【224】◀▶ IDL NetCDF 文件操作说明

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。

　　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

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

序号

名称

功能说明

语法 & 举例

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

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

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

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。

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

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

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
◈ GLOBAL：返回全局变量结果

NCDF_VARINQ

返回变量信息。
返回值是一个结构体，{ NAME:"", DATATYPE:"", NDIMS:0L, NATTS:0L, DIM:LONARR(NDIMS) }
◈ Name：变量的名称
◈ DataType：变量数据类型，'BYTE', 'CHAR', 'INT', 'LONG', 'FLOAT', or 'DOUBLE'
◈ Ndims：维度的数目
◈ Natts：给这个变量分配属性的数目
◈ Dim：变量维度 ID 的数组
----------------------------------------------------------------------------------
Result = NCDF_VARINQ(Cdfid, Varid)
----------------------------------------------------------------------------------
◈ 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

id = NCDF_OPEN('test.nc')
 
INQ_VID = NCDF_VARINQ(id, 'dist_image')
HELP, INQ_VID, /STRUCTURE
 
file_inq = NCDF_INQUIRE(id)
HELP, file_inq, /STRUCTURE
 
NCDF_CLOSE, id

NCDF_INQUIRE

返回文件信息。
返回值是一个结构体，{ NDIMS:0L, NVARS:0L, NGATTS:0L, RECDIM:0L }
◈ Ndims：这个 NetCDF 文件定义维度的数目
◈ Nvars：这个 NetCDF 文件定义变量的数目
◈ Ngatts：这个 NetCDF 文件定义全局属性的数目
----------------------------------------------------------------------------------
Result = NCDF_INQUIRE(Cdfid)
----------------------------------------------------------------------------------
◈ Cdfid：由 NCDF_OPEN 或 NCDF_CREATE 返回的 NCDF ID 值

NCDF_ATTNAME

返回一个属性名称。
返回属性名称，如果没有，就返回空。
----------------------------------------------------------------------------------
Result = NCDF_ATTNAME( Cdfid [, Varid] , Attnum [, /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
◈ Attnum：属性的索引值，通过 NCDF_VARINQ（从0~属性总数-1）或 NCDF_INQUIRE （全局属性，从0~属性总数-1）获取
◈ GLOBAL：返回全局变量结果

NCDF_CREATE

创建一个 NetCDF 文件。
创建成功的话就会返回 NetCDF ID 值。文件自动转入定义模式（define mode），意味着新的变量、属性和维度可以加入文件中。
----------------------------------------------------------------------------------
Result = NCDF_CREATE( Filename [, /CLOBBER | /NOCLOBBER] [, /NETCDF3_64BIT] [, /NETCDF4_FORMAT] )
----------------------------------------------------------------------------------
◈ Filename：欲创建的文件名称
◈ CLOBBER：设置此关键字，并且文件存在，那么在创建新的版本之前直接擦除文件内容
◈ NOCLOBBER：设置此关键字，只有不存在此文件的情况下才能创建成功，否则报错

;打开一个新的 NetCDF 文件，如果文件存在，直接将其毁掉
id = NCDF_CREATE('test.nc', /CLOBBER)
 
;写入属性数据
NCDF_ATTPUT, id, 'TITLE', 'Incredibly Important Data',<br> /GLOBAL
NCDF_ATTPUT, id, 'GALAXY', 'Milky Way', /GLOBAL
NCDF_ATTPUT, id, 'PLANET', 'Earth', /GLOBAL
 
; Define the X dimension.
xid = NCDF_DIMDEF(id, 'x', 100)
; Define the Y dimension.
yid = NCDF_DIMDEF(id, 'y', 200)
; Define the Z dimension.
zid = NCDF_DIMDEF(id, 'z', /UNLIMITED)
 
;创建变量
vid0 = NCDF_VARDEF(id, 'image0', [yid, xid], /FLOAT)
vid1 = NCDF_VARDEF(id, 'image1', [yid, xid], /FLOAT)
 
