Matlab 对nc文件进行处理

server/2024/9/23 20:27:17/

1.介绍nc文件
NetCDF全称为network Common Data Format，中文译法为“网络通用数据格式”；netcdf文件开始的目的是用于存储气象科学中的数据，现在已经成为许多数据采集软件的生成文件的格式。

•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)
•函数值value在netcdf中叫做变量(Variables)

一个Netcdf文件的结构包括以下对象：
•变量(Variables) ：变量对应着真实的物理数据。
•维(dimension)：一个维对应着函数中的某个自变量，或者说函数图象中的一个坐标轴，在线性代数中就是一个N维向量的一个分量。
•属性(Attribute) ：属性对变量值和维的具体物理含义的注释或者说解释。

2. 对nc数据处理的心得
主要是需要将 nc 数据转为带有地理坐标系的 Geotif 文件，可以很方便的用 matlab 或者 python 完成单个或者批处理的转换，随后，利用感兴趣区的shapefile文件对 tif 文件进行裁剪从而达到提取数据的目的，裁剪我还未在matlab中实现过，批量裁剪有多种方法，我使用过Arcgis pro的模型构建器、python的库有GDAL、Arcpy等。更喜欢使用模型构建器，鼠标点点的事哈哈。

3.实操

先补充一下matlab中矩阵坐标系，如下图，坐标原点在左上角，这对于我们使用permute函数（这函数我认为是第一难）至关重要

clc;clear;
files = ls('temp_ITPCAS-CMFD_V0106_B-01_01yr_010deg_1979-2015.nc');ncdisp(files)
temp = ncread(files,'temp');
lon = ncread(files,'lon');
lat = ncread(files,'lat');data = permute(temp,[2,1,3]);R = georasterref('RasterSize',size(data(:,:,1)),'Latlim',[min(lat) max(lat)],'Lonlim',[min(lon) max(lon)]);
geotiffwrite('test.tif',data(:,:,1),R,'CoordRefSysCode',4326);

逐行解析：

ncdisp(files)

查看nc文件的基本信息，会在命令行窗口返回如下结构

A.维度：700行*400列*37页

B.变量有：lon 经度、lat 纬度、 time 时间（实际是37年）、temp 温度（我们需要的，前三个都是维度的说明）

C.可以看到数据是以经度*纬度*year存储的，但实际中应该是纬度*经度*year存储，使用pearmute函数！！！

temp = ncread(files,'temp');
lon = ncread(files,'lon');
lat = ncread(files,'lat');data = permute(temp,[2,1,3]);

ncread函数，读取 nc 文件中的temp变量、lon变量、lat变量，最后利用permute转成纬度*经度*year的形式。

R = georasterref('RasterSize',size(data(:,:,1)),'Latlim',[min(lat) max(lat)],'Lonlim',[min(lon) max(lon)]);
geotiffwrite('test.tif',data(:,:,1),R,'CoordRefSysCode',4326);