时间属性是许多空间数据集的重要组成部分。与位置信息相结合，时间属性提供了数据分析和可视化的另一个维度。如果使用的数据集包含时间戳，或者有多个时间段的观测记录，就可以使用QGIS中的TimeManager插件轻松地将其可视化。TimeManager插件可以在特定的时间间隔内查看由数据生成的地图切片（slices），并将其导出为图片文件，然后利用其他工具将图片组合生成动画。

任务概述

通过海盗活动位置点图层，创建热力图（Heatmap），以时间序列动画的方式，展示过去20年间海盗活动热点区域的变化。

将会学到的其他技巧

• 使用热力图对密集的点数据进行可视化。
• 创建和使用自定义投影（custom map projections）。

获取示范数据

本教程的示范数据采用美国国家地理空间情报局（National Geospatial-Intelligence Agency）提供的反航运活动信息（Anti-shipping Activity Messages）和自然地球（Natural Earth）提供的1:1千万陆地多边形数据，可以通过如下链接下载：
反航运活动信息（Anti-shipping Activity Messages）：ASAM_shp.zip。
陆地多边形数据：ne_10m_land.zip。

将QGIS界面设置为中文

制作地图之前，请将您的QGIS软件界面设置为简体中文（如果您已经设置过了，可以忽略本节后续内容）。操作方式为：通过菜单【Settings】->【Options…】打开对话框，选择其中的【General】标签，找到“Override system locale”前面的复选框并打勾，在“User Interface Transaction”下拉框中找到并选择“简体中文”，单击【OK】，退出QGIS。重新启动QGIS后即可看到简体中文界面。

安装插件

本教程需要安装TimeManager 插件，点击菜单【插件】->【管理并安装插件…】，查找并安装TimeManager 插件。

详细操作步骤

1. 将示范数据下载到本地并解压缩。在QGIS【浏览】面板中，找到ne_10m_land.shp，把它添加到地图窗口。同样步骤，找到asam_data_download/ASAM_events.shp，把它拖拽到地图画布中。
   
2. 数以千计的海盗活动位置点显示在地图窗口中，很难从这种方式表示的数据中看出更多海盗活动信息，可以借助热力图更好地实现海盗活动数据的可视化。在【图层】面板中，选中“ASAM_events”图层，点击上方的【打开图层样式面板】按钮。【图层样式】面板出现在地图窗口右侧，当前默认的渲染方式是【单一符号】。
   
3. 从渲染器下拉框中选择【热图】，颜色渐变（Color ramp）下拉框中选择【Viridis】。
   
4. 调整热力图的【半径】参数为5.0，单位保持默认：Milimeters。在【图层样式】面板，展开【图层渲染】，设置图层的不透明度为75.0%，使得热点图层和下方的陆地多边形图层达到更好的可视化效果。
   
5. 点击菜单【插件】->【TimeManager】->【Toggle visibility】，用动画形式显示每年海盗活动地图。
   
6. 在【Time Manager】面板中，点击【Settings】，弹出【Time manager settings】对话框。
   
7. 在【Time manager settings】对话框中，点击【Add Layer】按钮。
   
8. 原始数据中包含属性字段“dateofocc”，表示海盗事件发生的日期，TimeManager插件将使用该字段来确定各个时间段应呈现在地图上的数据点，即使用该字段对图层进行过滤。在弹出的【Select layer and column(s)】对话框中，【layer】下拉框选择“ASAM_eventsM”，【Start time】选择“dateofocc”字段，设置【End time】为“Same as start”，点击【OK】按钮。
   
9. 回到【Time manager settings】对话框，点击【OK】按钮。
   
10. 点击【TimeManager】面板中的【Power】按钮，启动动画。设置【Time frame size】参数为“1 years”（1年），此时可见“ASAM_events”图层旁出现一个“过滤”按钮，表示根据地图右下角显示的时间，TimeManager插件对数据进行了过滤，将不是当前时间段的数据隐藏了起来。
    
