使用 Colab 筆記本將地理空間分析資料視覺化

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在本教學課程中，您將使用 Colab 筆記本，以視覺化方式呈現 BigQuery 中的地理空間分析資料。

本教學課程會使用下列 BigQuery 公開資料集：

• 舊金山 Ford GoBike Share
• 舊金山各區
• 舊金山警察局 (SFPD) 報告

如要瞭解如何存取這些公開資料集，請參閱在 Google Cloud 控制台中存取公開資料集。

您可以使用公開資料集建立下列視覺化效果：

• Ford GoBike Share 資料集的所有共享單車租借站的散佈圖
• 舊金山社區資料集中的多邊形
• 按社區劃分的共享單車站數量等值線地圖
• 舊金山警察局報告資料集的事件熱度圖

目標

• 使用 Google Cloud 設定驗證，也可以選擇使用 Google 地圖。
• 在 BigQuery 中查詢資料，然後將結果下載到 Colab。
• 使用 Python 數據資料學工具執行轉換和分析。
• 建立視覺化效果，包括散布圖、多邊形、等值線圖和熱度圖。

費用

在本文件中，您會使用 Google Cloud的下列計費元件：

• BigQuery
• Google Maps Platform

如要根據預測用量估算費用，請使用 Pricing Calculator。 初次使用 Google Cloud 的使用者可能符合免費試用資格。

完成本文所述工作後，您可以刪除已建立的資源，避免繼續計費。詳情請參閱清除所用資源一節。

事前準備

1. Sign in to your Google Cloud account. If you're new to Google Cloud, create an account to evaluate how our products perform in real-world scenarios. New customers also get $300 in free credits to run, test, and deploy workloads.

2. In the Google Cloud console, on the project selector page, select or create a Google Cloud project.

   Note: If you don't plan to keep the resources that you create in this procedure, create a project instead of selecting an existing project. After you finish these steps, you can delete the project, removing all resources associated with the project.

   Go to project selector

3. Make sure that billing is enabled for your Google Cloud project.

4. Enable the BigQuery and Google Maps JavaScript APIs.

   Enable the APIs

5. In the Google Cloud console, on the project selector page, select or create a Google Cloud project.

   Note: If you don't plan to keep the resources that you create in this procedure, create a project instead of selecting an existing project. After you finish these steps, you can delete the project, removing all resources associated with the project.

   Go to project selector

6. Make sure that billing is enabled for your Google Cloud project.

7. Enable the BigQuery and Google Maps JavaScript APIs.

   Enable the APIs

8. 請確認您具備必要權限，可以執行本文中的工作。

必要的角色

如果您建立新專案，您就是專案擁有者，並會獲得完成本教學課程所需的所有 IAM 權限。

如果您使用現有專案，則需要下列專案層級角色，才能執行查詢工作。

Make sure that you have the following role or roles on the project:

• BigQuery User (roles/bigquery.user)

Check for the roles

1. In the Google Cloud console, go to the IAM page.

   Go to IAM
2. Select the project.

3. In the Principal column, find all rows that identify you or a group that you're included in. To learn which groups you're included in, contact your administrator.

4. For all rows that specify or include you, check the Role column to see whether the list of roles includes the required roles.

Grant the roles

1. In the Google Cloud console, go to the IAM page.

   前往「IAM」頁面
2. 選取專案。
3. 按一下「授予存取權」。

4. 在「New principals」(新增主體) 欄位中，輸入您的使用者 ID。 這通常是 Google 帳戶的電子郵件地址。

5. 在「Select a role」(選取角色) 清單中，選取角色。
6. 如要授予其他角色，請按一下 「新增其他角色」，然後新增每個其他角色。
7. 按一下 [Save]。

如要進一步瞭解 BigQuery 中的角色，請參閱「預先定義的 IAM 角色」。

建立 Colab 筆記本

本教學課程會建立 Colab 筆記本，以視覺化方式呈現地理空間分析資料。如要在 Colab、Colab Enterprise 或 BigQuery Studio 中開啟筆記本的預先建構版本，請按一下教學課程 GitHub 版本頂端的連結「BigQuery Geospatial Visualization in Colab」(在 Colab 中進行 BigQuery 地理空間資料視覺化)。

