Python で pandas を使って NASA データを可視化する方法

Jerod Johnson
Jerod Johnson
Director, Technology Evangelism
pandas などのモジュールを使って Python で NASA のデータをリアルタイムに分析・可視化する方法を紹介します。



Python の豊富なエコシステムを活用することで、作業を迅速に開始し、システム間の連携をより効果的に行うことができます。CData API Driver for Python、pandas および Matplotlib モジュール、SQLAlchemy ツールキットを組み合わせることで、NASA に接続した Python アプリケーションやスクリプトを構築し、NASA のデータを可視化できます。この記事では、pandas、SQLAlchemy、Matplotlib の組み込み関数を使用して NASA のデータに接続し、クエリを実行して結果を可視化する方法を説明します。

CData Python Connector は、組み込みの最適化されたデータ処理機能により、Python での NASA のデータへのリアルタイムアクセスにおいて比類のないパフォーマンスを提供します。NASA に対して複雑な SQL クエリを発行すると、ドライバーはフィルタや集計などのサポートされている SQL 操作を NASA に直接プッシュし、サポートされていない操作（多くの場合、SQL 関数や JOIN 操作）は組み込みの SQL エンジンを使用してクライアント側で処理します。

NASA のデータへの接続

NASA のデータへの接続は、他のリレーショナルデータソースへの接続と同様です。必要な接続プロパティを使用して接続文字列を作成します。この記事では、接続文字列を create_engine 関数のパラメータとして渡します。

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。

以下の手順に従って、必要なモジュールをインストールし、Python オブジェクトを介して NASA にアクセスしてみましょう。

必要なモジュールのインストール

pip ユーティリティを使用して、pandas、Matplotlib モジュール、および SQLAlchemy ツールキットをインストールします。

pip install pandas
pip install matplotlib
pip install sqlalchemy

以下のようにモジュールをインポートしてください。

import pandas
import matplotlib.pyplot as plt
from sqlalchemy import create_engine

Python で NASA のデータを可視化する

接続文字列を使用して接続できます。create_engine 関数を使用して、NASA のデータを操作するための Engine を作成します。 

engine = create_engine("api:///?Profile=C:\profiles\NASA.apip&AuthScheme=APIKey&APIKey=YOUR_NASA_API_KEY")

NASA への SQL の実行

pandas の read_sql 関数を使用して、SQL ステートメントを実行し、結果セットを DataFrame に格納します。 

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

NASA のデータの可視化

クエリ結果が DataFrame に格納されたら、plot 関数を使用して NASA のデータを表示するグラフを作成します。show メソッドで、グラフを新しいウィンドウに表示します。 

df.plot(kind="bar", x="", y="")
plt.show()

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完全なソースコード

import pandas
import matplotlib.pyplot as plt
from sqlalchemy import create_engin

engine = create_engine("api:///?Profile=C:\profiles\NASA.apip&AuthScheme=APIKey&APIKey=YOUR_NASA_API_KEY")
df = pandas.read_sql("SELECT ,  FROM AstronomyPictureOfDay WHERE StartDate = '2024-01-01'", engine)

df.plot(kind="bar", x="", y="")
plt.show()

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