两地传感器风向差值计算、可视化及工具库技术咨询

背景与需求 #

我需要绘制图表展示一段时间内两地不同传感器测得的风向差值，风向以方位角表示：北=0°、东=90°、南=180°、西=270°。具体需求如下：

• 差值绝对值需限定在0~180°，取两风向间的较小夹角；
• 差值符号定义：若从valueA顺时针到valueB的夹角更小则为正（例如valueB=50°、valueA=10°，或valueB=50°、valueA=350°的情况），逆时针夹角更小则为负。
  也可以理解为：将坐标系旋转使valueA的方位角为0°，返回valueB在-180°~+180°范围内的方位角。

现有实现代码 #

我自己写了一段代码实现上述逻辑：

diff = abs(valueB - valueA)
if (diff >= 180):
    diff = 360 - diff

if (valueA < 180):
    offsetA = valueA 
else:
    offsetA = valueA - 360
offsetB = valueB - offsetA
if (offsetB < 0):
    offsetB = offsetB + 360
if (offsetB >= 360):
    offsetB = offsetB - 360
if (offsetB > 180):
    diff = (-1) * diff

待解决问题 #

1. 是否有更简洁的代码实现上述风向差值计算逻辑？
2. 有没有更合适的风向差值展示方式？我认为风玫瑰图（适用于风速+风向展示）无法呈现这类时间序列差值。
3. 使用Python或R开发时，是否已有相关库实现该风向差值计算功能？

另外，若该问题更适合发布到其他Stack Exchange论坛，也请给出建议。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者meolic