    备注：TimeManager插件通过对图层使用过滤器的方式实现对数据的动画显示，因此，它只对支持过滤器的图层类型起作用。大部分数据源都支持过滤器，但也存在例外情况，比如临时内存图层（temporary memory layers）。因此，如果对图层做了某些处理，产生了临时图层，在对这些临时图层使用TimeManager插件之前，应先右键点击该图层，从弹出菜单中选择【永久化…】，将图层保存起来。
11. 点击【Time Manager】面板中的【Play】按钮，观察每年海盗活动热点地区动画效果。
    
12. 动画画面的右下角详细显示了数据的日期与时间，这种显示方式过于冗长繁琐。点击【Time Manager】面板的【Settings】按钮，在弹出对话框中点击【Time display options】按钮，设置时间显示格式为当前数据的年份。
    
13. 在【Options】对话框中，设置字体大小为 25，时间格式（Time Format）选择“ DateTime”，在文本框中输入 Y%。这里的时间格式应使用Python strftime格式，Y%表示4位数年份。同时，设置【Placement direction】为“ NW”，表示把时间标签放置在地图的西北角，即地图画布的左上方。
    
14. 点击【OK】按钮，回到【Time manager settings】对话框。选中【Looping animation】复选框，当调整样式时，该选项可以让动画从头开始继续播放。点击【OK】按钮。
    
15. 重新播放动画，年份标签显示在动画的左上角。为了地图的显示效果更好，可以改变一下投影设置。默认地图投影为 EPSG:4326，该投影适用于存储源数据，但对全球范围可视化来说显示效果并不好。推荐使用 Equal Earth Projection，在视觉上更加美观，而且可以更准确地表现世界范围地图。该投影是一个相对比较新的投影，尚未包含在QGIS的预定义投影中，但可以方便地通过QGIS完成自定义投影设置。点击菜单【设置】->【自定义投影…】。
    
16. 在【自定义坐标参照系】对话框中，点击【+】按钮，输入名称：“ Equal Earth”。自定义投影的参数需要以PROJ格式（PROJ format）指定，在【参数】文本框中输入以下PROJ格式文本，点击【OK】按钮。

+proj=eqearth +datum=WGS84 +wktext

17. 回到QGIS的主窗口，点击右下方状态栏的当前投影坐标系。
    
18. 在弹出的【项目属性|坐标参照系】对话框中，找到并选择自定义坐标系“Equal Earth”，点击【OK】按钮。
    
19. 地图随之转换为Equal Earth 投影坐标系，可以开始导出动画了。动画帧的导出是从当前时间滑块位置开始，因此在导出动画之前，确保【Time Manager】面板中时间滑块停在开始位置。点击【Time Manager】面板的【Export Video】按钮。
    
20. 在弹出的对话框中，点击【Select output folder】按钮，为输出动画选择一个目录。选中【 Frames only 】选项，单击【OK】按钮，开始导出。
    
21. 导出完成后，输出目录中可以看到每一年的地图对应生成了一个PNG图片，用这些图片可以制作GIF动图。GIF动图制作有很多方法，可以使用网站提供的在线制作工具，也可以下载一些开源的小程序来完成。以ezgif.com 网站为例，登陆网站，点击【 Choose Files 】，在弹出对话框中选中所有的PNG文件，然后点击【Upload and make a GIF!】按钮开始制作GIF动图。
    
22. GIF制作完成后，点击【Save】按钮，将生成的GIF下载到本地。

本教程到此结束。

吴建玲

2020年6月15日

---

版权声明

本文欢迎转载，转载时请注明出处。

本文主要翻译并改编自qgistutorials网站，原文链接为https://www.qgistutorials.com/en/docs/3/animating_time_series.html，原文已根据《知识共享署名4.0国际许可协议（Creative Commons Attribution 4.0 International License）》获得许可，在此向原文作者乌加尔·甘地（Ujaval Gandhi）致以敬意，感谢他为分享QGIS技术做出的贡献。