JSON格式資料運用(OSEP scratch)

由 roc · 2020-08-30

開放資料 (英語：Open data) 指的是一種經過挑選與許可的資料，這些資料不受著作權、專利權，以及其他管理機制所限制，可以開放給社會公眾，任何人都可以自由出版使用，不論是要拿來出版或是做其他的運用都不加以限制。(註1)

政府資訊公開法(註2)有政府資訊公開的相關規定，行政院及各縣市政府也都有相關資料公開網站。(註3)

這些開放的資料很多都是使用JSON格式(註4)，因此使用時需要一點點技巧。

OSEP scratch 使用了幾個積木，幫助學生可以簡單的解讀這些資料。

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積木說明

填上將要讀取資料的來源網站網址(一般網址最後會有.json)

選擇要讀取第幾筆資料

選擇資料欄位

顯示該筆資料內容，框框打勾可以在螢幕顯示

JSON資料檔一般都有很多筆資料，每一筆資料裡面有很多不同的欄位存放不同的資料。

填入要讀取第幾筆資料，和要讀取的欄位名稱，執行時就會去找到該筆資料。

注意：

因為網路讀取資料，會因網路品質影響讀取速度，請加[等待…秒]，讓資料能順利讀取。

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讀取LASS資料

1.LASS開放資料下載，請點選[https://pm25.lass-net.org/]，下方找到[單一感測器的最近一筆資料]，填上測站感測器編號[註5]，按[送出]

2.出現測站的PM2.5資料，就是JSON格式

程式設計：

1.直接點OSEP網址：

https://ys-fang.github.io/OSEP/app/

開啟OSEP線上(網頁)版(請使用chrome瀏覽器)。

在網頁左下角點[添加擴展]

2添加[JSON]，這個擴展功能積木。

3.程式說明

1.設定[DATA]、[feeds]、[AirBox]3個變數

2.從LASS網站讀取JSON資料

3.重複讀取、說出資料。

4.設定[DATA]變數是原始JSON全部的資料

5.設定[feeds]變數是原始JSON裡面 feeds 欄位的資料

6.設定[AirBox]變數是 feeds 欄位裡面的 [AirBox] 欄位的第一筆資料

7.說出[AirBox]變數(第一筆資料)裡面，欄位名稱為SiteName的資料

8.等待2秒

9.說出[AirBox]變數(第一筆資料)裡面，欄位名稱為s_d0的資料(PM2.5值)

程式下載：PM2.5(json) .sb3

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空氣品質指標(AQI)自動警報系統

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1.直接點OSEP網址：

https://ys-fang.github.io/OSEP/app/

開啟OSEP線上(網頁)版(請使用chrome瀏覽器)。

在網頁左下角點[添加擴展]

2添加[JSON]，這個擴展功能積木。

3.到 (行政院環境保護署－空氣品質監測網) 點連結 https://airtw.epa.gov.tw/CHT/EnvMonitoring/Central/CentralMonitoring.aspx ，查離學校最近的測站名稱，記下來。

4.點右上角[綠旗]，輸入[測站名稱]，按[Enter]

5.自動顯示現在的AQI值及警示畫面。

程式說明：

A、舞台：

用不同顏色來表示空氣品質

B、主程式：

1.先提問[測站名稱]，將答案(測站名稱)存入變數備用。

2.到環保署公開資料庫(註6)，讀取json資料。

3.先計算要讀的測站是第幾筆資料。

4.讀取測站的AQI值，依據AQI值，判斷要顯示(說)哪一種警告畫面及背景。(註7)
請自行發揮創意設計。

6.修改程式的等待時間可以改變讀取更新的時間。

程式下載：AQI空氣品質看板.sb3

延伸：

1.當空氣品質AQU不好超標時，自動在line群組發出警示訊息，通知全校(群組)老師。

2.顯示所有空氣品質監測資料：細懸浮微粒（ PM2.5 ）、懸浮微粒（ PM10 ）、二氧化硫（ SO2 ）、氮氧化物（ NOx ）、一氧化碳（ CO ）、臭氧（ O3 ）

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補充資料：

1.中研院PM2.5 開放資料入口網站

https://pm25.lass-net.org/zh_tw/

JSON 格式 API（更新頻率：每 5 分鐘）

2.南投地區PM2.5開放資料網址如下：

http://www.airq.org.tw/Home/AboutData_ZH

JSON 格式 API（更新頻率：每 10分鐘）

http://www.airq.org.tw/Home/realtime10m

請寫程式將您家附近測站的PM2.5資料抓下使用。

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註1：開放資料
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%96%8B%E6%94%BE%E8%B3%87%E6%96%99

