为当日天气提供更多参考

充分发挥 WeatherKit 的强大功能来获取详细的天气预报数据，例如不同类型的降水量、不同海拔的云层覆盖情况，或者最大风速。探索如何按照一天的不同时段提供天气概况，并突出显示气温或降水方面即将出现的重要变化。了解如何通过我们的 Historical Comparisons 数据集将当前天气与过往天气进行比较，并深入了解全球任何地方的历史天气数据。我们还将探索如何使用 Swift 和 REST API 更快地实现所有这些功能。

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WeatherKit 简介

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大家好我是 Sidy 在“天气”团队担任软件工程师今天我要向大家介绍今年 WeatherKit 即将推出的一些精彩更新

WeatherKit 由 Apple“天气”服务提供支持它的 API 简单易用注重隐私保护让你能够提供准确的超本地化天气数据而且 WeatherKit 不仅仅是我们的“天气”App 的核心它的 Swift 和 REST API 也被 Carrot Weather、 (Not Boring) Weather 和 DuckDuckGo 等开发者用来向用户提供重要天气信息今年我们将会推出一些很棒的增强功能让 WeatherKit 变得比以往更出色！首先我们将在预报中加入更丰富的详细信息比如不同海拔高度的降水量和云量然后我们将推出结合背景信息突出显示即将发生的天气变化的功能最后我们还将支持二进制格式以加快数据传输速度今天我要逐一详细介绍这些功能包括如何在你的 App 中实现这些功能首先将介绍更丰富的预报详细信息

WeatherKit 由多个很棒的 API 组成 Availability 可指明哪些数据集适用于给定的位置 Attribution 能让你了解归因数据源 Active Alert 可以提供有关持续恶劣天气的详细信息但其中最重要的是 Weather API 它可以提供一些至关重要的天气数据比如当前天气状况每分钟降水量 10 天内的小时预报和每日预报以及天气提醒等

今年我们将精益求精为当前天气、小时预报和每日预报添加更多详细信息

当前天气状况可提供有关当下天气的详细信息比如气温、风速或紫外线指数现在你可以添加更精细的详细信息比如不同海拔高度的云量小时预报中也将推出这些增强功能现在可以为小时云量预报补充详细信息比如随海拔高度变化而变化的云量情况等或者可以提供小时降雨量就像 Apple“天气”App 一样

每日预报查询功能将迎来这批增强功能中力度最大的优化现在你可以轻松为 App 添加粒度更精细的每日预报比如湿度的高低甚至还可以按一天中的不同时间段拆分预报将日间天气与夜间天气分开

接下来我将使用 Swift 中的一个示例展示如何在 App 中访问小时降水量数据

首先我要在 CLLocation 上快速添加一个扩展这样便于在这个示例中以及接下来的所有 Swift 示例中将纽约作为我们的参考位置

降水数据很容易获取首先我需要传入要获取的数据所对应的位置

然后是我想要的数据粒度在这个示例中我想要的是每小时所以我指定了 .hourly 查询

最后只需访问小时预报的 precipitationAmount 属性和 WeatherKit 的所有其他属性一样这些属性可以通过 REST API 提供我要展示一下如何在 REST 中实现上一个示例

WeatherKit API 托管在 weatherkit.apple.com 上因此用它作为 RESTful URL 路径进行传递接下来追加表示 API 版本的参数这是这个版本的第 2 版在这个示例中我要提供 weather API 然后添加一个参数用来表示我想要获取的数据所对应的语言区这里我使用 en-US 来表示美式英语但是我可以选择 iOS 支持的任何语言区如果我传入一个不受支持的语言区响应就会默认设置为 en-US 还要指定我需要的相关数据所对应的位置坐标在这个 Swift 示例中位置坐标位于纽约市最后指定要获取的数据集在这个示例中是小时预报我还可以选择指定需要预报的小时范围在这个示例中为简单起见我把它限制为当前的一小时