1. 開啟 Colab。

   開啟 Colab

2. 在「開啟筆記本」對話方塊中，按一下「新增筆記本」。

3. 按一下 Untitled0.ipynb，然後將筆記本名稱變更為 bigquery-geo.ipynb。

4. 依序選取「檔案」>「儲存」。

使用 Google Cloud 和 Google 地圖進行驗證

本教學課程會查詢 BigQuery 資料集，並使用 Google 地圖 JavaScript API。如要使用這些資源，請透過 Google Cloud 和 Maps API 驗證 Colab 執行階段。

注意： 您可以自由選擇是否使用 Google Maps API。您可以在不使用 Google Maps JavaScript API 的情況下，執行本教學課程中的程式碼。

透過 Google Cloud進行驗證

1. 如要插入程式碼儲存格，請按一下 「程式碼」。

2. 如要使用專案進行驗證，請輸入下列程式碼：

   # REQUIRED: Authenticate with your project.
   GCP_PROJECT_ID = "PROJECT_ID"  #@param {type:"string"}
   
   from google.colab import auth
   from google.colab import userdata
   
   auth.authenticate_user(project_id=GCP_PROJECT_ID)
   
   # Set GMP_API_KEY to none
   GMP_API_KEY = None

   將 PROJECT_ID 替換為您的專案 ID。

3. 按一下 「執行儲存格」。

4. 出現提示時，請按一下「允許」，同意授予 Colab 憑證存取權。

5. 在「使用 Google 帳戶登入」頁面中，選擇您的帳戶。

6. 在「Sign in to Third-party authored notebook code」(登入第三方撰寫的筆記本程式碼) 頁面中，按一下「Continue」(繼續)。

7. 在「選取第三方撰寫的筆記本程式碼可存取哪些項目」頁面，按一下「全選」，然後點選「繼續」。

   完成授權流程後，Colab 筆記本不會產生任何輸出內容。儲存格旁的勾號表示程式碼已順利執行。

選用：使用 Google 地圖驗證

如果您使用 Google 地圖平台做為基本地圖的地圖供應商，請務必提供 Google 地圖平台 API 金鑰。筆記本會從 Colab 密鑰擷取金鑰。

如果您使用 Maps API，才需要執行這個步驟。如果沒有透過 Google 地圖平台進行驗證，pydeck 會改用 carto 地圖。

1. 按照 Google 地圖說明文件「使用 API 金鑰」頁面的操作說明，取得 Google Maps API 金鑰。

2. 切換至 Colab 筆記本，然後按一下「祕密」。

3. 按一下「新增密碼」。

4. 在「Name」(名稱) 中輸入 GMP_API_KEY。

5. 在「Value」部分輸入先前產生的 Maps API 金鑰值。

6. 關閉「密鑰」面板。

7. 如要插入程式碼儲存格，請按一下 「程式碼」。

8. 如要透過 Maps API 驗證，請輸入下列程式碼：

   # Authenticate with the Google Maps JavaScript API.
   GMP_API_SECRET_KEY_NAME = "GMP_API_KEY" #@param {type:"string"}
   
   if GMP_API_SECRET_KEY_NAME:
     GMP_API_KEY = userdata.get(GMP_API_SECRET_KEY_NAME) if GMP_API_SECRET_KEY_NAME else None
   else:
     GMP_API_KEY = None

9. 如果同意，請在系統提示時按一下「授予存取權」，讓筆記本存取金鑰。

10. 按一下 「執行儲存格」。

    完成授權流程後，Colab 筆記本不會產生任何輸出內容。儲存格旁的勾號表示程式碼已順利執行。

安裝 Python 套件並匯入資料科學程式庫

除了 colabtools (google.colab) Python 模組，本教學課程還會使用其他 Python 套件和資料科學程式庫。

在本節中，您將安裝 pydeck 和 h3 套件。pydeck 提供以 deck.gl 為基礎的 Python 大規模空間算繪功能。 h3-py 提供 Python 版的 Uber H3 六邊形階層式地理空間索引系統。

