xarray 和 xgcm 构建的各种数据分析工具

  • wxee:Earth Engine 和 xarray 之间的 Python 接口,用于处理时间序列数据


(6)杂项

  • ESMPY:地球系统建模框架 (ESMF) Python 接口

  • PyHSPF:Fortran 中水文模拟程序 (HSPF) 的 Python 扩展。

  • SPHY:HYdrology (SPHY) 模型中的空间过程

  • xsboringen:(荷兰语)用于处理和绘制钻孔和 CPT 数据的 python 库,为荷兰的开放数据格式开发。

  • PyMT:它是一个开源 Python 包,为公开基本模型接口 (BMI) 的模型耦合提供了必要的工具。

  • Landlab:Landlab 项目创建了一个环境,科学家可以在其中构建数值景观模型,而无需对所有单个组件进行编码。

  • EFlowCalc:径流特性计算器。

  • IRIS:一个功能强大、格式无关且社区驱动的 Python 库,用于分析和可视化地球科学数据。

  • Hydrointerp:用于插值水文数据的 Python 包。

  • EFlowCalc:EFlowCalc 是 Python 中生态径流特征的开源计算器。

  • Hydrofunctions:一套用于在交互式 Python 会话中处理水文数据的便捷函数。

  • Shyft:它是能源市场领域的开源工具箱,由 Statkraft 资助和支持。

  • Hydroshare:HydroShare 是一个协作网站,用于更好地访问水文科学中的数据和模型。

  • Hydrobox:基于 pandas 和 numpy 构建的水文预处理和分析工具箱

  • 湿地:它是一个工具集,用于使用 Google Earth Engine (GEE) 中的高分辨率航空图像绘制地表水和湿地水文动态图。

  • iRONS:iRONS(交互式油藏操作笔记本和软件)是一个 python 包,可用于油藏系统的模拟、预测和优化。

  • atlite:基于 Xarray 的 Python 库,用于将天气数据(如风速、太阳能涌入)转换为能源系统数据。

  • xmovie:从 xarray 对象创建精美影片的简单方法。

  • earthdata:用于搜索和访问 NASA 数据集的 Python 库。


03气象学

  • MetPy:它是 Python 中的一组工具,用于读取、可视化和执行天气数据的计算。

  • PyEto:它是一个 Python 库,用于计算参考作物蒸散量 (ETo),有时也称为潜在蒸散量 (PET)。该库提供了许多用于估计缺失气象数据的函数。

  • 改进者:它是一个用于气象后处理和验证的算法库。

  • MetSim:它是一个气象模拟器和强制分解器,用于水文建模和气候应用。

  • MELODIST:它是一个用 Python 编写的开源工具箱,用于将每日气象时间序列分解为每小时时间步长。

  • PyCat:用 python 编写的气候分析工具

  • PySteps:这是一项社区驱动的计划,旨在为短期集成预测系统开发和维护一个易于使用、模块化、免费和开源的 Python 框架。

  • 蒸发:蒸发和蒸腾的计算。

  • rainymotion:基于光流技术的基于雷达的降水临近预报的 Python 库。

  • Metview:Metview 的 Python 接口,Metview 是一个气象工作站和批处理系统,用于访问、检查、操作和可视化气象数据。

  • IMPROVER:它是一个用于气象后处理的算法库。

  • JAMS:它是一个通用的 Python 包,提供不同类别的杂项功能,例如读取不同的文件格式、儒略日期例程或气象函数。

  • windspharm:Python 球谐风分析

  • wrf-python:Python 用于天气研究和预报 (WRF-ARW) 模型输出的诊断和插值例程的集合

  • scikit-downscale:用于气候和天气模型模拟的统计降尺度和后处理模型。

  • Awesome-EarthObservation-Code:一份精选的超棒工具、教程、代码、有用的项目、链接、有关地球观测和地理空间资料的精选列表!