但我也可以请求最多 240 小时的天气预报

请注意如果没有指定小时范围 WeatherKit 将默认设置为从当前小时开始的 24 小时还要注意的是我使用了相对小时查询参数通过这类参数 Apple“天气”服务可以根据提供的时区计算出确切的开始时间和结束时间提醒一下为了访问 Apple“天气”服务需要生成一个身份验证 Bearer 接下来我们看看结果

我对这个 URL 发出了 GET 请求它返回了一个托管在 forecastHourly 键下的对象

它包含一个小时预报数组每个小时预报都具有几个属性其中一个属性名为 precipitationAmount Swift 程序中也有一个同样属性

查看天气预报时我们会积极寻找变化的模式因为天气的重大变化可能会影响计划成败

提前了解这些变化并将这些信息与背景信息相结合至关重要为此我们将在 Weather API 中添加两种全新的查询

接下来我要介绍 Changes 和 Historical Comparisons 首先来看 Changes Changes 查询可提供温度和降水量即将发生的变化包括发生变化的时间即将出现的符合条件的重大波动例如升高或降低

“天气”App 现在使用这项查询来向用户突出显示即将发生的气温变化

现在你也可以在 App 中使用 Changes 查询我来演示一下具体方法继续使用纽约市作为我所在的位置我通过使用 .changes 查询来获取天气变化这样会返回一个变化列表我可以从中筛选出除明天之外将会发生的所有变化请注意我扩展了 Date 结构让它具有 isTomorrow 属性这样是为了方便表达我的用例下一步是将结果映射到一个数组这个数组仅包含低温变化最后如果发生任何变化并且这些变化包含了气温下降我就会向用户显示相应的信息

要在 REST 中完成这一操作我只需指定 weatherChanges 数据集请注意这款产品始终会返回信息即使只是告诉你接下来不会发生重大天气变化我们来通过一个示例输出明确我们的理解我刚才发出了 GET 请求来获取天气变化然后得到了一些返回数据天气变化对象位于 weatherChanges 键后面不出所料

它是变化列表的包装器对象藏在 changes 属性下

对于预报中的变化每个变化都有一个开始日期和一个结束日期最后是预计会发生的变化的类型这里的第一个变化意味着我们预计在指定的时间范围内最高气温将会升高

请注意条件变化也可以是下降或者如果预计不会发生任何变化则这个栏位中会填入表示稳定的标记

理解天气变化时最好与背景信息相结合因此我们还将推出 Historical Comparisons

Historical Comparisons 基于过去 50 多年来收集的数据让你能够将今天的天气与历史平均数据进行比较并按照与平均值的偏差显著性对结果进行排序

你可以看到“天气”App 中现在使用的历史数据比较查询其中显示了今日最高气温与历史平均数据的偏差 “天气”API 的这项查询功能使用起来也非常方便为了展示具体操作方法我们来看看另一个有趣的代码片段在 Swift 中仅请求天气数据包括 .historicalComparisons 查询请记住这个列表是按照与平均值的偏差显著性进行排序的

现在我们确定了显著的趋势偏差接下来可以将它打印出来并告知客户

如果你使用的是 REST API 只需包含 Historical Comparisons 数据集与 Swift 中一样你将获得一个比较列表按照与平均值的偏差显著性进行排序

我们来看看这个请求的输出

结果对象存储在 historicalComparisons 键下并且包含一个比较列表

每个比较都包含了用于计算趋势的条件

这个条件的当前值

基准值你应该可以通过这个值了解关于趋势变化方向的背景信息

还列出了偏差的类型这一项与偏差的幅值对应在这个示例中偏差处于正常范围内这个栏位中可能出现的其他值包括 higher、 much higher、lower 和 much lower

baselineType 表示用于确立基准值的统计方法在这个示例中我们使用平均值而不是中位数之类如果我们更新统计推理方法则这个栏位的值可能会发生变化

最后你可以获得我们为这个条件的计算平均值确立基准的日期

可以看到 Apple“天气”在 Weather API 中推出了多项增强功能让你能够为当前的预报添加更丰富的信息进而能够在你的 App 中适时为用户提供各种不同的预测数据切片现在我想谈谈如何结合全球历史背景信息来理解可通过 WeatherKit 获得的丰富的天气数据

