第二章+数据处理

第二章 数据处理2.1 各类数据格式的特点n 一般二进制无格式 直接或者顺序记录的数据格式：可以是 格点 数据或 站点数据，可以用 Fortran或者 C语言读写。 n Binary格式数据 常用后缀 .dat .grd .bin , 需要 .ctl文件一起使用 是无格式文件 (form=unformatted)n netCDF格式数据 自定义数据格式，精确性好，便于传输 ECMWF/NCEP再分析资料等 常用后缀 .nc 自带数据内容说明（自描述） 标准 NC格式， GrADS可直接处理ga-sdfopen absolute.nc 非标准 NC，写 .ddf描述文件（ v1.8）后可处理ga-xdfopen absolute.ddfn GRIB格式数据 T213， GFS， JRA-25，等 常用后缀 .grb 需 .ctl和 .idx文件一起使用 用 grib2ctl.pl生成数据说明（描述）文件 .ctl$ perl grib2ctl.pl test.grb 用 gribmap i test.ctl 生成映射文件 .idx$ gribmap i test.ctl 在 GrADS中处理ga-open grib.ctl2.2 数据文件的转换 1. 转换方法转换文件的数据存放格式，一般是通过 Power Station或 Visual Fortran等软件使用 Fortran或者 C语言来编程转换。 2.数据存放形式 数据排放顺序为：经度、纬度、层次，然后是物理变量，最后是时次变化 。Write(10,rec=1)(temp(I,j,k),i=1,18),j=1,9),k=1,5)3. 举例（格点资料） 现有 ASCII码（十进制存放格式）数据资料文件 u.dat、 v.dat和 SST.dat，其空间范围： 60-150E， 0-40N；层次： u、 v为 850、 200hPa；时段： 1982.1-1985.12；分辨率： 2.5*2.5。要求编写出将这三个文件转换成二进制无格式直接存取（Grads格式 .grd）文件的 Fortran程序。 Fortran程序编写如下： C 定义一个 X,Y,Z方向的格点数以及总时次 ntparameter(nx=37,ny=17,nz=2,nt=48)c 定义数组dimension u(nx,ny,nz,nt), v(nx,ny,nz,nt),sst(nx,ny,nt) c 打开原始数据文件open(1,file=u.dat)open(2,file=v.dat)open(3,file=sst.dat)c 打开目标文件， recl为记录的长度，对于直接存取文件必须指定记录长度 。open(12,file=data.grd,form=unformatted,# access=direct, recl=nx*ny*4) c按一定格式把数据文件读入， irec为记录累加器irec=0 do 100 it=1,ntdo 50 iz=1,nz irec=irec+1read(1,rec=irec) (u(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) 50 continuedo 51 iz=1,nzirec=irec+1read(2,rec=irec) (v(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) 51 continueirec=irec+1read(3,rec=irec) (sst(i,j,it),i=1,nx),j=1,ny) 100 continue c 将数据资料写入新文件中， irec重新进行记录累加irec=0 do 200 it=1,ntdo 30 iz=1,nz irec=irec+1write(12,rec=irec) (u(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) 30 continuedo 31 iz=1,nzirec=irec+1write(12,rec=irec) (v(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) 31 continueirec=irec+1write(12,rec=irec) (sst(i,j,it),i=1,nx),j=1,ny) 200 continueend如果不考虑采用无格式直接方式存取文件的话，可以使用下面的编程形式，较为简单。parameter(nx=37,ny=17,nz=2,nt=48)dimension u(nx,ny,nz,nt), # v(nx,ny,nz,nt), sst(nx,ny,nt)open(1,file=u.dat)open(2,file=v.dat)open(3,file=sst.dat)open(12,file=data.grd,form=binary) do 100 it=1,ntdo 50 iz=1,nz read(1,*) (u(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) 50 continuedo 51 iz=1,nzread(2,*) (v(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) 51 continueread(3,*) (sst(i,j,it),i=1,nx),j=1,ny) 100 continuedo 200 it=1,ntdo 30 iz=1,nz write(12) (u(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) 30 Continuedo 31 iz=1,nzwrite(12) (v(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) 31 continuewrite(12) (sst(i,j,it),i=1,nx),j=1,ny) 200 continueend2.3 数据描述文件 GrADS绘图不能直接使用 “数据文件 ”，而是通过 “数据描述文件 ”间接使用 “数据文件 ”。 1. 数据描述文件的概念数据描述文件是原始数据文件的描述文件。 2. 数据描述文件的形式 以下是一个格点数据描述文件的例子：* this is an example to demonstrate the data descriptor fileDSET ua.datTITLE Upper Air DataDTYPE gridOPTION byteswappedUNDEF -9.99E33XDEF 80 LINEAR -140.0 1.0YDEF 50 LINEAR 20.0 1.0ZDEF 10 LEVELS 1000 850 700 500 400 300 250 200 150 100TDEF 4 LINEAR 0Z10apr1991 12hr vars 6slp 0 0 sea level pressurez 10 0 heightst 10 0 tempstd 6 0 dewpointsu 10 0 u windsv 10 0 v windsendvars3.数据描述文件的构成 （ 1）每个数据描述文件一般包含以下几项：n 被描述的数据文件名（ dset）n 该数据说明文件的标题（ title）n 数据类型、格式和选项（ dtype,format,option）n 时间、空间维数环境设置（xdef,ydef,zdef,tdef）n 变量定义（ vars,endvars） （ 2）数据描述文件中各记录的含义：n DSET data-set-name给定二进制原始数据文件的文件名（可包含路径）。 n TITLE string用字符串 string简略描述数据文件的内容。 n UNDEF value定义缺测值。n OPTIONS 定义数据格式选项， keywords 有：n XDEF number 或 XDEF number 设置网格点值与经度的对应关系。 n YDEF number mapping start 或 YDEF