氣象機器人 (3) - 天氣預報和空氣品質

延續「氣象機器人 (2) - 目前氣象資訊」文章，這篇教學會讓 LINE 氣象機器人串接天氣預報和空氣品質資訊，只要使用 LINE 預設的功能提供地址，就能回傳該地址的天氣預報和空氣品質資訊。

參考：

• 氣象機器人 (1) - 雷達回波與地震資訊
• 氣象機器人 (2) - 目前氣象資訊

爬取天氣預報資訊

參考「爬取天氣預報」教學，從氣象資料開放平臺裡，找到「一般天氣預報-今明36小時天氣預報」資料集複製 JSON 網址。

資料連結 ( 需要登入才看得到 JSON 連結 )

• 一般天氣預報-今明36小時天氣預報

此外，本篇教學更會進一步取得鄉鎮行政區的天氣預報資料，從氣象資料開放平臺的「預報」分類中，搜尋「2天天氣」，可以看到每個資料集的代碼，屆時會透過這些代碼，取得對應的 JSON 檔案 ( 因為除了代碼，其他網址都相同 )

建立 forecast 函式，函式包含一個 address 參數，負責承接 LINE 收到的地址資訊，程式相關重點如下：

• 設定一個變數 json_api，用字典的方式儲存鄉鎮行政區的代碼，key 是縣市名稱。
• 先抓取主要縣市的氣象預報資料，抓到資料後組合成文字，取代原本 msg 變數的內容。
• 再抓取鄉鎮行政區的氣象預報資料，如果沒有資料就可以使用縣市預報資料。

# 氣象預報函式
def forecast(address):
    area_list = {}
    # 將主要縣市個別的 JSON 代碼列出
    json_api = {"宜蘭縣":"F-D0047-001","桃園市":"F-D0047-005","新竹縣":"F-D0047-009","苗栗縣":"F-D0047-013",
            "彰化縣":"F-D0047-017","南投縣":"F-D0047-021","雲林縣":"F-D0047-025","嘉義縣":"F-D0047-029",
            "屏東縣":"F-D0047-033","臺東縣":"F-D0047-037","花蓮縣":"F-D0047-041","澎湖縣":"F-D0047-045",
            "基隆市":"F-D0047-049","新竹市":"F-D0047-053","嘉義市":"F-D0047-057","臺北市":"F-D0047-061",
            "高雄市":"F-D0047-065","新北市":"F-D0047-069","臺中市":"F-D0047-073","臺南市":"F-D0047-077",
            "連江縣":"F-D0047-081","金門縣":"F-D0047-085"}
    msg = '找不到天氣預報資訊。'    # 預設回傳訊息
    try:
        code = '你的氣象開放平台授權碼'
        url = f'https://opendata.cwb.gov.tw/fileapi/v1/opendataapi/F-C0032-001?Authorization={code}&downloadType=WEB&format=JSON'
        f_data = requests.get(url)   # 取得主要縣市預報資料
        f_data_json = f_data.json()  # json 格式化訊息內容
        location = f_data_json['cwbopendata']['dataset']['location']  # 取得縣市的預報內容
        for i in location:
            city = i['locationName']    # 縣市名稱
            wx8 = i['weatherElement'][0]['time'][0]['parameter']['parameterName']    # 天氣現象
            mint8 = i['weatherElement'][1]['time'][0]['parameter']['parameterName']  # 最低溫
            maxt8 = i['weatherElement'][2]['time'][0]['parameter']['parameterName']  # 最高溫
            ci8 = i['weatherElement'][2]['time'][0]['parameter']['parameterName']    # 舒適度
            pop8 = i['weatherElement'][2]['time'][0]['parameter']['parameterName']   # 降雨機率
            area_list[city] = f'未來 8 小時{wx8}，最高溫 {maxt8} 度，最低溫 {mint8} 度，降雨機率 {pop8} %'  # 組合成回傳的訊息，存在以縣市名稱為 key 的字典檔裡
        for i in area_list:
            if i in address:        # 如果使用者的地址包含縣市名稱
                msg = area_list[i]  # 將 msg 換成對應的預報資訊
                # 將進一步的預報網址換成對應的預報網址
                url = f'https://opendata.cwb.gov.tw/api/v1/rest/datastore/{json_api[i]}?Authorization={code}&elementName=WeatherDescription'
                f_data = requests.get(url)  # 取得主要縣市裡各個區域鄉鎮的氣象預報
                f_data_json = f_data.json() # json 格式化訊息內容
                location = f_data_json['records']['locations'][0]['location']    # 取得預報內容
                break
        for i in location:
            city = i['locationName']   # 取得縣市名稱
            wd = i['weatherElement'][0]['time'][1]['elementValue'][0]['value']  # 綜合描述
            if city in address:           # 如果使用者的地址包含鄉鎮區域名稱
                msg = f'未來八小時天氣{wd}' # 將 msg 換成對應的預報資訊
                break
        return msg  # 回傳 msg
    except:
        return msg  # 如果取資料有發生錯誤，直接回傳 msg