结合气候背景信息来理解天气数据对于任何出色的天气体验都已变得不可或缺除了提升对气候的认知之外大致了解某个位置的长期天气模式甚至可能有助于规划较远未来的活动或假期

为了简化这一过程我们将添加全新的 Statistics API 借助这个精心设计的 API 你可以拓宽和收窄天气相关历史统计数据的范围 Statistics API 提供了两种新查询 Historical Averages 和 Daily Summaries 通过 Historical Averages 可以获取气温和降水量的长期平均值这个平均值根据自 1970 年 1 月 1 日以来记录的数据计算得出粒度可以设置为小时、每日和每月例如 “天气”App 利用这个 API 来显示每月平均降水量因此用户在规划下一次美妙假期时可以方便地避开雨季接下来我要展示如何让你的 App 也能获取统计数据

在这里我实现了一个获取每月统计数据的 Swift 示例只需在 WeatherService 上调用 monthlyStatistics 函数注明开始月份和结束月份按照公历 1 表示 1 月 12 表示 12 月

还有感兴趣的查询类型在这里是降水量

现在我得到了结果将它们分组到以月份为键的词典中

使用 REST API 时调用 Statistics/Monthly API 传入降水量作为数据集然后指定开始月份和结束月份这样会返回月平均值列表

接下来我们看看输出

可以看到我们的每月天气统计数据对象它包含了计算平均值的基准开始日期每月平均值列表位于 months 属性下

由于我们仅获取了降水量因此我们只有这个对象降水量对象包含了源自 Apple“天气”服务的每月平均数据最后还会从 1 到 12 列出相关月份的索引

通过 Statistics API 你还可以获取 2021 年 8 月 1 日之后任一过往日期的天气摘要

摘要中包含了高温和低温以及降水量和降雪量数据

“天气”App 使用这项功能来显示过去三十天的累计降水量以便更好地结合背景信息理解当日数据

我们来看看如何在 Swift 中获取这些数据

在这里我想在 Swift 中获取过去 30 天的天气摘要数据重点关注降水量数据

我需要指定日期间隔从 30 天前开始到现在结束请注意 thirtyDaysAgo 是我在 Date 上定义的一个自定扩展

我会将降水量作为查询包含进来现在我获取了数据接下来我要使用这些数据为用户提供相关信息请注意在这个示例中我同样只请求了降水量如果使用 REST API 我会调用 summary daily 路径然后像在 Swift 示例中一样筛选降水量数据集最后指定我希望接收数据的开始日期和结束日期结果是一个每日摘要数组其中通常包含气温和降水量数据请注意只有降水量具有非零值因为这就是我们的请求

可以看到 Apple“天气”服务一直在投入大量资源构建这些模型让我们能够结合更丰富的历史背景信息来理解当日天气

在这个版本中我们将向大家提供这些模型计算出的数据我们非常期待大家能够将这些丰富的新数据整合到自己的 App 中

尽管如此获取如此多的历史天气数据可能需要付出高昂的成本因此我们让大家能够轻松通过我们最强大的数据密集型 API 来获取天气数据在这个版本中我们将引入对 FlatBuffers 的支持从而能比以往更快地通过 WeatherKit 获取天气数据 FlatBuffers 与同等压缩 JSON 相比可以将有效负载的大小缩小最多 25% 与 JSON 相比还可以将解析时间缩短最多 90%

如果你使用的是 Swift API 则可以免费获取这项优化如果使用的是 REST API 那么这是一项可选功能你可以通过指定 accept 标头来激活它

所以不要担心你可以获取比以往更多的数据同时最大限度缩小有效负载大小

以上就是对 WeatherKit 的介绍接下来我们快速回顾一下大家在这个讲座中了解的内容除了已经提供的所有出色功能之外我们还将为当前预报、小时预报和每日预报添加粒度更精细的详细信息比如不同海拔高度的云量更丰富的降水量数据、湿度数据和能见度数据我们将推出 Changes 和 Historical Comparisons 查询全新的 Statistics API 并引入对 FlatBuffers 的支持

