气象如画：通过风景图像可视化天气预报

传统气象站常以原始数字数据形式展示传感器读数。浏览这类仪表盘往往令人感到信息繁杂且压力重重，因为用户需要花费大量精力去定位、解读并有效可视化特定参数。

观看风景图像对人眼而言更为自然。观察风景元素所带来的舒缓效果能减轻压力，且几乎无需费力，从而带来更轻松的视觉体验。

以下方法展示了如何将气象信息编码到风景图像中，实现无数字或极少依赖数字数据的呈现方式。

编码原则

该风景图像展现了林间的一座小屋。图像的水平轴代表24小时时间线，从左侧代表当前时刻的小屋开始，延伸至右侧次日的天气状况。沿垂直轴分布的各种风景元素象征着不同的天气事件和条件。某一事件离当前时刻越远，在图像中就越靠右显示。

风景图像中可编码以下信息：

• 便于时间线导航的时间标记：
  • 日出和日落时间
  • 正午和午夜
• 天气预报信息：
  • 风向和风力
  • 温度变化
  • 最高和最低温度值
  • 云量
  • 降水量
• 当前天气状况：
  • 温度
  • 气压
• 非气象事件：
  • 生日
  • 节假日

实现方案

图像生成代码采用Python编写，使用Pillow库，并基于OpenWeather提供的数据。该图像专为296x128电子墨水显示屏设计。代码已在Python 3.9版本上测试通过。

事件图像	描述
	日出
	日落
	云量
	当前时间位置
	午夜
	正午
	南风
	东风
	西风
	北风
	降雨
	降雪
	高气压
	正常气压
	低气压
	非气象事件：某人的生日。

树木越高，表示预期风力越大。森林中若出现多种不同类型的树木，则表示风向为中间方向。

示例

景观图片	描述
	当前时间为中午左右，预计天气晴朗，伴有少量云。夜间将刮起适度的北风。目前气温正在上升，但日落后将开始下降，在日出前达到最低点。在此期间，风向预计将转为东北风。
	太阳正在升起，今天将是炎热晴朗的一天，伴有轻微的东南风。日落后气温仍将保持高位，风向将转为东风，并在整个傍晚逐渐增强。
	全天及夜间将寒冷多雨。夜间南风将转为西北风。别忘了明天是某人的生日。

景观在一天中的变化

运行代码

准备 Linux 环境

./makevenv.sh

source .venv/bin/activate

准备环境 Windows

makevenv.bat

.venv/Scripts/Activate

图像创建测试

在 secrets.py 中使用您的 OpenWeather API 密钥更新 OWM_KEY 变量。

（可选）在 secrets.py 中更改坐标为您所在的位置。

python run_test.py

在“tmp”文件夹中查找生成的图像。

运行服务器

python run_server.py

从浏览器访问服务器页面，即可查看生成的图像数量。

电子墨水模块

硬件设置包括一块ESP32 开发板和一个2.9英寸电子墨水显示模块。目前，该设置仅显示从互联网获取的图像，每15分钟更新一次。目前尚不确定图像生成代码是否可适配 ESP32 上的 MicroPython 环境。

更多信息

手机

测试过程中会生成多张图像。黑白图像适用于电子墨水模块，而彩色图像则可用于手机主屏幕。对于安卓设备，有一款名为Web Image Widget的应用，可让您创建一个显示互联网图像的小部件。使用时，先从仓库启动服务器脚本，然后添加一个指向其中一张生成图像的小部件即可。