註2：政府資訊公開法
http://law.moj.gov.tw/LawClass/LawAll.aspx?PCode=I0020026

註3：政府資料開放平臺 http://data.gov.tw/

政府資料開放平臺，是中華民國政府根據《政府資訊公開法》規定，採開放資料的精神，所建立的一個跨部門計畫。

該計畫目前採取了CSV、XML、JSON、OLAP、TXT等格式提供資料集，任何人（包括企業）在其使用規範內，可以利用該平臺所提供的開放資料自由運用（包括重製、改作、公開傳輸、產生衍生物等）。

政府資料標準平臺 API服務

https://schema.gov.tw/apiservice/?fbclid=IwAR2nNf2YamJ2vV_1D1onZEoI2kgkZZQJ6vaZl_8n9IXq50cG6DkLPAw8oro#/%E6%94%BF%E5%BA%9C%E4%B8%BB%E8%A8%88/get_v1_data_BudgetAccountingandStatistics_BudgetandAccounting_SpecialFundBudgetandAccounting_EnterpriseDivisionIncomeStatementAccountName

註4：
https://zh.wikipedia.org/wiki/JSON#WEB.E5.BC.80.E5.8F.91
JSON（JavaScript Object Notation）是一種由道格拉斯·克羅克福特構想設計、輕量級的資料交換語言，以文字為基礎，且易於讓人閱讀。儘管JSON是Javascript的一個子集，但JSON是獨立於語言的文字格式，並且採用了類似於C語言家族的一些習慣。

JSON原始檔格式不容易判讀，可以利用線上編輯器整理，讓資料更容易觀看。

點 http://json2table.com/ 開啟轉換網頁

將原來的JSON網頁內容，全選複製後貼上這個網頁的最左邊那一欄。

然後點上面的 [ > ]

再點上面的 [ Table ]或 [Tree]，就可以看到比較整齊的列表。

註5：

搜尋測站編號請參考：

https://2blog.ilc.edu.tw/868/44807/

註6：

OpenData.epa 行政院環境保護署環境資源資料開放平台

空氣品質指標(AQI)(每小時)

https://opendata.epa.gov.tw/Data/Contents/AQI/

選[OPEN API]

https://opendata.epa.gov.tw/api/v1/AQI?%24skip=0&%24top=1000&%24format=json (新版)

http://opendata2.epa.gov.tw/AQI.json (舊版)

空氣品質指標(AQI)資料說明

https://opendata.epa.gov.tw/Data/Details/AQI/?show=all

主要欄位說明

SiteName(測站名稱)、County(縣市)、AQI(空氣品質指標)、Pollutant(空氣污染指標物)、Status(狀態)、SO2(二氧化硫ppb)、CO(一氧化碳ppm)、CO_8hr(一氧化碳8小時移動平均ppm)、O3(臭氧ppb)、O3_8hr(臭氧8小時移動平均ppb)、PM10(懸浮微粒μg／m3)、PM2.5(細懸浮微粒μg／m3)、NO2(二氧化氮ppb)、NOx(氮氧化物ppb)、NO(一氧化氮ppb)、WindSpeed(風m／sec)、WindDirec(風向degrees)、PublishTime(資料發布時間)、PM2.5_AVG(細懸浮微粒移動平均值μg／m3)、PM10_AVG(懸浮微粒移動平均值μg／m3)、SO2_AVG(二氧化硫移動平均值ppb)、Longitude(經度)、Latitude(緯度)、SiteId(測站編號)。

註7：
http://taqm.epa.gov.tw/taqm/tw/b0201.html
空氣品質指標(AQI)與健康影響，空氣品質指標(AQI)與活動建議

註8：

http://taqm.epa.gov.tw/taqm/tw/b0201.aspx
空氣品質指標為依據監測資料將當日空氣中臭氧(O3)、細懸浮微粒(PM2.5)、懸浮微粒(PM10)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)及二氧化氮(NO2)濃度等數值，以其對人體健康的影響程度，分別換算出不同污染物之副指標值，再以當日各副指標之最大值為該測站當日之空氣品質指標值(AQI)。

