参考：
| 01 | HDF_SD_START | 打开一个 SDS 模式的 HDF 文件。 | |
| 02 | HDF_SD_END | 关闭一个 SDS 模式的 HDF 文件。 | |
| 03 | HDF_SD_NAMETOINDEX | 返回变量索引。 | |
| 04 | HDF_SD_SELECT | 返回变量标识符。 | |
| 05 | HDF_SD_GETDATA | 读取变量数据。 | |
| 06 | HDF_SD_ENDACCESS | 结束到一个变量的通道。 | |
| 07 | HDF_SD_ATTRFIND | 返回属性索引。 | |
| 08 | HDF_SD_ATTRINFO | 读取属性数据。 | |
| 09 | HDF_SD_FILEINFO | 返回文件信息。 | |
| 10 | HDF_SD_GETINFO | 返回变量信息。 | |
| 11 | HDF_SD_CREATE | 创建一个变量。 | |
| 12 | HDF_SD_DIMGETID | 创建一个维度。 | |
| 13 | HDF_SD_DIMSET | 设置维度信息。 | |
| 14 | HDF_SD_ADDDATA | 写入变量数据。 | |
| 15 | HDF_SD_ATTRSET | 写入属性数据。 |
NetCDF（network Common Data Form）由位于科罗拉多州波尔市的 Unidata 程序中心开发，主要应用于大气科学的研究。NetCDF 的数据模式具有简单性和灵活性的特点。NetCDF 文件的基本组成为变量、属性和维数：
- 变量为标量或多维数组。NetCDF 所支持的 IDL 数据类型有 string、byte、int、long、float 和 double
- 属性包含一个变量或这个文件的附加性质。包含变量信息（如单位、有效范围、尺度因子等）的属性称作变量属性；包含文件信息的属性称作全局属性。属性可以是标量或一维数组，支持的数据类型为 string、byte、int、long、float 和 double
- 维数为长整形标量，记录了一个或多个变量的大小
参考：NetCDF 格式文件入门参考：NetCDF 入门
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) 或坐标轴 (axis)，函数值 value 在 NetCDF 中叫做变量 (Variables)。而自变量和函数值在物理学上的一些性质，比如计量单位 (量纲)、物理学名称等等在 NetCDF 中就叫属性 (Attributes)。
注意：IDL读取数据与在其他软件上显示的数据位置相反，左上对右下！
注意：NetCDF记录数据与实际数据是通过一个数量关系获取的，如下图所示：
| 实际结果 = 显示结果 × scale_factor + add_offset |
数据：可以从 http://www.gumley.com 中下载这些例子的数据文件：
- image.nc
- sao.nc
常用的 NetCDF 程序
| 名 称 | 功 能 | 名 称 | 功 能 |
| NCDF_OPEN() | 打开一个 NetCDF 文件 | NCDF_ATTNAME() | 返回一个属性名称 |
| NCDF_CLOSE | 关闭一个 NetCDF 文件 | NCDF_CREATE() | 创建一个 NetCDF 文件 |
| NCDF_VARID() | 返回一个变量标识符 | NCDF_DIMDEF() | 创建一个维度 |
| NCDF_VARGET | 读取一个变量 | NCDF_VARDEF() | 创建一个变量 |
| NCDF_ATTGET | 读取一个属性 | NCDF_ATTPUT | 写入属性数据 |
| NCDF_INQUIRE() | 返回文件信息 | NCDF_CONTROL | 开始或结束定义模式 |
| NCDF_VARINQ() | 返回变量信息 | NCDF_VARPUT | 写入变量数据 |
常用的标准 NetCDF 文件属性
| 属性名称 | 定 义 |
| long_name | 详细描述变量的字符串（如“Northwards velocity component”） |
| units | 描述变量单位的字符串（如“meters/second”） |
| valid_range | 一个两元素的数组，包含变量有效的最小和最大值（如 [0.0, 5.0]）， 该属性的类型必须和变量类型一致 |
| scale_factor | 变量读取以后作用于变量的一个乘数（允许 float 值存在 short 或 byte 类型）， 该属性的类型必须和需要的变量类型一致（如浮点型） |
| add_offset | 变量读取完毕，并且 scale_factor 使用后，加入到变量的一个偏值， 该属性的类型必须和需要的变量类型一致（如浮点型） |
| FillValue | 表示没有数据写入的一个值，该属性的类型必须和变量的类型一致 |
| 序号 | 名称 |
功能说明 |
语法 & 举例 | ||
| 01 | NCDF_OPEN |
打开一个 NetCDF 文件，返回值是这个文件的 NetCDF ID 值。 ----------------------------------------------- Result = NCDF_OPEN( Filename [, /NOWRITE | , /WRITE] ) ----------------------------------------------- ? Filename：欲打开或创建的文件路径 ? READ：只读模式，默认模式 ? RDWR：读写模式 ? CREATE：创建一个新的 SD 文件 |
;打开一个新的 HDF 文件 SDinterface_id = HDF_SD_START(‘test.hdf‘, /CREATE) ;当结束文件的时候需要调用 HDF_SD_END HDF_SD_END, SDinterface_id -------------------------------------------------- IDL> file = ‘D:\McDelfino\dell-dev\IDL\A.L2_LAC‘ IDL> hdfid = HDF_SD_START(file, /RDWR) IDL> hdfid 393216 |