  • Satpy:读取、操作和写入来自遥感地球观测气象卫星仪器的数据。

  • Py-ART:天气雷达算法和实用程序。

  • ACT:用于处理不同维度的大气时间序列数据集的工具包。

  • PyDSD:用于处理 disdrometer 数据的实用程序。

  • pyPI:热带气旋潜在强度计算。

  • 如何使用气象数据:此空间中的示例应该为您提供一个很好的起点,以便您如何使用 Jupyter Notebook 通过 Python 处理 ECMWF 服务和数据。


04气候学

  • climlab:面向过程的气候建模

  • climmetlab:旨在简化对气候和气象数据集的访问的 Python 包

  • aospy:网格化气候数据的自动分析和管理

  • Oocgcm:大型网格化地球物理数据集的分析

  • Pangaea:网格化地表和天气模型输出的xarray扩展

  • xgcm:扩展 xarray 数据模型以理解有限体积网格单元(在一般循环模型中常见),并为此类网格提供插值和差分操作

  • OpenClimateGIS:时空气候数据的地理空间操作、子集化、计算和转换

  • climada-python:CLIMADA 代表 CLIMate ADAptation,是一个概率自然灾害影响模型,由于任何类型的适应措施(从灰色到绿色基础设施、行为等),它还计算避免的损害(收益)。

  • pyOWM:PyOWM 是 OpenWeatherMap (OWM) Web API 的客户端 Python 包装器库

  • climtas:Climtas 是一个用于大型气候分析的软件包。它侧重于时域,具有 Xarray 和 Dask 数据的自定义函数。

  • climate-indices:与降水和温度相关的各种气候指数算法。

  • wrf-python:用于天气研究和预报 (WRF-ARW) 模型输出的诊断和插值例程的集合。

  • climt:气候建模和诊断工具包。

  • pyrcel:用于研究气溶胶活化的绝热云宗块模型。

  • PyCLES:大气大型涡流模拟基础设施,旨在模拟边界层云和深对流。

  • climpred:旨在成为用于分析初始化的动态预报模型输出的主要软件包,范围从短期天气预报到十年气候预报。climpred

  • pycpt:气候可预测性工具,支持模型输出统计 (MOS)、锥形相关分析 (CCA) 和主成分回归 (PCR),+ 访问许多次季节到季节的集成预测(例如,NMME、C3S、SubX 数据库)。

  • ROCK-PCA:用于地球观测数据时空分析的复合核 PCA

  • xMCA:用于(旋转)主成分和最大协方差分析的 Python 库

  • xeof:支持旋转/多变量 EOF 分析的 Python 库。

  • ESMvaltool:用于 CMIP 中地球系统模型常规评估的社区诊断和性能指标工具

  • nctoolkit:Python 包 nctoolkit 提供对 netCDF 数据的快速简便分析,重点是气候和海洋模型数据的分析和后处理。


05地质学

  • ArcGIS API for Python:ArcGIS API for Python 是一个功能强大的 Python 库,用于制图、空间分析、数据科学、地理空间 AI 和自动化。

  • APSG:APSG 定义了几个新的 Python 类,用于轻松管理、分析和可视化定向结构地质数据。

  • Badlands:Badlands 是基于 Python 的开源代码,可用于模拟盆地和地形动态。

  • BERT:无限电阻率断层扫描 (BERT) 是一个用于 ERT 数据建模和反演的软件包。它最初被编程为基于 pyGIMLi 核心库的 C++ 应用程序,以及用于命令行的 bash 脚本,但越来越多地通过 pyGIMLi 和 pybert 使用 Python,不仅用于可视化,还用于计算。

  • cbsyst:cbsyst 是一个用于计算海水碳和硼化学的 Python 模块。

  • cf-python:Python cf 包是一个地球科学数据分析库,它构建在 CF 数据模型的完整实现之上。

  • Devito:Devito 是一个 Python 包,用于从高级符号问题定义中实现优化的模板计算(例如,有限差分、图像处理、机器学习)。Devito 基于 SymPy 构建,并使用自动代码生成和即时编译在多个计算机平台(包括 CPU、GPU 及其集群)上执行优化的计算内核。

  • DensityX:DensityX 是一个 Python 脚本,它采用包含硅酸盐熔体的主要氧化物数据、T 和 P 的 Excel 电子表格,并将每个样品的密度输出为新的 Excel 电子表格。

  • detritalPy:detritalPy 是一个 Python 模块,用于可视化和分析碎屑地质热年代学数据。

  • diffusion_chronometry:diffusion_chronometry 是 Jordan Lubbers 的存储库,用于与矿物中微量元素的扩散平衡建模有关的所有内容。Jupyter 笔记本不是构建一堆花哨的函数,而是“从头开始”构建的,以便尽可能多地透明地构建模型

