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使用Python讀取和導(dǎo)出NetCDF格式的多時(shí)相柵格文件

來(lái)源:好特整理 | 時(shí)間:2024-10-23 09:53:40 | 閱讀:184 |  標(biāo)簽: T Net 時(shí)間 C 維度 ETC Python   | 分享到:

本文介紹基于Python語(yǔ)言,逐一讀取大量.nc格式的多時(shí)相柵格文件,導(dǎo)出其中所具有的全部時(shí)間信息的方法~

本文介紹了如何使用Python語(yǔ)言逐一讀取大量的.nc格式的多時(shí)相柵格文件,并導(dǎo)出其中包含的全部時(shí)間信息。

.nc是NetCDF(Network Common Data Form)文件的擴(kuò)展名,表示一種常用的科學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式。NetCDF是一種自描述的、可移植的二進(jìn)制文件格式,用于存儲(chǔ)科學(xué)和工程領(lǐng)域的大型數(shù)據(jù)集。由于其自身的特性,.nc數(shù)據(jù)被廣泛應(yīng)用于氣象學(xué)、海洋學(xué)、地球科學(xué)、氣候研究、大氣科學(xué)、地理信息系統(tǒng)等領(lǐng)域。

首先,明確一下本文的需求,F(xiàn)在有一個(gè)文件夾,其中包含大量的.nc格式的柵格文件,如下圖所示。

使用Python讀取和導(dǎo)出NetCDF格式的多時(shí)相柵格文件

每一個(gè).nc格式的文件都具有多個(gè)時(shí)相(或者說(shuō)是多個(gè)維度),而不僅僅只是一個(gè)時(shí)相。我們希望讀取這個(gè)文件夾中的全部.nc格式文件,并獲取其所表示的每一個(gè)時(shí)相。

明確了需求后,我們就可以開(kāi)始具體的操作。首先,本文所需用到的代碼如下。

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Sun Dec 31 20:28:03 2023

@author: fkxxgis
"""

import os
import netCDF4
from netCDF4 import Dataset

def list_nc_dates(folder_path):
    nc_dates = []

    for file_name in os.listdir(folder_path):
        if file_name.endswith(".nc"):
            file_path = os.path.join(folder_path, file_name)
            try:
                dataset = Dataset(file_path)
                time_var = dataset.variables["time"]
                time_values = time_var[:]
                time_units = time_var.units
                time_calendar = time_var.calendar

                dates = []
                for value in time_values:
                    date = netCDF4.num2date(value, units=time_units, calendar=time_calendar)
                    dates.append(date.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S"))

                nc_dates.append((file_name, dates))
            except Exception as e:
                print(f"Error reading file {file_name}: {str(e)}")

    return nc_dates

folder_path = "F:/Data_Reflectance_Rec/soil_1"
nc_dates = list_nc_dates(folder_path)

for nc_file, dates in nc_dates:
    for date in dates:
        print(date)

這段代碼整體思路也很明確。

首先,我們導(dǎo)入所需的模塊。在這里,需要導(dǎo)入Python的os模塊,用于處理文件和文件夾路徑操作;同時(shí)導(dǎo)入netCDF4庫(kù),并接著從netCDF4庫(kù)中導(dǎo)入Dataset類,用于打開(kāi)和讀取.nc文件。

接下來(lái),我們定義了一個(gè)名為list_nc_dates的函數(shù),接受一個(gè)文件夾路徑作為參數(shù)。在函數(shù)中,首先創(chuàng)建一個(gè)空列表nc_dates,用于存儲(chǔ)每個(gè).nc文件及其對(duì)應(yīng)的日期列表;隨后,使用os.listdir()函數(shù)遍歷文件夾中的所有文件,通過(guò)檢查文件名是否以.nc結(jié)尾來(lái)篩選出.nc文件。緊接著,對(duì)于篩選出來(lái)的.nc文件,使用os.path.join()函數(shù)構(gòu)建其完整路徑。

其次,使用Dataset類打開(kāi).nc文件,并將打開(kāi)的文件對(duì)象賦值給dataset變量;隨后,獲取.nc文件的時(shí)間,在本文的.nc數(shù)據(jù)中,也就是名為time的變量,并將時(shí)間變量的值讀取到time_values變量中。接下來(lái),分別獲取時(shí)間變量的單位與時(shí)間類型。

隨后,我們創(chuàng)建一個(gè)空列表dates,用于存儲(chǔ)日期字符串。遍歷時(shí)間變量的每個(gè)值,使用netCDF4.num2date()函數(shù)將時(shí)間值轉(zhuǎn)換為日期對(duì)象。緊接著,將日期對(duì)象轉(zhuǎn)換為指定格式的字符串,并將其添加到dates列表中。此外,這里還將.nc文件名和對(duì)應(yīng)的日期列表作為元組添加到nc_dates列表中,方便我們后期對(duì)日期的核對(duì)。函數(shù)的最后,返回包含每個(gè).nc文件及其對(duì)應(yīng)日期的列表。

在函數(shù)外部,我們?cè)O(shè)置文件夾路徑,隨后即可調(diào)用list_nc_dates函數(shù),將文件夾路徑傳遞給它,并將返回的結(jié)果賦值給nc_dates變量。最后,通過(guò)循環(huán),打印每個(gè)日期即可。

執(zhí)行上述代碼,即可出現(xiàn)如下圖所示的結(jié)果(結(jié)果很長(zhǎng),就截取一部分)。由于在本文中,每一個(gè).nc格式文件的每一個(gè)維度(即每一個(gè)時(shí)相)都是精確到天的,所以下圖天數(shù)后的時(shí)、分、秒都是00。當(dāng)然,如果大家的.nc格式文件維度很多,時(shí)相打印出來(lái)的話也不好完全顯示,所以可以考慮將時(shí)間信息導(dǎo)出為表格文件等;例如,可以將每一個(gè)date都放在DataFrame中,隨后導(dǎo)出為.csv文件。

使用Python讀取和導(dǎo)出NetCDF格式的多時(shí)相柵格文件

至此,大功告成。

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