NCDF_CLOSE, id

NCDF_DIMDEF

创建一个维度。
如果成功，返回维度的 ID 值。
----------------------------------------------------------------------------------
Result = NCDF_DIMDEF( Cdfid, DimName, Size [, /UNLIMITED] )
----------------------------------------------------------------------------------
◈ Cdfid：由 NCDF_OPEN 或 NCDF_CREATE 返回的 NCDF ID 值
◈ DimName：被定义维度的字符串名称
◈ Size：维度的大小。可以用任何数量的表达式来表达。如果使用了关键字 UNLIMITED，Size 相当于无效
◈ UNLIMITED：设置此关键字可以创建一个无限大小的维度

NCDF_VARDEF

创建一个变量。
如果成功，返回变量的 ID 值，如果不能创建这个新的变量，就会返回-1。
----------------------------------------------------------------------------------
Result = NCDF_VARDEF( Cdfid, Name [, Dim] [, /BYTE | , /CHAR | , /DOUBLE | , /FLOAT | , /LONG | , /SHORT] [, CHUNK_DIMENSIONS] [, /CONTIGUOUS] [, GZIP=value] [, /SHUFFLE] [, /STRING] [, /UBYTE] [, /UINT64] [, /ULONG] [, /USHORT])
----------------------------------------------------------------------------------
◈ Cdfid：由 NCDF_OPEN 或 NCDF_CREATE 返回的 NCDF ID 值
◈ Name：变量名称
◈ Dim：包括变量维度的 dimension IDs。如果 ID 是无限大小的，那必须放在数组的最右面。如果没有设置 Dim，变量默认为一个标量。
◈ INT：数据为整型
◈ FLOAT：数据为浮点型
----------------------------------------------------------------------------------
注意：如果类型关键字没有数据，默认使用 FLOAT

NCDF_ATTPUT

写入属性数据。
----------------------------------------------------------------------------------
NCDF_ATTPUT, Cdfid [, Varid] , Name , Value [, /GLOBAL] [, LENGTH=value] [, /BYTE | , /CHAR | , /DOUBLE | , /FLOAT | , /LONG | , /SHORT] [, /STRING] [, /UBYTE] [, /UINT64] [, /ULONG] [, / USHORT]
----------------------------------------------------------------------------------
◈ 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：属性的名称
◈ Value：属性的值
◈ GLOBAL：设置此关键字去创建全局属性
◈ LENGTH=value：值的长度
◈ FLOAT：数据为浮点型

NCDF_CONTROL

开始或结束定义模式。
----------------------------------------------------------------------------------
NCDF_CONTROL, Cdfid [, /ABORT] [, /ENDEF] [, /FILL | , /NOFILL] [, /NOVERBOSE | , /VERBOSE] [, OLDFILL=variable] [, /REDEF] [, /SYNC]
----------------------------------------------------------------------------------
◈ 设置此关键字可以将一个打开的 NetCDF 文件结束定义模式（define mode），进入数据模式（data mode）文件只有在数据模式下才能写入变量
◈ Cdfid：由 NCDF_OPEN 或 NCDF_CREATE 返回的 NCDF ID 值
◈ ENDEF：将一个打开的文件结束 define mode，进入 data mode
◈ REDEF：将一个打开的文件进入 define mode

NCDF_VARPUT

写入变量数据。
----------------------------------------------------------------------------------
NCDF_VARPUT, 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_VARDEF 或 NCDF_VARID 函数获取的返回值 varid
◈ Value：是写入变量的值
◈ COUNT=vector：是每维中写入元素的数目，默认情况是从当前 offset 的位置到每维的最后一个元素
◈ OFFSET=vector：是每维中写入的第一个元素，从零开始，默认为 [0, 0, ... ,0]
◈ STRIDE=vector：是在每维中写入的间隔，默认为 [0, 0, ... , 0]，意味着每个元素均被选中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

：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
：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：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：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：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

posted on 2016-08-28 17:01 McDelfino 阅读(3765) 评论(2) 编辑收藏举报

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