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| 02 | NCDF_CLOSE |
关闭一个 NetCDF 文件。 ----------------------------------------------- NCDF_CLOSE, Cdfid ----------------------------------------------- ? SDinterface_id：由 HDF_SD_START 返回的 SD ID 值 |
SDinterface_id = HDF_SD_START(‘test.hdf‘, /CREATE) ;使用多种命令读取 HDF 文件中的 SD 数据，当完成数据集操作，要调用 HDF_SD_ENDACCESS 来结束数据集操作 HDF_SD_ENDACCESS, SDdataset_id_1 ;当完成文件的操作，要调用 HDF_SD_END 来结束文件操作 HDF_SD_END, SDinterface_id -------------------------------------------------- IDL> file = ‘D:\McDelfino\dell-dev\IDL\A.L2_LAC‘ IDL> hdfid = HDF_SD_START(file, /RDWR) IDL> ;处理过程 IDL> HDF_SD_END, hdfid |
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| 03 | NCDF_VARID |
返回一个变量标识符，变量 ID，如果返回值为 -1 说明变量不存在。 ----------------------------------------------- Result = NCDF_VARID(Cdfid, Name) ----------------------------------------------- ? SDinterface_id：由 HDF_SD_START 返回的 SD ID 值 ? SDS_Name：指定 SD 数据集中某个字符串名称 |
SDinterface_id = HDF_SD_START(‘demo.hdf‘) ;返回 variable_2 数据集的索引值 index = HDF_SD_NAMETOINDEX(SDinterface_id, ‘variable_2‘) ;访问数据集 SDdataset_id=HDF_SD_SELECT(SDinterface_id,index) ;结束访问 HDF_SD_ENDACCESS, SDdataset_id HDF_SD_END, SDinterface_id -------------------------------------------------- IDL> file = ‘D:\McDelfino\dell-dev\IDL\A.L2_LAC‘ IDL> hdfid = HDF_SD_START(file, /RDWR) IDL> ;读取数据中的lat数据 IDL> ;通过latitude来获取相应的索引值 IDL> index = HDF_SD_NAMETOINDEX(hdfid, ‘latitude‘) IDL> ;通过索引值获取ID值 IDL> varid = HDF_SD_SELECT(hdfid, index) IDL> ;通过ID值获取数组值 IDL> HDF_SD_GETDATA, varid, latdata IDL> HELP, latdata LATDATA DOUBLE = Array[1354, 2040] |
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| 04 | NCDF_VARGET |
读取一个变量。 ----------------------------------------------- NCDF_VARGET, Cdfid, Varid, Value [, COUNT=vector] [, OFFSET=vector] [, STRIDE=vector] ----------------------------------------------- ? Cdfid 是 NCDF_OPEN 函数获取的返回值； ? Varid 是 NCDF_VARID 函数获取的返回值； ? Value 是读取变量的结果； ? COUNT 是每维中读取元素的数目（默认情况是从当前 offset 的位置到每维的最后一个元素）； ? OFFSET 是每维中读取的第一个元素（从零开始，默认为 [0, 0, ... ,0]； ? STRIDE 是在每维中提取的间隔（默认为 [1, 1, ... , 1]，意味着每个元素均被选中）。 ----------------------------------------------- 注意：如果 offset、count 或 stride 导致变量超出了范围，则 IDL 在读取时将舍去超出的部分，并给出错误信息。 |
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| 05 | NCDF_ATTGET |
读取一个属性。 ----------------------------------------------- NCDF_ATTGET, Cdfid [, Varid] , Name, Value [, /GLOBAL] ----------------------------------------------- ? Name 是包含属性名称的字符串； ? Value 获取变量结果。 |
IDL> ;在下面的例子中，从 0 列、100 行开始读取 100×1 的变量子集，读取时在列的维度上元素一个隔一个地读取（左右） IDL> hdfid = HDF_SD_START(‘EarthProbe5_31_99.hdf‘) IDL> index = HDF_SD_NAMETOINDEX(hdfid, ‘TOTAL_OZONE‘) IDL> varid = HDF_SD_SELECT(hdfid, index) IDL> HDF_SD_GETDATA, varid, data, START=[0, 100], COUNT=[100, 1], STRIDE=[2, 1] IDL> HELP, data DATA INT = Array[100] IDL> data[0:3] 257 0 0 258 IDL> HDF_SD_ENDACCESS, varid IDL> HDF_SD_END, hdfid IDL> TVSCL, data |
