Python+Selenium爬取动态加载页面(1)

注: 最近有一小任务,需要收集水质和水雨信息,找了两个网站:国家地表水水质自动监测实时数据发布系统和全国水雨情网。由于这两个网站的数据都是动态加载出来的,所以我用了Selenium来完成我的数据获取。数据的获取过程跟人手动获取过程类似,所以也不会对服务器造成更大负荷。这是我写的第1个爬虫,初次接触,还请各位多多指教。本文的代码见Selenium获取动态页面数据1.ipynb或Selenium获取动态页面数据1.py。

1、准备环境

工欲善其事,必先装好环境,耐心地把下面的环境装好。

  • 建议安装Python3的版本,一般来说越新越好。这是官网下载安装,或者网上其它教程。
  • 安装Selenium和其一些必要的包:

    pip install pandas
    pip install bs4
    pip install selenium
    pandas自不必多说,非常强大的数据分析库,网上教程非常丰富。bs4是一个比较方便的html页面解析的包,详细的可以自由百度教程,网上有很多,当然也有它的Beautiful Soup官网文档,这是中文的,比较良心。selenium能够用于自动测试我们的网页,模拟我们的浏览器,也很强大,它的说明文档在此。
  • 最后我们需要安装浏览器的支持,如果电脑上已安装有Chrome浏览器,则还需下载chromedirver,注意需要安装与浏览器对应的版本,下载完成后,需要将其添加至系统的Path中。也可以安装PhantomJS,这是一个无界面的浏览器,速度更快一些,体积也不大。同样,下载好后,需要将其添加至系统的Path中。

  • 另外,关于Python的学习环境,建议安装一个Jupyter。

2、详细爬取过程

2.1 分析待爬取网页

打开我们的国家地表水水质自动监测实时数据发布系统:http://123.127.175.45:8082/如下图2-1所示,我们可以看到它的数据是动态地在更新,每次只显示了十多条数据,但是这只是一个假象,其实在我们打开页面,加载完成后,所有的数据已经加载过来了,只是没有显示出来,不信我们可以按F12,

  • 标签下的数据就是加载完成后的数据,共100条数据(有时候也只有99条)。

    Python+Selenium爬取动态加载页面(1)_第1张图片
    图2-1 国家地表水水质自动监测实时数据发布系统

    2.2 利用Selenium提取数据

    (1)打开网页

    运行下面代码,会自动弹出Chrome浏览器的窗口;如果用的browser = webdriver.PhantomJS(),则没有窗口出来。浏览器的窗口出来后,可以看到,它加载出我们的页面了。

    import datetime
    import pandas as pd
    from bs4 import BeautifulSoup
    from selenium import webdriver
    from selenium.webdriver.support.ui import WebDriverWait
    from selenium.webdriver.common.by import By
    from selenium.webdriver.support import expected_conditions as EC
    
    # 打开chrome浏览器(需提前安装好chromedriver)
    browser = webdriver.Chrome()
    # browser = webdriver.PhantomJS()
    print("正在打开网页...")
    browser.get("http://123.127.175.45:8082/")

    (2)得到页面源码

    网页完成后打开完成后,还需要等待一下它的加载,只有等数据加载完成,我们才能去获取它的HTML页面源码

    print("等待网页响应...")
    # 需要等一下,直到页面加载完成
    wait = WebDriverWait(browser, 10)
    wait.until(EC.presence_of_element_located((By.CLASS_NAME, "grid")))
    
    print("正在获取网页数据...")
    soup = BeautifulSoup(browser.page_source, "lxml")
    browser.close()

    (3)定位数据

    通过CSS选择器定位到我们的表头数据和表数据,如下图2-2和图2-3所示

    Python+Selenium爬取动态加载页面(1)_第2张图片
    图2-2 CSS选择(.panel-heading)表头
    Python+Selenium爬取动态加载页面(1)_第3张图片
    图2-3 CSS选择(.grid)表数据
    # 表头和表数据
    data_head = soup.select(".panel-heading")[0]
    grid_data = soup.select(".grid")[0]
    
    # 得到表头数据
    data_colhead = data_head.findAll("td")
    data_rows = grid_data.findAll("tr")
    
    # 据表头生成数据表
    water_df = pd.DataFrame(columns=[c.text for c in data_colhead])

    我们查看water_df可以得到如下数据表头:

    断面名称 测量时间 pH 溶解氧 氨氮 高锰酸盐指数 总有机碳 水质类别 断面属性 站点情况

    (4)提取数据

    上面我们从表数据中的tr标签获得所有数据行后,将其所有数据提取出来,添加到我们前面定义好的water_df中。

    print("提取网页数据中...")
    for i, data_row in enumerate(data_rows):
        # 以名字为地名和时间标识符,以防止数据重复
        water_loc = water_df.iloc[:, 0].values
        water_date = water_df.iloc[:, 1].values
    
        row_dat = [r.text for r in data_row]
        water_df.loc[i] = row_dat

    查看我获取的数据前5行,如下表

    表2.1 获取的数据表前5行
    断面名称 测量时间 pH 溶解氧 氨氮 高锰酸盐指数 总有机碳 水质类别 断面属性 站点情况
    0 四川攀枝花龙洞 2019-01-22 12:00 7.98 10.72 0.05 -- -- I 仪器故障
    1 四川宜宾凉姜沟 2019-01-22 12:00 7.75 10.77 0.07 2.18 -- II 入长江前 正常
    2 云南红河州河口 2019-01-22 12:00 7.41 9.09 0.21 3.4 -- II 中-越出境 仪器故障
    3 云南昆明观音山 2019-01-22 12:00 8.51819 8.69207 0.27 7.51 -- IV 湖体 正常
    4 云南昆明西苑隧道 2019-01-22 12:02 7.9 8.7 0.24 3.5 -- II 湖体 正常

    (5)保存数据

    得到数据后,一般要保存我们的数据,pandas给我们提供了非常方便的方法,可以保存为各种常见格式的数据,下面我们将其保存为.csv文件格式,由于这里面有中文编码,所以另外还保存了一个GB18030编码格式的文件,这样直接用excel打开,不会出现乱码。平时如果处理数据,还里建议用下面的utf-8编码的文件。

    data_str = datetime.datetime.now().strftime('%Y_%m_%d')
    
    water_df.to_csv("data_water_%s_ch.csv" % (data_str),
                    index=None, encoding="GB18030")
    
    water_df.to_csv("data_water_%s.csv" % (data_str), index=None)
    print("数据提取完成!!")

    数据提取完成后,可以看到下面2个文件:data_water_2019_01_22.csv、data_water_2019_01_22_ch.csv,直接用excel打开第2个文件,可以看到如下图2-4。

    Python+Selenium爬取动态加载页面(1)_第4张图片
    图2-4 最终获取的数据

    总结

    这次,我们主要用selenium模型浏览器得到动态加载的HTML页面源码,然后利用BeautifulSoup解析其中的数据,最后利用Pandas处理我们数据。

    这也是我第1次写爬虫,还请各位不吝赐教。此次数据的获取还比较简单,下一篇《Python+Selenium爬取动态加载页面(2)》再来写一下要点击按钮的,稍微复杂一点点。

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