http://taqm.epa.gov.tw/taqm/tw/b0202.aspx
細懸浮微粒（ PM2.5 ）
PM2.5係指微粒氣動粒徑小於2.5微米，單位以微克／立方公尺表示之，由於PM2.5較PM10更容易深入人體肺部，對健康影響更大，若細微粒又附著其他污染物，將更加深呼吸系統之危害。
懸浮微粒（ PM10 ）
係指粒徑在10微米以下之粒子，又稱浮游塵。主要來源包括道路揚塵、車輛排放廢氣、露天燃燒、營建施工及農地耕作等，或由原生性空氣污染物轉化成之二次污染物，由於粒徑小於10微米以下，能深入人體肺部深處，如該粒子附著其他污染物，則將加深對呼吸系統之危害。
二氧化硫（ SO2 ）
除自然界產生外，一般為燃料中硫份燃燒與空氣中之氧結合者，為一具刺激臭味之無色氣體，易溶於水，與水反應為亞硫酸；於空氣中可氧化成亞硫酸，為引起酸雨的主要物質之一。
氮氧化物（ NOx ）
氮氧化物主要包括一氧化氮（NO）及二氧化氮（NO2），其生成原因係來自燃燒過程中，空氣中氮或燃料中氮化物氧化而成，一氧化氮為無色無味氣體，稍溶於水，燃燒過程生成之氮氧化物以一氧化氮為主要成份，光化學反應中可反應成二氧化氮。
二氧化氮為具刺激味道之赤褐色氣體，易溶於水，與水反應為亞硝酸及硝酸；參與光化學反應，吸收陽光後分解成一氧化氮及氧，在空氣中可氧化成硝酸鹽，亦是造成雨水酸化原因之一。
一氧化碳（ CO ）
除森林火災、甲烷氧化及生物活動等自然現象產生外，主要來自石化等燃料之不完全燃燒產生，無色無味，比空氣輕，由於一氧化碳對血紅素的親和力比氧氣大得多，因此，可能造成人體及動物血液和組織中氧氣過低，而產生中毒現象。
臭氧（ O3 ）
係一種由氮氧化物、反應性碳氫化合物及日光照射後產生之二次汙染物。具強氧化力，對呼吸系統具刺激性，能引起咳嗽、氣喘、頭痛、疲倦及肺部之傷害，特別是對小孩、老人、病人或戶外運動者有較大影響，同時對於植物，包括農作物有不良影響，對於人造材料，諸如橡膠（輪胎等）及油漆等，均能造成危害。

http://taqm.epa.gov.tw/taqm/tw/b0203.aspx
即時空氣品質指標(AQI)計算方式如下：
各測項即時濃度依下列公式計算後，再對應下表得出O₃、PM_2.5、PM₁₀、CO、SO₂、 NO₂等6個測項之即時副指標值，再取出其中最大值為即時空氣品質指標，該最大值測項即為指標污染物：

O_3,8hr	：	取最近連續8小時移動平均值 (例如今日上午10點發布的O₃的8小時濃度平均值，是取今日上午2點至上午9點監測數據的平均值。）
O₃	：	取即時濃度值
PM_2.5	：	0.5 × 前12小時平均 + 0.5 × 前4小時平均 (前4小時2筆有效，前12小時6筆有效）
PM₁₀	：	0.5 × 前12小時平均 + 0.5 × 前4小時平均 (前4小時2筆有效，前12小時6筆有效）
CO	：	取最近連續8小時移動平均值 (例如今日上午10點發布的CO的8小時濃度平均值，是取今日上午2點至上午9點監測數據的平均值。）
SO₂	：	取即時濃度值
SO_2,24hr	：	取最近連續24小時濃度平均值 (例如今日上午10點發布的SO₂的24小時濃度平均值，是取前1天上午10點至今日上午9點監測數據的平均值。）
NO₂	：	取即時濃度值

污染物濃度與即時副指標值對照表

一般以臭氧(O₃)8小時值計算各地區之空氣品質指標(AQI)。但部分地區以臭氧(O₃)小時值計算空氣品質指標(AQI)是更具有預警性，在此情況下，臭氧(O₃)8小時與臭氧(O₃)1小時之空氣品質指標(AQI)則皆計算之，取兩者之最大值作為空氣品質指標(AQI)。
空氣品質指標(AQI)301以上之指標值，是以臭氧(O₃)小時值計算之，不以臭氧(O₃)8小時值計算之。
空氣品質指標(AQI)200以上之指標值，是以二氧化硫(SO₂)24小時值計算之，不以二氧化硫(SO₂)小時值計算之。