  • EQcorrscan:EQcorrscan 是一个 Python 包,用于检测和分析重复和接近重复的地震活动。

  • Fastscape:Fastscape 是一个 Python 包,它提供了许多小模型组件(即流程)以用于 xarray-simlab 建模框架。这些组件可以很容易地组合在一起,以创建自定义景观演变模型 (LEM)。

  • Fatiando a Terra:Fatiando a Terra 开发和维护用于地球物理数据处理的 Python 软件包,例如 VERDE(使用 Green 函数进行空间数据处理和插值)、harmonica(处理和建模重力和磁性数据)和 Boule(大地测量学和地球物理学的参考椭球体)等建模。

  • FloPy:FloPy 是一个 Python 包,用于创建、运行和后处理基于 MODFLOW 的模型。

  • GemGIS:GemGIS 的目标是成为 ArcGIS 和 QGIS 等传统地理信息系统 (GIS) 与 GemPy 等地理建模工具之间的桥梁,从而允许从一个环境到另一个环境的更简单、更自动化的工作流程。

  • GemPy:GemPy 是一种在 Python 中生成三维结构地质模型的工具。它允许用户创建地层和结构特征的复杂组合,例如褶皱、断层和不整合面。此外,它还旨在使概率建模能够解决参数和模型不确定性。

  • GeostatsPy:GeostatsPy 将 GSLIB:Geostatistical Library 函数引入 Python。GSLIB 是一组实用且极其强大的代码,用于构建空间建模工作流。

  • gprMax:gprMax 是模拟电磁波传播的开源软件。它使用有限差分时域方法在三维中求解麦克斯韦方程组。gprMax 设计用于模拟探地雷达,但也可用于模拟许多其他应用的电磁波传播。

  • HyVR:水文地质虚拟现实仿真包 (HyVR) 是一个 Python 模块,可帮助研究人员和从业人员生成基于地质概念的具有多个非均质尺度的地下模型。然后,仿真结果可用于探索地下水流和溶质迁移行为。这可以通过常见流仿真包的输入格式的 HyVR 输出来实现。鉴于每个站点都是独一无二的,HyVR 旨在让用户获取代码并对其进行扩展,以满足其特定的仿真需求。

  • Lasio:Lasio 是一个 Python 包,用于读取和写入对数 ASCII 标准 (LAS) 文件,这些文件用于钻孔数据,例如地球物理、地质或岩石物理测井。它与加拿大测井协会发布的 LAS 文件规范的 1.2 和 2.0 版本兼容。对 LAS 3 的支持正在进行中。原则上,它旨在读取尽可能多的 LAS 文件类型,包括包含常见错误或不合规格式的文件。有时,我们希望更高级别的对象(例如,包含与 LAS 文件无关的方法)。我们可能想要处理其他油井数据,例如偏差调查、顶部(又名镐)、工程数据、条带日志、合成材料等。这就是 welly 的用武之地。

  • Landlab:Landlab 是一个开源 Python 包,用于地球表面动力学的数值建模。它包含 (1) 一个表示模型域并支持规则和不规则网格的网格引擎;(2) 一个过程组件库,每个组件都代表一个物理过程(例如,雨水的产生、流水的侵蚀);(3) 支持通用数值方法、文件输入和输出以及可视化的实用程序。此外,Landlab 还包含一组 Jupyter Notebook 教程,这些教程介绍了核心概念并给出了使用示例。

  • LakePy:LakePy 是全球湖级数据库的以用户为中心的 pythonic 前端。该软件包可以立即提供分散在全球的约 2000+ 个湖泊的湖泊水位。

  • latools:激光烧蚀工具 (latools) 是一个用于处理激光烧蚀质谱 (LA-MS) 数据的 Python 工具箱。

  • Litholog:Litholog 专注于提供一个框架来数字化、存储、绘制和分析沉积图形测井。

  • Loop:Loop 是一个开源的 3D 概率地质和地球物理建模平台,由澳大利亚地球科学协会和 OneGeology 联盟发起。该项目由澳大利亚领土、州和联邦地质调查局、澳大利亚研究委员会和 MinEx 合作研究中心资助。它包括 Loopstructural 和 map2loop 软件包,用于 3D 地质建模。

  • LSDTopoTools:LSDTopoTools 是一个用于分析地形的软件包。这些分析的应用涵盖水文学、地貌学、土壤科学、生态学和同源领域。LSDTopoTools 中严重的数字运算是用 C++ 代码完成的,但输出需要使用 GIS 或 python 进行可视化。

