第四章Grads数据资料转换和数据描述文件2013解析

G r ADS

(Grid Analysis and Display System)

讲义（4）

内容提要

一、GrADS所能处理的数据格式

二、数据资料的准备（binary）

ASCII码数据文件向二进制数据文件的转换

三、数据描述文件的构成

四、其它数据文件简介（netCDF/GRIB）

五、GrADS控制文件简介

一、GrADS所能处理的数据格式

--Binary：自制，直接、顺序存取，Fortran 可以读写。*.grd

--netCDF（自描述）：精确性好，便于传输；*.nc

--GRIB：压缩率高。*.grb

--HDF-SDS（卫星资料）

--ASCII（台风路径）

--站点

--BUFR（V1.9版本）：二进制通用数据表示格式（BUFR），用于非格点气象数据的保存，便于网络传输，是世界气象组织（WMO）规定的标准格式，目前使用的常规气象资料数据以及雷达、卫星数据资料转换为BUFR格式

二、Binary格式介绍

1、简介

1）GrADS最基本的数据格式；

2）常用后缀：*.grd,.bin,.dat；

3）可用fortran读写；

4）一般为二进制无格式文件(form=‘unformatted’)；

5）访问形式

直接（access=‘direct’）

顺序（access=sequential）--ctl文件中说明6）格式说明由数据描述文件(*.ctl)描述；

数据资料———数据描述文件———GrADS

翻译器

注意：数据文件和数据描述文件是分开的。后者为纯文本格式，可用一般的编辑器产生（如记事本等）；

2、GrADS中数据的存放形式

1）5-D的数据集

（x，y）,z,VAR,t

排放顺序为先经度、纬度、高度，然后是物理变量，最后是时次变化。一个x、y数据场构成一个记录。

2）3—D空间的排列

x从西---东，

y从南---北，

z从下--上

3、如何由ASCII码数据生成一个直接存取的无格式数据文件

----------借助于Fortran程序完成

例1：有一个4-D要素场，将其由ASCII码数据转为无格式直接存取文件，Fortran程序如下：

Program main

C 定义一个X,Y,Z方向的格点以及总时次nt

parameter(nx=144,ny=73,nz=17,nt=48)

c 定义数组

dimension var(nx,ny,nz,nt)

c 打开原数据文件

open(1,file='d:\llp\test.dat')

!!ccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc

!!ccccccc 一定格式把数据文件读入

do 100 it=1,nt

do 50 iz=1,nz

read(1,*) ((u(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) 50 continue

100 continue CCCCCCCCCCCCCCCCCCC

ccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc c 打开目标文件，recl为记录的长度。

open(12,file='d:\llp\test.grd',

&form='unformatted',access='direct', recl=nx*ny*4)

c 写数据资料

irec=0

do 100 it=1,nt

do 100 iz=1,nz

irec=irec+1

write(12,rec=irec) ((var(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny)

100 Continue

Close(1)

Close(12)

end

还可以用另外的一种方式写资料，见下：

c 打开目标文件，recl为记录的长度。

open(12,file='d:\llp\test.grd',

&form='unformatted',access='direct', recl=nx*ny*nz*4)

c 写数据资料

irec=0

do 100 it=1,nt

irec=irec+1

write(12,rec=irec)

(((var(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny),iz=,1,nz) 101 Continue

Close(1)

Close(12)

end

另外一种写法：

c 打开目标文件，recl为记录的长度。

open(12,file='d:\llp\test.grd',

&form='binary')

c 写数据资料

do 100 it=1,nt

do 100 iz=1,nz

write(12) ((var(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) 100n tinue

Close(1)

Close(12)

end

注意：

1）recl=:一次写入的数据量，与Fortran编辑单位有关。

.以字节数为单位：需要*4，recl=nx*ny*nz*4 .以数据个数为单位，不需*4，recl=nx*ny*nz 2）recl与rec有关联

3）不同维数的循环嵌套顺序

（lon lat lev 不同变量 time ）

(x y z 不同变量 t )

（内循环-------------外循环）

例 2、如何将多个要素写入同一个数据文件中？

现有ASCII码数据资料文件u.dat、v.dat和SST.dat，其空间范围60-150o E，0-40o N；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文件的Fortran程序，并给出相应的数据描述文件(CTL文件)。

Program main

C 定义一个X,Y,Z方向的格点以及总时次nt

parameter(nx=37,ny=17,nz=2,nt=48)

c 定义数组