我们期待看到大家利用这些增强功能进行创新如果你已经使用过 WeatherKit 不妨思考一下如何利用这个版本提供的更多数据点来丰富你的预报数据你也可以让用户及时了解重大天气变化此外丰富的历史数据触手可及你可以利用这些数据让用户从更广阔的视角了解当日天气如果你使用的是 REST API 请考虑利用新的 FlatBuffer 响应如果你从未使用过 WeatherKit 请考虑观看 WWDC22 中的 “WeatherKit 简介” 然后赶快尝试一下

感谢大家的观看

2:40 - Fetch Precipitation Amount

import CoreLocation
import Foundation
import WeatherKit


extension CLLocation {
    static var newYork: CLLocation {
        CLLocation(latitude: 50.710, longitude: -74.006)
    }
}

let hourlyPrecipitation = try await WeatherService()
    .weather(for: .newYork, including: .hourly)
    .map(\.precipitationAmount)

3:25 - Fetch Precipitation Amount (REST)

https://weatherkit.apple.com/api/v2/weather/en-US/40.710/-74.006?dataSets=forecastHourly&relativeHourlyStart=0&relativeHourlyEnd=1&hourlyRelativeTo=now&timezone=America/New_York

6:05 - Weather Changes

import CoreLocation
import Foundation
import WeatherKit


extension Date {
    var isTomorrow: Bool {
        return Calendar.current.isDateInTomorrow(self)
    }
}

let changes = try await WeatherService()
   .weather(for: .newYork, including: .changes)

let lowTemperatureChanges = changes?
   .filter(\.date.isTomorrow)
   .map(\.lowTemperature)

if let lowTemperatureChanges, lowTemperatureChanges.contains(.decrease) {
   // Lower temperatures expected tomorrow

}

6:43 - Weather Changes (REST)

https://weatherkit.apple.com/api/v2/weather/en-US/40.710/-74.006?dataSets=weatherChanges

8:17 - Historical Comparisons

import CoreLocation
import Foundation
import WeatherKit


let mostSignificant = try await WeatherService()
    .weather(for: .newYork, including: .historicalComparisons)?
    .first

switch mostSignificant {
case .highTemperature(let trend), .lowTemperature(let trend):
    // Display temperature trend
    break
case .some, .none:
    break
}

8:36 - Historical Comparisons (REST)

https://weatherkit.apple.com/api/v2/weather/en-US/40.710/-74.006?dataSets=historicalComparisons

11:11 - Monthly Statistics

import CoreLocation
import Foundation
import WeatherKit


let averagePrecipitation = try await WeatherService()
    .monthlyStatistics(
        for: .newYork,
        startMonth: 1,
        endMonth: 12,
        including: .precipitation
    )

let averagePrecipitationAmountsPerMonth = Dictionary(
    grouping: averagePrecipitation,
    by: \.month
)

11:41 - Monthly Statistics (REST)

https://weatherkit.apple.com/api/v2/statistics/monthly/40.710/-74.006?dataSets=precipitation&start=1&end=12

12:52 - Daily Summary

import CoreLocation
import Foundation
import WeatherKit


extension Date {
    static var thirtyDaysAgo: Date {
        return Calendar.current.date(byAdding: .day, value: -30, to: .now)!
    }
}

let pastThirtyDaysSummary = try await WeatherService()
    .dailySummary(
       for: .newYork,
       forDaysIn: DateInterval(start: .thirtyDaysAgo, end: .now),
       including: .precipitation
    )
    .first

if let pastThirtyDaysSummary {
    // We have a daily weather summary for each day in the past 30 days

}

13:22 - Daily Summary (REST)

https://weatherkit.apple.com/api/v2/summary/daily/40.710/-74.006?dataSets=precipitation&start=2024-05-12&end=2024-06-10

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