  • MIMiC:熔融物夹杂物改性校正 (MIMiC) 是一种针对截留后结晶/熔融 (PEC/PEM) 的熔体夹杂物校正程序,可选择对 Fe-Mg 与主体的交换和蒸汽气泡生长进行校正。

  • MintPy:PYthon (MintPy) 中的迈阿密 INsar 时间序列软件是一个用于干涉合成孔径雷达 (InSAR) 时间序列分析的开源软件包。

  • MSNoise:MSNoise 是第一个使用环境地震噪声计算和监测相对速度变化的完整软件包。MSNoise 是一个完全集成的解决方案,可自动扫描数据存档并确定在执行计划任务时需要完成哪些作业。

  • MTpy:MTpy 是一个用于大地电磁 (MT) 数据处理、分析、建模和可视化的 Python 工具箱。

  • PetroPy:PetroPy 是一个 Python 岩石物理学软件包,允许对常规和非常规地层评估进行科学 Python 计算。它使用 lasio 读取 las 文件,并包括岩石物理工作流程和基于 XML 模板的日志查看器。

  • PmagPy:PmagPy 项目是一组用 Python 编写的工具,用于分析古地磁数据。

  • PVGeo:PVGeo 是一个用于地球科学可视化和分析的开源 Python 软件包,它利用已经很强大的软件平台:可视化工具包 (VTK) 及其前端应用程序 ParaView。

  • PyDGS:PyDGS 是一个开源项目,致力于提供一个 Python 框架,以使用连续小波变换方法计算晶粒尺寸分布的估计值。

  • PyFLOWGO:PyFLOWGO 是一个开源平台,用于模拟通道化熔岩热流变特性。

  • pyGIMLi:pyGIMLi 是一个用于建模和反演以及地球物理学的开源库。面向对象的库提供对二维和三维结构化和非结构化网格、有限元和有限体积求解器、各种地球物理正向运算符以及基于高斯牛顿的框架的管理,用于约束、联合和完全耦合反演,具有灵活的正则化。

  • pyGeoPressure:pyGeoPressure 是一个开源 Python 包,旨在根据测井数据和地震速度数据预测孔隙压力。虽然轻量级,但 pyGeoPressure 可以执行从数据管理到压力预测的整个工作流程。pyGeoPressure 的主要特点是 (1) 它进行覆盖层(或岩石静压)压力计算;2) 采用 Eaton 的方法和参数优化;3) 采用 Bowers 方法和参数优化;(4) 它实现了一个具有参数优化的多变量方法。

  • PyGMT:PyGMT 是通用制图工具 (GMT) 的 Python 包装器,GMT 是地球科学中广泛使用的命令行程序。它提供了处理空间数据(网格化、过滤、掩码、FFT 等)和制作高质量绘图和地图的功能。

  • Pyleoclim:Pyleoclim 是一个 Python 包,旨在分析古气候数据。Pyleoclim 利用各种数据科学库(numpy、pandas、scikit-learn)进行时间序列分析,以及 Matplotlib 和 Cartopy 创建出版质量的数字。

  • Pyrocko:Pyrocko 是一个开源的地震学工具箱和库。Pyrocko 的大部分内容都是用 Python 编程语言编码的,还有一小部分是用 C 语言编码的。

  • 辉石:辉石是一组用于处理和可视化地球化学数据的工具。Python 包包括用于处理成分数据和转换地球化学变量(例如,元素到氧化物)的函数、用于常见绘图任务的函数(例如,蜘蛛图、三元图、二元和三元密度图)以及许多辅助实用程序。

  • PySAT:PySAT 是一个 Python 工具包,旨在为许多最先进的布尔满足性 (SAT) 求解器以及各种基数和伪布尔编码提供简单而统一的接口。

  • PyWEED:PyWEED 是一个用于检索基于事件的地震数据的应用程序。

  • PyVista:PyVista(以前称为 vtki)是可视化工具包 (VTK) 的帮助模块,它采用不同的方法通过 NumPy 和直接数组访问与 VTK 连接。该软件包提供了一个 Pythonic、文档齐全的接口,公开了 VTK 强大的可视化后端,以促进空间参考数据集的快速原型设计、分析和可视化集成。

  • QuakeMigrate:QuakeMigrate 是一个 Python 软件包,用于使用波形迁移和堆叠进行自动地震检测和定位。它可用于生成地震目录,包括震中、起源时间、相位到达选择和局部震级估计,以及对相关不确定性的严格估计。