修改收到地址資訊後，reply 的訊息內容：

reply_message(f'{address}\n\n{current_weather(address)}\n\n{forecast(address)}', reply_token, access_token)

完成後重新執行，設定新的 ngrok 網址為 Webhook，驗證成功後 ( 有時因為快取的緣故，需要重新產生兩次才會正常運作 )，LINE 裡面傳送地址資訊，Colab 裡就會看到該地址的即時天氣資訊。

爬取空氣品質資訊

參考「爬取空氣品質指標 ( AQI )」教學，從政府資料開放平臺裡，找到「空氣品質指標 ( AQI ) 」資料集複製 JSON 網址。

• 空氣品質指標 ( AQI ) ：https://data.gov.tw/dataset/40448
• JSON API：檔案連結

建立 aqi 函式，函式包含一個 address 參數，負責承接 LINE 收到的地址資訊，程式相關重點如下：

• 先抓取主要縣市的空氣品質資料，抓到資料後組合成文字，取代原本 msg 變數的內容。
• 再抓取鄉鎮行政區的空氣品質資料，如果沒有資料就可以使用縣市空氣品質資料。
• 因為資料內容有些沒有空氣品質的描述，要自己用 if else 判斷後產生對應的文字。

# 空氣品質函式
def aqi(address):
    city_list, site_list ={}, {}
    msg = '找不到空氣品質資訊。'
    try:
        # 2022/12 時氣象局有修改了 API 內容，將部份大小寫混合全改成小寫，因此程式碼也跟著修正
        url = 'https://data.epa.gov.tw/api/v2/aqx_p_432?api_key=e8dd42e6-9b8b-43f8-991e-b3dee723a52d&limit=1000&sort=ImportDate%20desc&format=JSON'
        a_data = requests.get(url)             # 使用 get 方法透過空氣品質指標 API 取得內容
        a_data_json = a_data.json()            # json 格式化訊息內容
        for i in a_data_json['records']:       # 依序取出 records 內容的每個項目
            city = i['county']                 # 取出縣市名稱
            if city not in city_list:
                city_list[city]=[]             # 以縣市名稱為 key，準備存入串列資料
            site = i['sitename']               # 取出鄉鎮區域名稱
            aqi = int(i['aqi'])                # 取得 AQI 數值
            status = i['status']               # 取得空氣品質狀態
            site_list[site] = {'aqi':aqi, 'status':status}  # 記錄鄉鎮區域空氣品質
            city_list[city].append(aqi)        # 將各個縣市裡的鄉鎮區域空氣 aqi 數值，以串列方式放入縣市名稱的變數裡
        for i in city_list:
            if i in address: # 如果地址裡包含縣市名稱的 key，就直接使用對應的內容
                # 參考 https://airtw.epa.gov.tw/cht/Information/Standard/AirQualityIndicator.aspx
                aqi_val = round(statistics.mean(city_list[i]),0)  # 計算平均數值，如果找不到鄉鎮區域，就使用縣市的平均值
                aqi_status = ''  # 手動判斷對應的空氣品質說明文字
                if aqi_val<=50: aqi_status = '良好'
                elif aqi_val>50 and aqi_val<=100: aqi_status = '普通'
                elif aqi_val>100 and aqi_val<=150: aqi_status = '對敏感族群不健康'
                elif aqi_val>150 and aqi_val<=200: aqi_status = '對所有族群不健康'
                elif aqi_val>200 and aqi_val<=300: aqi_status = '非常不健康'
                else: aqi_status = '危害'
                msg = f'空氣品質{aqi_status} ( AQI {aqi_val} )。' # 定義回傳的訊息
                break
        for i in site_list:
            if i in address:  # 如果地址裡包含鄉鎮區域名稱的 key，就直接使用對應的內容
                msg = f'空氣品質{site_list[i]["status"]} ( AQI {site_list[i]["aqi"]} )。'
                break
        return msg    # 回傳 msg
    except:
        return msg    # 如果取資料有發生錯誤，直接回傳 msg

修改收到地址資訊後，reply 的訊息內容：

reply_message(f'{address}\n\n{current_weather(address)}\n\n{aqi(address)}\n\n{forecast(address)}', reply_token, access_token)

小結

到這個步驟，已經完成了一個 LINE 的氣象機器人，最後只需要加入圖文選單，提升使用者體驗就可以囉～

• 完整範例程式下載：line-bot-weather.py

繼續閱讀：

• 氣象機器人 (4) - 加入圖文選單和部署程式

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