接著匯入 h3 和 pydeck 程式庫，以及下列 Python 地理空間程式庫：

• geopandas 擴充 pandas 使用的資料類型，允許對幾何類型執行空間作業。
• shapely，用於操作和分析個別平面幾何物件。
• branca，產生 HTML 和 JavaScript 色彩對應。
• geemap.deck 使用 pydeck 和 earthengine-api 進行視覺化。

匯入程式庫後，請為 pandas Colab 中的 DataFrame 啟用互動式表格。

安裝 pydeck 和 h3 套件

1. 如要插入程式碼儲存格，請按一下 「程式碼」。

2. 如要安裝 pydeck 和 h3 套件，請輸入下列程式碼：

   # Install pydeck and h3.
   !pip install pydeck>=0.9 h3>=4.2

3. 按一下 「執行儲存格」。

   安裝完成後，Colab 筆記本不會產生任何輸出內容。儲存格旁的勾號表示程式碼已順利執行。

匯入 Python 程式庫

1. 如要插入程式碼儲存格，請按一下 「程式碼」。

2. 如要匯入 Python 程式庫，請輸入下列程式碼：

   # Import data science libraries.
   import branca
   import geemap.deck as gmdk
   import h3
   import pydeck as pdk
   import geopandas as gpd
   import shapely

3. 按一下 「執行儲存格」。

   執行程式碼後，Colab 筆記本不會產生任何輸出內容。儲存格旁的勾號表示程式碼已順利執行。

為 pandas DataFrame 啟用互動式表格

1. 如要插入程式碼儲存格，請按一下 「程式碼」。

2. 如要啟用 pandas DataFrame，請輸入下列程式碼：

   # Enable displaying pandas data frames as interactive tables by default.
   from google.colab import data_table
   data_table.enable_dataframe_formatter()

3. 按一下 「執行儲存格」。

   執行程式碼後，Colab 筆記本不會產生任何輸出內容。儲存格旁的勾號表示程式碼已順利執行。

建立共用處理常式

在本節中，您會建立共用常式，在基本地圖上算繪圖層。

1. 如要插入程式碼儲存格，請按一下 「程式碼」。

2. 如要建立共用常式，在 Google 地圖上算繪圖層，請輸入下列程式碼：

   # Set Google Maps as the base map provider.
   MAP_PROVIDER_GOOGLE = pdk.bindings.base_map_provider.BaseMapProvider.GOOGLE_MAPS.value
   
   # Shared routine for rendering layers on a map using geemap.deck.
   def display_pydeck_map(layers, view_state, **kwargs):
     deck_kwargs = kwargs.copy()
   
     # Use Google Maps as the base map only if the API key is provided.
     if GMP_API_KEY:
       deck_kwargs.update({
         "map_provider": MAP_PROVIDER_GOOGLE,
         "map_style": pdk.bindings.map_styles.GOOGLE_ROAD,
         "api_keys": {MAP_PROVIDER_GOOGLE: GMP_API_KEY},
       })
   
     m = gmdk.Map(initial_view_state=view_state, ee_initialize=False, **deck_kwargs)
   
     for layer in layers:
       m.add_layer(layer)
     return m

3. 按一下 「執行儲存格」。

   執行程式碼後，Colab 筆記本不會產生任何輸出內容。儲存格旁的勾號表示程式碼已順利執行。

建立散布圖

在本節中，您將從 bigquery-public-data.san_francisco_bikeshare.bikeshare_station_info 資料表擷取資料，建立舊金山 Ford GoBike Share 公開資料集中所有共享單車租借站的散佈圖。散布圖是使用 deck.gl 架構中的圖層和散布圖層建立。