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| 06 | NCDF_INQUIRE |
返回文件信息。 返回值是一个结构体，{ NDIMS:0L, NVARS:0L, NGATTS:0L, RECDIM:0L } ? Ndims 这个 NetCDF 文件定义维度的数目； ? Nvars 这个 NetCDF 文件定义变量的数目； ? Ngatts 这个 NetCDF 文件定义全局属性的数目； ? RecDim The ID of the unlimited dimension, if there is one, for this NetCDF file. If there is no unlimited dimension, RecDim is set to -1. ----------------------------------------------- Result = NCDF_INQUIRE(Cdfid) ----------------------------------------------- ? SDinterface_id：HDF_SD_SELECT、HDF_SD_CREATE 返回的 SD ID 值（varid） |
IDL> ;访问变量数据后，需要结束 IDL> hdfid = HDF_SD_START(‘EarthProbe5_31_99.hdf‘) IDL> index = HDF_SD_NAMETOINDEX(hdfid, ‘OZONE‘) IDL> varid = HDF_SD_SELECT(hdfid, index) IDL> ;处理过程 IDL> HDF_SD_ENDACCESS, varid IDL> HDF_SD_END, hdfid |
||
| 07 | NCDF_VARINQ |
返回变量信息。 返回值是一个结构体，{ NAME:"", DATATYPE:"", NDIMS:0L, NATTS:0L, DIM:LONARR(NDIMS) } ? Name 变量的名称； ? DataType 变量数据类型，‘BYTE‘, ‘CHAR‘, ‘INT‘, ‘LONG‘, ‘FLOAT‘, or ‘DOUBLE‘； ? Ndims 维度的数目； ? Natts 给这个变量分配属性的数目； ? Dim A vector of the dimension IDs for the variable dimensions. ----------------------------------------------- Result = NCDF_VARINQ(Cdfid, Varid) ----------------------------------------------- ? SD_id：由 HDF_SD_START、HDF_SD_SELECT、HDF_SD_CREATE 得到的 SD ID 值，可以是 hdfid 或者 varid ? Name：属性的名称。 |
IDL> ;读取属性数据 IDL> hdfid = HDF_SD_START(‘Manassas.hdf‘) IDL> index = HDF_SD_NAMETOINDEX(hdfid, ‘CEL0: ELEVATION‘) IDL> varid = HDF_SD_SELECT(hdfid, index) IDL> attindex = HDF_SD_ATTRFIND(varid, ‘valid_range‘) IDL> HDF_SD_ATTRINFO, varid, attindex, data=attvalue IDL> attvalue 17134 17394 IDL> HDF_SD_ATTRINFO, varid, attindex, COUNT=count , DATA=data, HDF_TYPE=HDF_type , NAME=name , TYPE=type IDL> count 2 IDL> data 17134 17394 IDL> hdf_type DFNT_INT16 IDL> name valid_range IDL> type INT |
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| 08 | NCDF_ATTNAME |
返回一个属性名称。 返回属性名称，如果没有，就返回空。 ----------------------------------------------- Result = NCDF_ATTNAME( Cdfid [, Varid] , Attnum [, /GLOBAL]) ----------------------------------------------- ? SD_id：由 HDF_SD_START、HDF_SD_SELECT、HDF_SD_CREATE 得到的 SD ID 值，可以是 hdfid 或者 varid ? Attr_Index：索引值 ? COUNT=variable：返回属性所包含的值的数量 ? DATA=variable：返回属性数据 ? HDF_TYPE=variable：返回属性的 HDF type ? NAME=variable：返回属性的名称 ? TYPE=variable：返回数据的类型 |
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| 09 | NCDF_CREATE |
创建一个 NetCDF 文件。 创建成功的话就会返回 NetCDF ID 值。文件自动转入定义模式（define mode），意味着新的变量、属性和维度可以加入文件中。 ----------------------------------------------- Result = NCDF_CREATE( Filename [, /CLOBBER | /NOCLOBBER] [, /NETCDF3_64BIT] [, /NETCDF4_FORMAT] ) ----------------------------------------------- ? CLOBBER 设置此关键字，并且文件存在，那么在创建新的版本之前直接擦除文件内容； ? NOCLOBBER 设置此关键字，只有不存在此文件的情况下才能创建成功，否则报错。 |
