首先看一个nc文件中包含哪些部分,例如一个标准的 FVCOM
输入文件 wind.nc
:
netcdf wind {
dimensions:
nele = 36858 ;
node = 18718 ;
time = UNLIMITED ; // (151 currently)
variables:
int iint(time) ;
iint:long_name = "internal mode iteration number" ;
float time(time) ;
time:long_name = "time" ;
time:units = "days since 0.0" ;
time:time_zone = "none" ;
float uwind_speed(time, nele) ;
uwind_speed:long_name = "Eastward Wind Speed" ;
uwind_speed:standard_name = "Wind Speed" ;
uwind_speed:units = "m/s" ;
uwind_speed:grid = "fvcom_grid" ;
uwind_speed:type = "data" ;
float vwind_speed(time, nele) ;
vwind_speed:long_name = "Northward Wind Speed" ;
vwind_speed:standard_name = "Wind Speed" ;
vwind_speed:units = "m/s" ;
vwind_speed:grid = "fvcom_grid" ;
vwind_speed:type = "data" ;
// global attributes:
:title = "wind.nc" ;
:institution = "School for Marine Science and Technology" ;
:source = "fvcom grid (unstructured) surface forcing" ;
:history = "FILE CREATED: Sun Jul 31 13:48:52 2011" ;
:references = "http://fvcom.smast.umassd.edu,http://codfish.smast.umassd.edu" ;
:Conventions = "CF-1.0" ;
:CoordinateSystem = "Cartesian" ;
:CoordinateProjection = "none" ;
}
nc
文件主要内容
可以看出 nc
文件包含两个主要部分:
dimensions
:各个变量维度大小variables
:变量
dimensions
在上面文件中包含三个维度:nele
,node
,time
。其中 nele
,node
两个是固定长度的,而 time
则是 UNLIMITED
,代表其为任意长度。
variables
在 variables
下,每个变量形式为
float uwind_speed(time, nele)
括号包含了变量的维度,每个维度变量指定了该变量某个维度的长度。
在 netcdf
定义中数组是按行排列,因此循环是由右至左。而在matlab
中,数组则是按列排列,因此储存的数组会将各个维度顺序交换,即 uwind_speed(nele, time)
。
生成nc
文件方法
使用 matlab 的 netcdf
工具箱生成文件时需要按照以下顺序:
- 定义文件内维度与变量,包括
- 定义维度
- 定义变量
- 储存变量
以生成一个如上的wind.nc
文件为例
定义维度
首先定义文件中维度:nele
, node
, time
。
注意 time
长度是不固定的。
%% creat new netcdf file
ncid = netcdf.create(\'wind.nc\',\'CLOBBER\');
% definition
ele_dim = netcdf.defDim(ncid,\'nele\', eleNum);
node_dim = netcdf.defDim(ncid,\'node\', nodeNum);
time_dim = netcdf.defDim(ncid,\'time\', netcdf.getConstant(\'NC_UNLIMITED\'));
定义维度之后便可根据维度定义变量。
注意,由于 time
维度是不定长度的,因此其必须作为变量最后一个维度(元素循环由左向右)
iint_var_id = netcdf.defVar(ncid,\'init\',\'int\', time_dim);
time_var_id = netcdf.defVar(ncid,\'time\',\'float\', time_dim);
u_var_id = netcdf.defVar(ncid,\'uwind_speed\',\'double\',[ele_dim, time_dim]);
v_var_id = netcdf.defVar(ncid,\'vwind_speed\',\'double\',[ele_dim, time_dim]);
% end definition
netcdf.endDef(ncid);
netcdf.close(ncid);
定义完变量之后便可向nc文件中储存数据了。
在这里需要注意的是,由于matlab 调用 c
语言的 NetCDF函数库,因此在其函数中数组下标是由0开始。(详见 help netcdf
)
% write data
ncid = netcdf.open(\'wind.nc\', \'WRITE\');
netcdf.putVar(ncid, time_var_id, 0, nstep, 1, time(1:nstep));
如上述代码中,0
为起始序号,nstep
为数据总数, 1
为储存数据间隔,time
即使储存在matlab中变量名。
采用相同方法将 uwind_speed
与 vwind_speed
循环储存在文件内。
for itime = 1:nstep
...
netcdf.putVar(ncid, u_var_id, [0, itime-1], [eleNum, 1], u_interp);
...
netcdf.putVar(ncid, v_var_id, [0, itime-1], [eleNum, 1], v_interp);
fprintf(\'Processing: %f \n\', itime/nstep);
end% for
在这里,uwind_speed
与 vwind_speed
是多维数组,因此指定其起始位置也要采用一个向量 [0, itime-1]
(0
代表 nele
维度起始序号;\'itime-1\' 则代表 time
维度起始序号)。[eleNum, 1]
为这次要储存的数据占个维度个数,明显我们要储存一整个时间步的数据,所以长度分别为单元个数与时间步数 1
。最后 u_interp
与 v_interp
则是变量名。
结语
最终,我们来检查下生成的nc文件,使用 matlab
版本为 R2014b,NetCDF
版本号为4.1.3。
Source:
/Users/mac/Documents/MATLAB/temp/forZhangNa/FVCOM_wind/wind.nc
Format:
classic
Dimensions:
nele = 21284
node = 10951
time = 3 (UNLIMITED)
Variables:
init
Size: 3x1
Dimensions: time
Datatype: int32
time
Size: 3x1
Dimensions: time
Datatype: single
uwind_speed
Size: 21284x3
Dimensions: nele,time
Datatype: double
vwind_speed
Size: 21284x3
Dimensions: nele,time
Datatype: double
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