224?? IDL NetCDF 文件操作说明

Posted 2020-08-04 alex_bn_lee

参考：I/O - NetCDF Routines —— NetCDF 操作函数

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01		NCDF_OPEN	打开一个 NetCDF 文件。
02		NCDF_CLOSE	关闭一个 NetCDF 文件。
03		NCDF_VARID	返回一个变量 ID，varid。
04		NCDF_VARGET	读取一个变量。
05		NCDF_ATTGET	读取一个属性。
06		NCDF_ATTINQ	返回一个关于 NetCDF 属性信息的结构体。
07		NCDF_ATTRENAME	属性重命名。
08		NCDF_VARINQ	返回变量信息。
09		NCDF_INQUIRE	返回文件信息。
10		NCDF_ATTNAME	返回一个属性名称。
11		NCDF_CREATE	创建一个 NetCDF 文件。
12		NCDF_DIMDEF	创建一个维度。
13		NCDF_VARDEF	创建一个变量。
14		NCDF_ATTPUT	写入属性数据。
15		NCDF_CONTROL	开始或结束定义模式。
16		NCDF_VARPUT	写入变量数据。

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　　NetCDF（network Common Data Form）由位于科罗拉多州波尔市的 Unidata 程序中心开发，主要应用于大气科学的研究。NetCDF 的数据模式具有简单性和灵活性的特点。NetCDF 文件的基本组成为变量、属性和维数：

• 变量为标量或多维数组。NetCDF 所支持的 IDL 数据类型有 string、byte、int、long、float 和 double
• 属性包含一个变量或这个文件的附加性质。包含变量信息（如单位、有效范围、尺度因子等）的属性称作变量属性；包含文件信息的属性称作全局属性。属性可以是标量或一维数组，支持的数据类型为 string、byte、int、long、float 和 double
• 维数为长整形标量，记录了一个或多个变量的大小

参考：NetCDF 格式文件入门
参考：NetCDF 入门

       从数学上来说，NetCDF 存储的数据就是一个多自变量的单值函数。 用公式来说就是 f(x,y,z,...) = value，函数的自变量 x,y,z 等在 NetCDF 中叫做维 (dimension) 或坐标轴 (axis)，函数值 value 在 NetCDF 中叫做变量 (Variables)。而自变量和函数值在物理学上的一些性质，比如计量单位 (量纲)、物理学名称等等在 NetCDF 中就叫属性 (Attributes)。

       注意：IDL读取数据与在其他软件上显示的数据位置相反，左上对右下！

       注意：NetCDF记录数据与实际数据是通过一个数量关系获取的，如下图所示：

实际结果 = 显示结果 × scale_factor + add_offset

        

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数据：可以从 http://www.gumley.com 中下载这些例子的数据文件：

• image.nc
• sao.nc

常用的 NetCDF 程序

名     称	功     能	名     称	功     能
NCDF_OPEN()	打开一个 NetCDF 文件	NCDF_ATTNAME()	返回一个属性名称
NCDF_CLOSE	关闭一个 NetCDF 文件	NCDF_CREATE()	创建一个 NetCDF 文件
NCDF_VARID()	返回一个变量标识符	NCDF_DIMDEF()	创建一个维度
NCDF_VARGET	读取一个变量	NCDF_VARDEF()	创建一个变量
NCDF_ATTGET	读取一个属性	NCDF_ATTPUT	写入属性数据
NCDF_INQUIRE()	返回文件信息	NCDF_CONTROL	开始或结束定义模式
NCDF_VARINQ()	返回变量信息	NCDF_VARPUT	写入变量数据

常用的标准 NetCDF 文件属性

属性名称	定      义
long_name	详细描述变量的字符串（如“Northwards velocity component”）
units	描述变量单位的字符串（如“meters/second”）
valid_range	一个两元素的数组，包含变量有效的最小和最大值（如 [0.0, 5.0]）， 该属性的类型必须和变量类型一致
scale_factor	变量读取以后作用于变量的一个乘数（允许 float 值存在 short 或 byte 类型）， 该属性的类型必须和需要的变量类型一致（如浮点型）
add_offset	变量读取完毕，并且 scale_factor 使用后，加入到变量的一个偏值， 该属性的类型必须和需要的变量类型一致（如浮点型）
FillValue	表示没有数据写入的一个值，该属性的类型必须和变量的类型一致