IDL> ;获取变量信息 IDL> hdfid = HDF_SD_START(‘Manassas.hdf‘) IDL> HDF_SD_FILEINFO, hdfid, nvars, ngatts IDL> nvars 1 IDL> ngatts 6 IDL> hdfid = HDF_SD_START(‘EarthProbe5_31_99.hdf‘) IDL> HDF_SD_FILEINFO, hdfid, nvars, ngatts IDL> nvars 4 IDL> ngatts 0 IDL> varid = HDF_SD_SELECT(hdfid, 0) IDL> HDF_SD_GETINFO, varid, NAME=name, NDIMS=ndims, TYPE=type, DIMS=dims IDL> name TOTAL_OZONE IDL> ndims 2 IDL> type INT IDL> dims 288 180 IDL> HDF_SD_GETINFO, varid, NAME=name, NDIMS=ndims, TYPE=type, DIMS=dims, UNIT=unit, FORMAT=format IDL> unit MATM_CM IDL> format I3 |
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| 10 | NCDF_DIMDEF |
创建一个维度。 如果成功，返回维度的 ID 值。 ----------------------------------------------- Result = NCDF_DIMDEF( Cdfid, DimName, Size [, /UNLIMITED] ) ----------------------------------------------- ? DimName 被定义纬度的字符串名称； ? Size 维度的大小。可以用任何数量的表达式来表达。如果使用了关键字 UNLIMITED，Size 相当于无效； ? UNLIMITED 设置此关键字可以创建一个无限大小的维度。 |
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| 11 | NCDF_VARDEF |
创建一个变量。 如果成功，返回变量的 ID 值。如果不能创建这个新的变量，就会返回-1。 ----------------------------------------------- Result = NCDF_VARDEF( Cdfid, Name [, Dim] [, /BYTE | , /CHAR | , /DOUBLE | , /FLOAT | , /LONG | , /SHORT] [, CHUNK_DIMENSIONS] [, /CONTIGUOUS] [, GZIP=value] [, /SHUFFLE] [, /STRING] [, /UBYTE] [, /UINT64] [, /ULONG] [, /USHORT]) ----------------------------------------------- ? 如果类型关键字没有数据，默认使用 FLOAT； ? Dim 包括变量维度的 dimension IDs。如果 ID 是无限大小的，那必须放在数组的最右面。如果没有设置 Dim，变量默认为一个标量。 ? Name：变量名称 ? Dims：数据维度，数组 ? INT：数据为整型 ? FLOAT：数据为浮点型 |
;新建HDF文件，并添加变量值 ;新建HDF的文件路径 file=‘D:\IDL\sst13.hdf‘ ;以create的形式打开文件 hdfid=HDF_SD_START(file, /create) ;新建latitude变量，在HDF上显示1354列，2040行，默认是浮点型数组 sds_id=HDF_SD_CREATE(hdfid, ‘latitude‘, [1354, 2040], /float) ;由于从HDF中读取的数据与实际数据存在一个中心对称的关系，因此通过两个reverse实现 ;latdata就是从其他HDF中读取的数组，将数组的结果添加到变量latitude中去 HDF_SD_ADDDATA, sds_id, REVERSE(REVERSE(latdata), 2) sds_id=HDF_SD_CREATE(hdfid, ‘longitude‘, [1354, 2040], /float) HDF_SD_ADDDATA, sds_id, REVERSE(REVERSE(londata), 2) sds_id=HDF_SD_CREATE(hdfid, ‘sst‘, [1354, 2040], /float) HDF_SD_ADDDATA, sds_id, REVERSE(REVERSE(sstdata1), 2) HDF_SD_ENDACCESS, sds_id HDF_SD_END, hdfid |
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| NCDF_ATTPUT |
写入属性数据。 ----------------------------------------------- NCDF_ATTPUT, Cdfid [, Varid] , Name , Value [, /GLOBAL] [, LENGTH=value] [, /BYTE | , /CHAR | , /DOUBLE | , /FLOAT | , /LONG | , /SHORT] [, /STRING] [, /UBYTE] [, /UINT64] [, /ULONG] [, / USHORT] ----------------------------------------------- ? GLOBAL 设置此关键字去创建全局属性。 ? COUNT=vector：每维中读取元素的数目，默认是从 start 位置到每维的最后一个元素 ? START=vector：每维中写入的第一个元素，默认从零开始[0, 0, ..., 0] ? STRIDE=vector：维中写入的间隔，默认为 [0, 0, ..., 0]，意味着每个元素都被选 |
