【徹底解説】Dash を使ってPython からNASA のデータに連携するアプリを簡単に開発

Python エコシステムには、多くのモジュールがあり、システム構築を素早く効率的に行うことができます。CData Python Connector for API を使うことで、pandas モジュールとDash フレームワークでNASA にデータ連携するアプリケーションを効率的に開発することができます。本記事では、pandas、Dash とCData Connector を使って、NASA に連携して、NASA のデータ をビジュアライズするシンプルなウェブアプリを作る方法をご紹介します。

CData Python Connectors の特徴

CData Python Connectors は、以下のような特徴を持った製品です。

1. NASA をはじめとする、CRM、MA、会計ツールなど多様なカテゴリの270種類以上のSaaS / オンプレデータソースに対応
2. Dash をはじめとする多様なデータ分析・BI ツールにNASA のデータを連携
3. ノーコードでの手軽な接続設定

必要なモジュールのインストール

まずは、pip で必要なモジュールおよびフレームワークをインストールします：

pip install pandas
pip install dash
pip install dash-daq

Python でNASA のデータを可視化

必要なモジュールとフレームワークがインストールされたら、ウェブアプリを開発していきます。コードのスニペットは以下の通りです。フルコードは記事の末尾に掲載しているので、参考にしてください。

まず、CData Connector を含むモジュールをインポートします：

import os
import dash
import dash_core_components as dcc
import dash_html_components as html
import pandas as pd
import cdata.api as mod
import plotly.graph_objs as go

接続文字列を使ってデータへの接続を確立します。connect 関数を使ってCData NASA Connector からNASA のデータ との接続を確立します。

cnxn = mod.connect("Profile=C:\profiles\NASA.apip;AuthScheme=APIKey;APIKey=YOUR_NASA_API_KEY")

API キー認証の設定

ほとんどの NASA API エンドポイント（APOD、NeoWS、DONKI、TechTransfer）では、NASA API キーが必要です。https://api.nasa.gov で無料のキーを登録してください。デフォルトの DEMO_KEY ではアクセスが制限されます（1 時間あたり 30 リクエスト、1 日あたり 50 リクエスト）。登録済みのキーでは 1 時間あたり 1,000 リクエストが可能です。

以下のエンドポイントは API キーが不要で、認証なしで利用できます：EONET（Earth Observatory Natural Event Tracker）、EPIC（Earth Polychromatic Imaging Camera）、NASA Image and Video Library、TechPort。

API キーを取得したら、以下の接続プロパティを設定します：

• AuthScheme：APIKey に設定します。
• APIKey：NASA の API キーに設定します。簡単なテストには DEMO_KEY を使用します。

接続文字列の例

Profile=C:\profiles\NASA.apip;AuthScheme=APIKey;APIKey=YOUR_NASA_API_KEY

NASA への接続

認証を設定すると、NASA に接続して、AstronomyPictureOfDay、NearEarthObjectFeed、EonetEvents、NasaImageLibrary などの利用可能なテーブルからデータをクエリできます。

NASA にクエリを実行

read_sql 関数を使って、padas からSQL 文を発行し、DataFrame に結果を格納します。

df = pd.read_sql("""SELECT ,  FROM AstronomyPictureOfDay WHERE StartDate = '2024-01-01'""", cnxn)

ウェブアプリケーションの設定

DataFrame に格納されたクエリ結果を使って、ウェブアプリにname、stylesheet、title を設定していきます。

app_name = 'dash-apiedataplot'

external_stylesheets = ['https://codepen.io/chriddyp/pen/bWLwgP.css']

app = dash.Dash(__name__, external_stylesheets=external_stylesheets)
app.title = 'CData + Dash'

Layout 設定

次に、NASA のデータ をベースにした棒グラフを作詞し、アプリのレイアウトを設定します。

trace = go.Bar(x=df., y=df., name='')

app.layout = html.Div(children=[html.H1("CData Extention + Dash", style={'textAlign': 'center'}),
	dcc.Graph(
		id='example-graph',
		figure={
			'data': [trace],
			'layout':
			go.Layout(alt='NASA AstronomyPictureOfDay Data', barmode='stack')
		})
], className="container")

アプリをセットアップして実行

接続、アプリ、レイアウトを定義したら、アプリを実行してみましょう。以下のコードで実行できます。

if __name__ == '__main__':
    app.run_server(debug=True)

最後に、Python でウェブアプリを起動してブラウザでNASA のデータ を見てみましょう。

python api-dash.py

ちゃんとデータが表示できてますね！

おわりに

NASA Python Connector の30日の無償トライアル をぜひダウンロードして、NASA のデータ への接続をPython アプリやスクリプトから簡単に作成してみてください。

import os
import dash
import dash_core_components as dcc
import dash_html_components as html
import pandas as pd
import cdata.api as mod
import plotly.graph_objs as go

cnxn = mod.connect("Profile=C:\profiles\NASA.apip;AuthScheme=APIKey;APIKey=YOUR_NASA_API_KEY")

df = pd.read_sql("SELECT ,  FROM AstronomyPictureOfDay WHERE StartDate = '2024-01-01'", cnxn)
app_name = 'dash-apidataplot'

external_stylesheets = ['https://codepen.io/chriddyp/pen/bWLwgP.css']

app = dash.Dash(__name__, external_stylesheets=external_stylesheets)
app.title = 'CData + Dash'
trace = go.Bar(x=df., y=df., name='')

app.layout = html.Div(children=[html.H1("CData Extention + Dash", style={'textAlign': 'center'}),
	dcc.Graph(
		id='example-graph',
		figure={
			'data': [trace],
			'layout':
			go.Layout(alt='NASA AstronomyPictureOfDay Data', barmode='stack')
		})
], className="container")

if __name__ == '__main__':
    app.run_server(debug=True)