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序号	名称		功能说明		语法 & 举例
01	NCDF_OPEN		打开一个 NetCDF 文件，返回值是这个文件的 NetCDF ID 值。 ---------------------------------------------------------------------------------- Result = NCDF_OPEN( Filename [, /NOWRITE | , /WRITE] ) ---------------------------------------------------------------------------------- ◈ Filename：欲打开或创建的文件路径 ◈ NOWRITE：只读模式，默认模式 ◈ WRITE：读写模式		offset = [80, 20] count = [70, 70] stride = [2, 3] ;打开 NetCDF 文件 id = NCDF_OPEN(\'dave.nc\') ;获取 image 的变量 ID image = NCDF_VARID(id, \'image\') ;获取 image 数据内容 NCDF_VARGET, id, image, fullimage ;获取 image 部分数据内容 NCDF_VARGET, id, image, subimage, COUNT=count, STRIDE=stride, OFFSET=offset ;关闭 NetCDF 文件 NCDF_CLOSE, id
02	NCDF_CLOSE		关闭一个 NetCDF 文件。 ---------------------------------------------------------------------------------- NCDF_CLOSE, Cdfid ---------------------------------------------------------------------------------- ◈ Cdfid：由 NCDF_OPEN 或 NCDF_CREATE 返回的 NCDF ID 值
03	NCDF_VARID		返回一个变量 ID，varid。 如果返回值为 -1 说明变量不存在。 ---------------------------------------------------------------------------------- Result = NCDF_VARID(Cdfid, Name) ---------------------------------------------------------------------------------- ◈ Cdfid：由 NCDF_OPEN 或 NCDF_CREATE 返回的 NCDF ID 值 ◈ Name：变量名称
04	NCDF_VARGET		读取一个变量。 ---------------------------------------------------------------------------------- NCDF_VARGET, Cdfid, Varid, Value [, COUNT=vector] [, OFFSET=vector] [, STRIDE=vector] ---------------------------------------------------------------------------------- ◈ Cdfid：由 NCDF_OPEN 或 NCDF_CREATE 返回的 NCDF ID 值 ◈ Varid：是 NCDF_VARID 函数获取的返回值 varid ◈ Value：是读取变量的结果 ◈ COUNT=vector：是每维中读取元素的数目，默认情况是从当前 offset 的位置到每维的最后一个元素 ◈ OFFSET=vector：是每维中读取的第一个元素，从零开始，默认为 [0, 0, ... ,0] ◈ STRIDE=vector：是在每维中提取的间隔，默认为 [0, 0, ... , 0]，意味着每个元素均被选中 ---------------------------------------------------------------------------------- 注意：如果 offset、count 或 stride 导致变量超出了范围，则 IDL 在读取时将舍去超出的部分，并给出错误信息。
05	NCDF_ATTGET		读取一个属性。 ---------------------------------------------------------------------------------- NCDF_ATTGET, Cdfid [, Varid] , Name, Value [, /GLOBAL] ---------------------------------------------------------------------------------- ◈ Cdfid：由 NCDF_OPEN 或 NCDF_CREATE 返回的 NCDF ID 值 ◈ Varid：是 NCDF_VARID 函数获取的返回值 varid ◈ Name：是包含属性名称的字符串 ◈ Value：获取变量结果 ◈ GLOBAL：返回全局变量结果		;打开一个新的 NetCDF 文件 id = NCDF_CREATE(\'test.nc\', /CLOBBER) ;创建两个全局属性 TITLE 和 DATE NCDF_ATTPUT, id, /GLOBAL, \'TITLE\', \'MY TITLE\' NCDF_ATTPUT, id, /GLOBAL, \'DAY\', \'July 1,1996\' ; ATTRENAME 可以用来给属性重命名 NCDF_ATTRENAME, id, \'DAY\', \'DATE\', /GLOBAL ;获取第二个属性的名称 name = NCDF_ATTNAME(id, /GLOBAL, 1) ;获取属性值 NCDF_ATTGET, id, /GLOBAL, name, date ;获取这个属性的信息 result = NCDF_ATTINQ(id, /GLOBAL, name) HELP, name, date, result, /STRUCTURE PRINT, date PRINT, STRING(date) NCDF_CLOSE, id
06	NCDF_ATTINQ		返回一个关于 NetCDF 属性信息的结构体。 ---------------------------------------------------------------------------------- Result = NCDF_ATTINQ( Cdfid [, Varid] , Name [, /GLOBAL]) ---------------------------------------------------------------------------------- ◈ Cdfid：由 NCDF_OPEN 或 NCDF_CREATE 返回的 NCDF ID 值 ◈ Varid：是 NCDF_VARID 函数获取的返回值 varid ◈ Name：是包含属性名称的字符串 ◈ GLOBAL：返回全局变量结果
07	NCDF_ATTRENAME		属性重命名。 ---------------------------------------------------------------------------------- NCDF_ATTRENAME, Cdfid [, Varid] Oldname, Newname [, /GLOBAL] ---------------------------------------------------------------------------------- ◈ Cdfid：由 NCDF_OPEN 或 NCDF_CREATE 返回的 NCDF ID 值 ◈ Varid：是 NCDF_VARID 函数获取的返回值 varid ◈ Oldname：属性的当前名称 ◈ Newname：属性的新名称 将netcdf数据最终转换为envi的标准格式或者tif格式。用matlab或者idl可以吗？ NetCDF 4.5 NetCDF 文件版本 4 的 Java 问题 + HDF 的旧代码不起作用 在 python 中处理非常大的 netCDF 文件 [Errno -101] NetCDF：打开 netcdf 文件时出现 HDF 错误 将 netCDF 文件显示到 Google 地图 如何将 GeoDataFrame 存储到 NetCDF 文件