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| 12 | NCDF_CONTROL |
开始或结束定义模式。 ----------------------------------------------- NCDF_CONTROL, Cdfid [, /ABORT] [, /ENDEF] [, /FILL | , /NOFILL] [, /NOVERBOSE | , /VERBOSE] [, OLDFILL=variable] [, /REDEF] [, /SYNC] ----------------------------------------------- ? 设置此关键字可以将一个打开的 NetCDF 文件结束定义模式（define mode），进入数据模式（data mode）文件只有在数据模式下才能写入变量。 |
SDinterface_id = HDF_SD_START(‘myhdf.hdf‘, /RDWR) ;创建一个三维数组的变量 SDdataset_id = HDF_SD_CREATE(SDinterface_id, ‘var1‘, [10,20,0], /LONG) ;选择第一个维度 dim_id=HDF_SD_DIMGETID(SDdataset_id,0) ; Set the data strings and scale for the first dimension: HDF_SD_DIMSET, dim_id, NAME=‘d1‘, LABEL=‘l1‘, FORMAT=‘f1‘, UNIT=‘u1‘, SCALE=FINDGEN(10) HDF_SD_ENDACCESS, SDdataset_id HDF_SD_END, SDinterface_id ; Reopen the file: SDinterface_id = HDF_SD_START(‘myhdf.hdf‘) ; Select the first dimension: dim_id = HDF_SD_DIMGETID(SDdataset_id,0) ; Retrieve the information: HDF_SD_DIMGET, dim_id, NAME=d1, LABEL=l1, FORMAT=f1, UNIT=u1, SCALE=sc, COUNT=cnt, NATTR=natt, TYPE=type ; Print information about the returned variables: HELP, d1, l1, f1, u1, sc, cnt, natt, type ; Close the SD interface: HDF_SD_ENDACCESS,SDdataset_id HDF_SD_END, SDinterface_id |
||
| 13 | NCDF_VARPUT |
写入变量数据。 ----------------------------------------------- NCDF_VARPUT, Cdfid, Varid, Value [, COUNT=vector] [, OFFSET=vector] [, STRIDE=vector] ----------------------------------------------- ? SDdataset_id：只读模式，默认模式 ? Dimension_Number： |
|||
| HDF_SD_DIMGET |
返回一个 SD 数据集维度的信息。 ----------------------------------------------- HDF_SD_DIMGET, Dim_ID [, /COUNT] [, COMPATIBILITY=variable] [, /FORMAT] [, /LABEL] [, /NAME] [, /NATTR] [, /SCALE] [, /TYPE] [, /UNIT] ----------------------------------------------- ? Dim_ID：一个由 HDF_SD _DIMGETID 返回的维度 ID 值 ? COUNT：返回维度的大小 |
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| 15 | HDF_SD_ATTRSET |
写入属性数据。（将某个变量的某个属性值进行修改） ----------------------------------------------- HDF_SD_ATTRSET, SD_id, Attr_Name, Values [, Count] [, /BYTE] [, /DFNT_CHAR] [, /DFNT_FLOAT32] [, /DFNT_FLOAT64] [, /DFNT_INT8] [, /DFNT_INT16] [, /DFNT_INT32] [, /DFNT_UINT8] [, /DFNT_UINT16] [, /DFNT_UINT32] [, /DOUBLE] [, /FLOAT] [, /INT] [, /LONG] [, /SHORT] [, /STRING] ----------------------------------------------- ? SD_id：由 HDF_SD_START、HDF_SD_SELECT、HDF_SD_CREATE 得到的 SD ID 值，可以是 hdfid 或者 varid ? Attr_Name：欲写入的属性名称 ? Values：欲写入的属性值 |
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| HDF_SD_SETINFO |
设置变量信息。 HDF_SD_SETINFO, SDdataset_id [, CALDATA=structure] [, COORDSYS=string] [, FILL=value] [, FORMAT=string] [, LABEL=string] [, RANGE=[max, min]] [, UNIT=string] |
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时间： 2024-10-06 09:23:20