當您需要查看個別點的子集 (也稱為抽查) 時，散佈圖就非常實用。

以下範例說明如何使用圖層和散佈圖層，將個別點算繪為圓圈。

1. 如要插入程式碼儲存格，請按一下 「程式碼」。

2. 如要查詢舊金山 Ford GoBike Share 公開資料集，請輸入下列程式碼。這段程式碼使用 %%bigquery 神奇函式執行查詢，並以 DataFrame 形式傳回結果：

   # Query the station ID, station name, station short name, and station
   # geometry from the bike share dataset.
   # NOTE: In this tutorial, the denormalized 'lat' and 'lon' columns are
   # ignored. They are decomposed components of the geometry.
   %%bigquery gdf_sf_bikestations --project {GCP_PROJECT_ID} --use_geodataframe station_geom
   
   SELECT
     station_id,
     name,
     short_name,
     station_geom
   FROM
     `bigquery-public-data.san_francisco_bikeshare.bikeshare_station_info`

3. 按一下 「執行儲存格」。

   輸出結果會與下列內容相似：

   Job ID 12345-1234-5678-1234-123456789 successfully executed: 100%

4. 如要插入程式碼儲存格，請按一下 「程式碼」。

5. 如要取得 DataFrame 的摘要，包括資料欄和資料類型，請輸入下列程式碼：

   # Get a summary of the DataFrame
   gdf_sf_bikestations.info()

6. 按一下 「執行儲存格」。

   輸出內容應如下所示：

   <class 'geopandas.geodataframe.GeoDataFrame'>
   RangeIndex: 472 entries, 0 to 471
   Data columns (total 4 columns):
   #   Column        Non-Null Count  Dtype
   ---  ------        --------------  -----
   0   station_id    472 non-null    object
   1   name          472 non-null    object
   2   short_name    472 non-null    object
   3   station_geom  472 non-null    geometry
   dtypes: geometry(1), object(3)
   memory usage: 14.9+ KB
   

7. 如要插入程式碼儲存格，請按一下 「程式碼」。

8. 如要預覽 DataFrame 的前五列，請輸入下列程式碼：

   # Preview the first five rows
   gdf_sf_bikestations.head()

9. 按一下 「執行儲存格」。

   輸出結果會與下列內容相似：

   

如要算繪點，您必須從單車共乘資料集的 station_geom 欄位中，將經緯度擷取為 x 和 y 座標。

由於 gdf_sf_bikestations 是 geopandas.GeoDataFrame，因此可直接從其 station_geom 幾何圖形資料欄存取座標。您可以使用資料欄的 .x 屬性擷取經度，並使用 .y 屬性擷取緯度。然後儲存在新的經緯度欄中。

1. 如要插入程式碼儲存格，請按一下 「程式碼」。

2. 如要從「station_geom」欄擷取經緯度值，請輸入下列程式碼：

   # Extract the longitude (x) and latitude (y) from station_geom.
   gdf_sf_bikestations["longitude"] = gdf_sf_bikestations["station_geom"].x
   gdf_sf_bikestations["latitude"] = gdf_sf_bikestations["station_geom"].y

3. 按一下 「執行儲存格」。

   執行程式碼後，Colab 筆記本不會產生任何輸出內容。儲存格旁的勾號表示程式碼已順利執行。

4. 如要插入程式碼儲存格，請按一下 「程式碼」。

5. 如要根據先前擷取的經緯度值，繪製自行車共享車站的散佈圖，請輸入下列程式碼：

   # Render a scatter plot using pydeck with the extracted longitude and
   # latitude columns in the gdf_sf_bikestations geopandas.GeoDataFrame.
   scatterplot_layer = pdk.Layer(
     "ScatterplotLayer",
     id="bike_stations_scatterplot",
     data=gdf_sf_bikestations,
     get_position=['longitude', 'latitude'],
     get_radius=100,
     get_fill_color=[255, 0, 0, 140],  # Adjust color as desired
     pickable=True,
   )
   
   view_state = pdk.ViewState(latitude=37.77613, longitude=-122.42284, zoom=12)
   display_pydeck_map([scatterplot_layer], view_state)

