调整时区以计算 solarPosition

Question

我正在获取一个包含 UTC 数据和坐标经纬度的数据集我想为这个日期集的每一行计算日光位置，但我在操作时区时遇到了问题。

到目前为止，我已经设法通过以下方式制作 UTC 数据和时区：

# library for timezone computations
from timezonefinder import TimezoneFinder
from pytz import timezone
import pytz

# scientific python add-ons
import numpy as np
import pandas as pd   


tf = TimezoneFinder()
litteralTimeZone = tf.timezone_at(lng=longitude, lat=latitude)
print(litteralTimeZone)
tz = pytz.timezone(litteralTimeZone)
# Adjust date Time, currently in CSV like: 20070101:0000
Data['time(LOC)'] = pd.DatetimeIndex(
    pd.to_datetime(Data['time(UTC)'], format='%Y%m%d:%H%M')
).tz_localize(tz, ambiguous=True, nonexistent='shift_forward')
Data = Data.set_index('time(LOC)')

现在，当我使用

将数据传递给获取太阳位置函数时

pvlib.solarposition.get_solarposition(
    data.index, metadata['latitude'],metadata['longitude'])

get_solarposition 是根据数据的 UTC 部分计算的，忽略了它的本地化部分。

有什么想法吗？

Answer 1

感谢使用pvlib！

我认为您的问题是您有 UTC 时间戳，但您将它们与当地时区混合在一起。 UTC 是一个时区。 因此，您应该首先将原始时间戳本地化为 'UTC'。

# make time-zone aware timestamps from string format in UTC
>>> Data['time(TZ-UTC)'] = pd.DatetimeIndex(
...     pd.to_datetime(Data['time(UTC)'], format='%Y%m%d:%H%M')).tz_localize('UTC')

然后就可以直接在pvlib.solarposition.get_solarposition中使用这些了。

# mimic OP data
>>> Data = pd.DataFrame(
...     {'time(UTC)': ['20200420:2030', '20200420:2130', '20200420:2230']})
>>> Data
#        time(UTC)
# 0  20200420:2030
# 1  20200420:2130
# 2  20200420:2230

# apply the UTC timezone to the naive timestamps after parsing the string format
>>> Data['time(TZ-UTC)'] = pd.DatetimeIndex(
...     pd.to_datetime(Data['time(UTC)'], format='%Y%m%d:%H%M')).tz_localize('UTC')
>>> Data
#        time(UTC)              time(TZ-UTC)
# 0  20200420:2030 2020-04-20 20:30:00+00:00
# 1  20200420:2130 2020-04-20 21:30:00+00:00
# 2  20200420:2230 2020-04-20 22:30:00+00:00

# now call pvlib.solarposition.get_solarposition with the TZ-aware timestamps
>>> lat, lon = 39.74,-105.24
>>> solarposition.get_solarposition(Data['time(TZ-UTC)'], latitude=lat, longitude=lon)
#                            apparent_zenith     zenith  apparent_elevation  elevation     azimuth  equation_of_time
# time(TZ-UTC)
# 2020-04-20 20:30:00+00:00        34.242212  34.253671           55.757788  55.746329  221.860950          1.249402
# 2020-04-20 21:30:00+00:00        43.246151  43.261978           46.753849  46.738022  240.532481          1.257766
# 2020-04-20 22:30:00+00:00        53.872320  53.895328           36.127680  36.104672  254.103959          1.266117

您不需要将它们转换为当地时区。如果需要，使用 pd.DatetimeIndex.tz_convert 将它们从 UTC 转换为当地（例如: Golden, CO）时区。注意：使用像 Etc/GMT+7 这样的固定偏移量可能更方便，因为夏令时可能会导致 Pandas 引发不明确的时间错误。

>>> Data['time(LOC)'] = pd.DatetimeIndex(Data['time(TZ-UTC)']).tz_convert('Etc/GMT+7')
>>> Data = Data.set_index('time(LOC)')
>>> Data
#                                time(UTC)              time(TZ-UTC)
# time(LOC)
# 2020-04-20 13:30:00-07:00  20200420:2030 2020-04-20 20:30:00+00:00
# 2020-04-20 14:30:00-07:00  20200420:2130 2020-04-20 21:30:00+00:00
# 2020-04-20 15:30:00-07:00  20200420:2230 2020-04-20 22:30:00+00:00

太阳位置结果应与本地（例如: Golden, CO）时间或 UTC 时间完全相同：

>>> solarposition.get_solarposition(Data.index, latitude=lat, longitude=lon)
#                            apparent_zenith     zenith  apparent_elevation  elevation     azimuth  equation_of_time
# time(LOC)
# 2020-04-20 13:30:00-07:00        34.242212  34.253671           55.757788  55.746329  221.860950          1.249402
# 2020-04-20 14:30:00-07:00        43.246151  43.261978           46.753849  46.738022  240.532481          1.257766
# 2020-04-20 15:30:00-07:00        53.872320  53.895328           36.127680  36.104672  254.103959          1.266117

这有帮助吗？很高兴回答更多问题！干杯！

调整时区以计算 solarPosition

Adjusting time zone to compute solarPosition

pvlib