使用 R 扩展 netCDF 文件中的尺寸

Posted 2023-03-11

【中文标题】使用 R 扩展 netCDF 文件中的尺寸

【英文标题】：Extend dimensions in netCDF file using R

【发布时间】：2015-07-17 00:48:59

【问题描述】：

我想使用 R 编写一个具有“无限”维度的 netCDF 文件，以后可以扩展。

这是我尝试过的：

创建 netcdf 文件

library(ncdf4)

## define lat, lon time dimensions
lat <- ncdim_def("latitude", "degrees_east", vals =  44.0, unlim = TRUE) 
lon <- ncdim_def("longitude", "degrees_north", vals = -88.5, unlim = TRUE)
time <- ncdim_def("time", "days since 0000-01-01", 1:1000)

## define data with these dimensions
x <- ncvar_def("myvar", units = "m2", dim = list(lat, lon, time))

## create, write to, close nc file
nc <- nc_create(filename = "tmp.nc", vars = list(x))

ncvar_put(nc = nc, varid = x, vals = 1:1000)
nc_close(nc = nc)

我想在不同的 lat 和 lon 添加一个新向量

## reopen existing file
nc <- nc_open("tmp.nc", write = TRUE)

## define new lat, lon dimensions (keep time dim from above)
lat2 <- ncdim_def("latitude", "degrees_east", vals =  44.5, unlim = TRUE) 
lon2 <- ncdim_def("longitude", "degrees_north", vals = -89.0, unlim = TRUE)

## define, write new dataset at new lat lon coordinates
x2 <- ncvar_def("myvar", units = "m2", dim = list(lat2, lon2, time))
ncvar_put(nc = nc, varid = x2, vals = 11:1011)

我希望找到两个不同的纬度和经度

ncvar_get(nc, 'latitude')
ncvar_get(nc, 'longitude')

ncvar_get(nc, 'myvar')

这些表明该文件是使用第一组 lat/lon 和 'myvar' 值写入的，但没有附加新的一组值。

我做错了什么？

我知道拥有多个无限维度并添加到它们的能力是 netCDF-4 的一个特性。我如何在 R 中做到这一点？

我知道我一定将“维度定义”与其他一些概念混淆了。但我有点失落。

【参考方案1】：

是的，我认为您混淆了“维度定义”和维度变量中的实际数据。

如果您运行您的第一个 sn-p 代码，然后使用 ncdump 转储 NetCDF 文件，您将看到：

netcdf tmp 
dimensions:
        latitude = UNLIMITED ; // (1 currently)
        longitude = UNLIMITED ; // (1 currently)
        time = 1000 ;
variables:
        double latitude(latitude) ;
                latitude:units = "degrees_east" ;
                latitude:long_name = "latitude" ;
        double longitude(longitude) ;
                longitude:units = "degrees_north" ;
                longitude:long_name = "longitude" ;
        int time(time) ;
                time:units = "days since 0000-01-01" ;
                time:long_name = "time" ;
        float myvar(time, longitude, latitude) ;
                myvar:units = "m2" ;
data:

 latitude = 44 ;

 longitude = -88.5 ;

 time = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19,
    20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33,
    ...
    990, 991, 992, 993, 994, 995, 996, 997, 998, 999, 1000 ;

 myvar =
  1,
  2,
  3,
  ...
  1000 ;
 

维度表示 latitude 和 longitude 是无限的，而 time 维度自 0000 年 1 月 1 日起固定为 1000 点/天。这正是您指定的，这很好。

所以要添加另一个纬度和经度。我会再次打开文件，读入当前数据，附加到它，然后再写回来。

library(ncdf4)
nc <- nc_open("tmp.nc", write = TRUE)
lat <- ncvar_get(nc, varid='latitude')
lat <- append(lat, 44.5)
ncvar_put(nc, varid='latitude', vals=lat, start=c(1), count=2)
nc_close(nc)

现在ncdump 将显示两个纬度：

data:

 latitude = 44, 44.5 ;

 longitude = -88.5 ;

当然，对于您不需要或不想读入所有数据和追加的大型数据集，您只需告诉 NetCDF 要将其写入何处。

library(ncdf4)
nc <- nc_open("tmp.nc", write = TRUE)
lon = -89.0
ncvar_put(nc, varid='longitude', vals=lon, start=c(2), count=1)
nc_close(nc)

现在ncdump 将显示两个纬度和两个经度：

data:

 latitude = 44, 44.5 ;

 longitude = -88.5, -89 ;

myvar 的数据表示是一个 3D 数组，所以我会做不同的初始写入。我会在创建数据并将其写入文件时指定它的尺寸，如下所示：

data <- array(1:1000, c(1,1,1000))
ncvar_put(nc = nc, varid='myvar', vals=data, start=c(1,1,1), count=c(1,1,1000))

然后追加到第二个经纬度：

data <- array(11:1011, c(1,1,1000))
ncvar_put(nc = nc, varid='myvar', vals=data, start=c(2,2,1), count=c(1,1,1000))

---

注意

我觉得 R 包对你隐藏得太多了。当您使用ncdim_def 创建维度时，您可以为其指定值。在我看来，这更像是一个 3 步过程。

创建维度。 创建与该维度关联的变量。 向该变量添加数据。

希望这会有所帮助。