6. 按一下 「執行儲存格」。

   輸出結果會與下列內容相似：

   

顯示多邊形

地理空間分析功能可讓您使用 GEOGRAPHY 資料類型和 GoogleSQL 地理函式，在 BigQuery 中分析及視覺化呈現地理空間資料。

地理空間分析中的 GEOGRAPHY 資料型別是點、線串和多邊形的集合，以地球表面的點集合或子集合表示。GEOGRAPHY 型別可包含下列物件：

• 資料點
• 線條
• 多邊形
• 多邊形集合

如需所有支援物件的清單，請參閱 GEOGRAPHY 類型說明文件。

如果您收到地理空間資料，但不知道預期形狀，可以將資料視覺化，找出形狀。您可以將地理資料轉換為 GeoJSON 格式，以視覺化呈現形狀。然後，您可以使用 deck.gl 架構中的 GeoJSON 圖層，以視覺化方式呈現 GeoJSON 資料。

在本節中，您將查詢舊金山鄰近地區資料集中的地理資料，然後以多邊形呈現。

1. 如要插入程式碼儲存格，請按一下 「程式碼」。

2. 如要查詢「舊金山鄰近地區」資料集 bigquery-public-data.san_francisco_neighborhoods.boundaries 資料表中的地理資料，請輸入下列程式碼。這段程式碼會使用 %%bigquery magic 函式執行查詢，並以 DataFrame 形式傳回結果：

   # Query the neighborhood name and geometry from the San Francisco
   # neighborhoods dataset.
   %%bigquery gdf_sanfrancisco_neighborhoods --project {GCP_PROJECT_ID} --use_geodataframe geometry
   
   SELECT
     neighborhood,
     neighborhood_geom AS geometry
   FROM
     `bigquery-public-data.san_francisco_neighborhoods.boundaries`

3. 按一下 「執行儲存格」。

   輸出結果會與下列內容相似：

   Job ID 12345-1234-5678-1234-123456789 successfully executed: 100%

4. 如要插入程式碼儲存格，請按一下 「程式碼」。

5. 如要取得 DataFrame 的摘要，請輸入下列程式碼：

   # Get a summary of the DataFrame
   gdf_sanfrancisco_neighborhoods.info()

6. 按一下 「執行儲存格」。

   結果應如下所示：

   <class 'geopandas.geodataframe.GeoDataFrame'>
   RangeIndex: 117 entries, 0 to 116
   Data columns (total 2 columns):
   #   Column        Non-Null Count  Dtype
   ---  ------        --------------  -----
   0   neighborhood  117 non-null    object
   1   geometry      117 non-null    geometry
   dtypes: geometry(1), object(1)
   memory usage: 2.0+ KB
   

7. 如要預覽 DataFrame 的第一列，請輸入下列程式碼：

   # Preview the first row
   gdf_sanfrancisco_neighborhoods.head(1)

8. 按一下 「執行儲存格」。

   輸出結果會與下列內容相似：

   

   在結果中，請注意資料是多邊形。

9. 如要插入程式碼儲存格，請按一下 「程式碼」。

10. 如要將多邊形視覺化，請輸入下列程式碼。pydeck 用於將幾何資料欄中的每個 shapely 物件例項轉換為 GeoJSON 格式：

    # Visualize the polygons.
    geojson_layer = pdk.Layer(
        'GeoJsonLayer',
        id="sf_neighborhoods",
        data=gdf_sanfrancisco_neighborhoods,
        get_line_color=[127, 0, 127, 255],
        get_fill_color=[60, 60, 60, 50],
        get_line_width=100,
        pickable=True,
        stroked=True,
        filled=True,
      )
    view_state = pdk.ViewState(latitude=37.77613, longitude=-122.42284, zoom=12)
    display_pydeck_map([geojson_layer], view_state)

11. 按一下 「執行儲存格」。

    輸出結果會與下列內容相似：

    