  • REDPy:Python 中的重复地震检测器 (REDPy) 是一种用于自动检测和分析连续数据中重复地震的工具。它的工作原理不需要任何先前的重复地震活动假设(即,不需要模板事件)。

  • RfPy:RfPy 是一种软件,用于从频谱反卷积技术计算单事件站接收器函数。

  • SediNet:SediNet 可配置的机器学习框架,用于从碎屑沉积物的照片图像中估计一个(或两个)连续变量和分类变量。

  • Segyio:Segyio 是一个小型 LGPL 许可的 C 库,用于与 SEG-Y 和 Seismic Unix 格式的地震数据轻松交互,具有 Python 和 Matlab 的语言绑定。Segyio 试图为地震应用程序创建一个易于使用、可嵌入、面向社区的库。根据需要添加功能;非常欢迎各种建议和贡献。

  • SHTOOLS:SHTOOLS 是一个 Fortran-95/Python 库,可用于执行球谐变换、多锥度光谱分析、将函数扩展到 Slepian 基数以及对全局引力和磁场数据进行标准操作。

  • SimPEG:Simulation and Parameter Estimation in Geophysics (SimPEG) 是一个 python 软件包,用于在地球物理应用环境中进行仿真和基于梯度的参数估计。

  • SplitPy:SplitPy 是一个基于 Matlab 工具 SplitLab 的远震横波 (SKS) 拆分工具箱,由 Wustefeld 等人(2008 年)开发。

  • tdmtpy:Python 中的时域矩张量反演 (tdmtpy) 是一个 Python 包,用于对完整的地震波形数据进行时域反演,以获得地震矩张量。它支持偏振和全矩张量反演,以及 1-D 和 3-D 基 Green 函数。

  • Thermobar:Thermobar 是用开源语言 Python3 编写的矿物-熔融平衡工具。Thermobar 允许使用 100 多种流行的温气压计轻松计算压力、温度和熔水含量。我们还提供快速计算函数,用于计算来自给定样品/火山中心的所有可能平衡相对的压力和温度(例如,cpx-液体、opx-液体、双辉石、双长石匹配)。

  • VESIcal:VESIcal 是一个通用的 python 库,用于计算和绘制与混合挥发性 (H2O-CO 公司2) 在硅酸盐熔体中的溶解度。

  • Welly:Welly 使用 lasio 进行数据输入和输出,但对用户隐藏了大部分数据。我建议您在决定是否需要 welly 提供的“良好级别”功能之前先查看这两个项目。Welly 是一系列类,用于促进地下井和井数据的加载、处理和分析,例如条带测井、地层顶部、测井曲线和合成地震图。


06海洋学

  • oceanwaves-python:此工具箱为海浪数据 (OceanWaves) 提供通用数据存储对象。

  • UTide:Matlab 包 UTide 的 Python 重新实现。

  • PyFerret:快速探索海洋数据。

  • windspharm:球形几何中全局风场的计算。

  • cmocean:美丽的海洋学色彩图。

  • GSW-Python:海水热力学方程 2010 (TEOS-10) 的 Python 实现。

  • argopy:Argo 数据访问、可视化和操作。

  • mixsea:来自精细海洋学数据的湍流参数估计。

  • gcm-filters:以灵活高效的方式执行空间过滤分析。


07地震学

  • 马达加斯加:多维数据处理套件

  • ObsPy:用于读取、写入和处理地震和地震数据的框架

  • 布鲁日:各种地球物理方程和工具

  • Segyio:地震 SEGY 文件的快速库

  • Pyrocko:地震学工具包

  • rsudp:基于 ObsPy 的连续视觉显示、突然运动监控和 Raspberry Shake 数据的历史回放

  • SeismicZFP:将SEG-Y/ZGY文件转换为压缩的SGZ文件,并从中快速检索任意子卷


08地球系统科学

  • ESBMTK:地球科学箱建模工具包 (ESBMTK) 是一个 Python 库,旨在简化地球科学中的典型箱建模项目。它使用声明性方法来描述模型,并通过 Python 类抽象出气体交换和碳酸盐溶解等典型建模任务。请参阅 https://esbmtk.readthedocs.io/en/latest 中的手册,了解安装说明、用法和示例代码。



推文来源:https://github.com/javedali99/python-resources-for-earth-sciences




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