製作 choropleth 地圖

如果您要探索的資料包含難以轉換為 GeoJSON 格式的多邊形，可以改用 deck.gl 架構的多邊形圖層。多邊形圖層可處理特定類型的輸入資料，例如點陣列。

在本節中，您將使用多邊形圖層算繪點陣列，並使用結果算繪 choropleth 地圖。等值線地圖會結合「舊金山鄰近地區」資料集和「舊金山 Ford GoBike 共享單車」資料集中的資料，顯示各鄰近地區的共享單車站密度。

1. 如要插入程式碼儲存格，請按一下 「程式碼」。

2. 如要匯總及計算每個社區的電站數量，並建立包含點陣列的 polygon 欄，請輸入下列程式碼：

   # Aggregate and count the number of stations per neighborhood.
   gdf_count_stations = gdf_sanfrancisco_neighborhoods.sjoin(gdf_sf_bikestations, how='left', predicate='contains')
   gdf_count_stations = gdf_count_stations.groupby(by='neighborhood')['station_id'].count().rename('num_stations')
   gdf_stations_x_neighborhood = gdf_sanfrancisco_neighborhoods.join(gdf_count_stations, on='neighborhood', how='inner')
   
   # To simulate non-GeoJSON input data, create a polygon column that contains
   # an array of points by using the pandas.Series.map method.
   gdf_stations_x_neighborhood['polygon'] = gdf_stations_x_neighborhood['geometry'].map(lambda g: list(g.exterior.coords))

3. 按一下 「執行儲存格」。

   執行程式碼後，Colab 筆記本不會產生任何輸出內容。儲存格旁的勾號表示程式碼已順利執行。

4. 如要插入程式碼儲存格，請按一下 「程式碼」。

5. 如要為每個多邊形新增 fill_color 欄，請輸入下列程式碼：

   # Create a color map gradient using the branch library, and add a fill_color
   # column for each of the polygons.
   colormap = branca.colormap.LinearColormap(
     colors=["lightblue", "darkred"],
     vmin=0,
     vmax=gdf_stations_x_neighborhood['num_stations'].max(),
   )
   gdf_stations_x_neighborhood['fill_color'] = gdf_stations_x_neighborhood['num_stations'] \
     .map(lambda c: list(colormap.rgba_bytes_tuple(c)[:3]) + [0.7 * 255])   # force opacity of 0.7

6. 按一下 「執行儲存格」。

   執行程式碼後，Colab 筆記本不會產生任何輸出內容。儲存格旁的勾號表示程式碼已順利執行。

7. 如要插入程式碼儲存格，請按一下 「程式碼」。

8. 如要算繪多邊形圖層，請輸入下列程式碼：

   # Render the polygon layer.
   polygon_layer = pdk.Layer(
     'PolygonLayer',
     id="bike_stations_choropleth",
     data=gdf_stations_x_neighborhood,
     get_polygon='polygon',
     get_fill_color='fill_color',
     get_line_color=[0, 0, 0, 255],
     get_line_width=50,
     pickable=True,
     stroked=True,
     filled=True,
   )
   view_state = pdk.ViewState(latitude=37.77613, longitude=-122.42284, zoom=12)
   display_pydeck_map([polygon_layer], view_state)

9. 按一下 「執行儲存格」。

   輸出結果會與下列內容相似：

   

建立熱視圖

如果您有已知的有意義界線，就適合使用等值線圖。如果資料沒有已知的有意義界線，可以使用熱度圖層算繪連續密度。

在以下範例中，您會查詢舊金山警察局 (SFPD) 報告資料集中的 bigquery-public-data.san_francisco_sfpd_incidents.sfpd_incidents 資料表資料。這些資料用於呈現 2015 年事件的分布情形。

如果是熱視圖，建議您先量化及彙整資料，再進行算繪。在本範例中，資料會使用 Carto H3 空間索引進行量化和匯總。 熱視圖是使用 deck.gl 架構的熱視圖圖層建立。

在本範例中，量化作業是使用 h3 Python 程式庫，將事件點匯總到六邊形中。h3.latlng_to_cell 函式用於將事件的位置 (經緯度) 對應至 H3 儲存格索引。熱度圖的 H3 解析度為 9，可提供足夠的聚合六邊形。h3.cell_to_latlng 函式用於判斷每個六邊形的中心。

注意： 您也可以使用 Carto 的 BigQuery 專用 Analytics 工具箱執行類似的轉換。

1. 如要插入程式碼儲存格，請按一下 「程式碼」。

2. 如要查詢舊金山警察局 (SFPD) 報告資料集中的資料，請輸入下列程式碼。這段程式碼會使用 %%bigquery magic 函式執行查詢，並以 DataFrame 形式傳回結果：

   # Query the incident key and location  data from the SFPD reports dataset.
   %%bigquery gdf_incidents --project {GCP_PROJECT_ID} --use_geodataframe location_geography
   
   SELECT
     unique_key,
     location_geography
   FROM (
     SELECT
       unique_key,
       SAFE.ST_GEOGFROMTEXT(location) AS location_geography, # WKT string to GEOMETRY
       EXTRACT(YEAR FROM timestamp) AS year,
     FROM `bigquery-public-data.san_francisco_sfpd_incidents.sfpd_incidents` incidents
   )
   WHERE year = 2015

3. 按一下 「執行儲存格」。

   輸出結果會與下列內容相似：

   Job ID 12345-1234-5678-1234-123456789 successfully executed: 100%

4. 如要插入程式碼儲存格，請按一下 「程式碼」。

5. 如要計算每個事件的經緯度儲存格，請匯總每個儲存格的事件、建構 geopandas DataFrame，並為熱度圖層新增每個六邊形的中心，然後輸入下列程式碼：

   # Compute the cell for each incident's latitude and longitude.
   H3_RESOLUTION = 9
   gdf_incidents['h3_cell'] = gdf_incidents.geometry.apply(
       lambda geom: h3.latlng_to_cell(geom.y, geom.x, H3_RESOLUTION)
   )
   
   # Aggregate the incidents for each hexagon cell.
   count_incidents = gdf_incidents.groupby(by='h3_cell')['unique_key'].count().rename('num_incidents')
   
   # Construct a new geopandas.GeoDataFrame with the aggregate results.
   # Add the center of each hexagon for the HeatmapLayer to render.
   gdf_incidents_x_cell = gpd.GeoDataFrame(data=count_incidents).reset_index()
   gdf_incidents_x_cell['h3_center'] = gdf_incidents_x_cell['h3_cell'].apply(h3.cell_to_latlng)
   gdf_incidents_x_cell.info()

6. 按一下 「執行儲存格」。

   輸出結果會與下列內容相似：

   <class 'geopandas.geodataframe.GeoDataFrame'>
   RangeIndex: 969 entries, 0 to 968
   Data columns (total 3 columns):
   #   Column         Non-Null Count  Dtype
   --  ------         --------------  -----
   0   h3_cell        969 non-null    object
   1   num_incidents  969 non-null    Int64
   2   h3_center      969 non-null    object
   dtypes: Int64(1), object(2)
   memory usage: 23.8+ KB
   

7. 如要插入程式碼儲存格，請按一下 「程式碼」。

8. 如要預覽 DataFrame 的前五列，請輸入下列程式碼：

   # Preview the first five rows.
   gdf_incidents_x_cell.head()

9. 按一下 「執行儲存格」。

   輸出結果會與下列內容相似：

   

10. 如要插入程式碼儲存格，請按一下 「程式碼」。

11. 如要將資料轉換為 HeatmapLayer 可用的 JSON 格式，請輸入下列程式碼：

    # Convert to a JSON format recognized by the HeatmapLayer.
    def _make_heatmap_datum(row) -> dict:
      return {
          "latitude": row['h3_center'][0],
          "longitude": row['h3_center'][1],
          "weight": float(row['num_incidents']),
      }
    
    heatmap_data = gdf_incidents_x_cell.apply(_make_heatmap_datum, axis='columns').values.tolist()

12. 按一下 「執行儲存格」。

    執行程式碼後，Colab 筆記本不會產生任何輸出內容。儲存格旁的勾號表示程式碼已順利執行。

13. 如要插入程式碼儲存格，請按一下 「程式碼」。

14. 如要算繪熱視圖，請輸入下列程式碼：

    # Render the heatmap.
    heatmap_layer = pdk.Layer(
      "HeatmapLayer",
      id="sfpd_heatmap",
      data=heatmap_data,
      get_position=['longitude', 'latitude'],
      get_weight='weight',
      opacity=0.7,
      radius_pixels=99,  # this limitation can introduce artifacts (see above)
      aggregation='MEAN',
    )
    view_state = pdk.ViewState(latitude=37.77613, longitude=-122.42284, zoom=12)
    display_pydeck_map([heatmap_layer], view_state)

15. 按一下 「執行儲存格」。

    輸出結果會與下列內容相似：

    

清除所用資源

如要避免系統向您的 Google Cloud 帳戶收取本教學課程中所用資源的相關費用，請刪除含有該項資源的專案，或者保留專案但刪除個別資源。

刪除專案

控制台

注意：刪除專案會造成以下結果：

• 專案中的所有內容都會遭到刪除。 如果您使用現有專案來進行本文中的工作，刪除專案將一併刪除其中已完成的所有工作。
• 自訂的專案 ID 會消失。當您之前建立這個專案時，可能建立了想要在日後使用的自訂專案 ID。如要保留使用該專案 ID 的網址 (例如 appspot.com 網址)，請刪除在該專案中選取的資源，而不是刪除整個專案。

如果打算探索多種架構、教學課程或快速入門導覽課程，重複使用專案有助於避免超出專案配額限制。

1. In the Google Cloud console, go to the Manage resources page.

   Go to Manage resources

2. In the project list, select the project that you want to delete, and then click Delete.
3. In the dialog, type the project ID, and then click Shut down to delete the project.

gcloud

注意：刪除專案會造成以下結果：

• 專案中的所有內容都會遭到刪除。 如果您使用現有專案來進行本文中的工作，刪除專案將一併刪除其中已完成的所有工作。
• 自訂的專案 ID 會消失。當您之前建立這個專案時，可能建立了想要在日後使用的自訂專案 ID。如要保留使用該專案 ID 的網址 (例如 appspot.com 網址)，請刪除在該專案中選取的資源，而不是刪除整個專案。

如果打算探索多種架構、教學課程或快速入門導覽課程，重複使用專案有助於避免超出專案配額限制。

Delete a Google Cloud project:

gcloud projects delete PROJECT_ID

刪除 Google Maps API 金鑰和筆記本

刪除 Google Cloud 專案後，如果您使用 Google 地圖 API，請從 Colab Secrets 刪除 Google 地圖 API 金鑰，然後視需要刪除筆記本。

1. 在 Colab 中，按一下「Secrets」(密鑰) 。

2. 在 GMP_API_KEY 列的結尾，按一下「刪除」。

3. 選用：如要刪除筆記本，請依序按一下「檔案」>「移至垃圾桶」。

後續步驟

• 如要進一步瞭解 BigQuery 中的地理空間分析，請參閱 BigQuery 地理空間分析簡介。
• 如要瞭解如何以視覺化方式呈現 BigQuery 中的地理空間資料，請參閱以視覺化方式呈現地理空間資料。
• 如要進一步瞭解 pydeck 和其他 deck.gl 圖表類型，請參閱 pydeck 圖庫、deck.gl 圖層目錄和 deck.gl GitHub 來源中的範例。
• 如要進一步瞭解如何在資料框架中使用地理空間資料，請參閱 GeoPandas 入門頁面和 GeoPandas 使用者指南。
• 如要進一步瞭解幾何物件操作，請參閱 Shapely 使用手冊。
• 如要瞭解如何在 BigQuery 中使用 Google Earth Engine 資料，請參閱 Google Earth Engine 說明文件中的「匯出至 BigQuery」。