Python气象数据处理与绘图(1)：数据读取

python很多库支持了对nc格式文件的读取，比如NetCDF4，PyNio(PyNio和PyNgl可以看做是NCL的Python版本)以及Xarray等等。

我最初使用PyNio，但是由于NCL到Python的移植并不完全，导致目前远不如直接使用NCL方便，而在接触Xarray库后，发现其功能强大远超NCL(也可能是我NCL太菜的原因)。

安装同其它库一致：

我这里以一套中国逐日最高温度格点资料(CN051)为例，其水平精度为05°X05°。

可以看到，文件的坐标有时间， 经度，纬度，变量有日最高温

我们将最高温数据取出

这与Linux系统中的ncl_filedump指令看到的信息是类似的

Xarray在读取坐标信息时，自动将时间坐标读取为了datetime64 格式，这对我们挑选目的时间十分方便。Xarray通常与pandas配合使用。

比如我们想选取19790601-19790620时期数据，我们只需

再比如我们想选取夏季数据时，只需

更多的时间 *** 作同python的datetime函数类似。

当我们想选取特定经纬度范围(高度)的数据时，loc[]函数同样可以解决。

在这里，我选取了40°N-55°N，115°E-135°E范围的数据

甚至，我们还可以套娃，同时叠加时间和范围的选取

这足够满足常用到的数据索引要求。

对于这类简单排列的txt文件，可以通过npload读取，用pandas的read_csv更为方便

读取txt的同时，对每列赋予了一个列名，通过dataa可以直接按列名调用相应数据。

对于较复杂的txt文件，仍可通过该函数读取

skiprows=5跳过了前5行的文件头，sep='\s+'定义了数据间隔为空格，这里用的是正则表达。

pdread_csv函数有很多的参数，可以处理各种复杂情况下的文本文件读取。

grib文件可通过pygrib库读取

import pygrib

f = pygribopen('xxxgrb')

这部分同pandas的gorupby函数基本相同，实现对数据的分组归类等等。

split·将数据分为多个独立的组。

apply·对各个组进行 *** 作。

combine·将各个组合并为一个数据对象。

创建一个dataset

我对官网的例子加以修改以便更好的理解。

解释下数据结构，创建了一个二维数据u(lat, lon)，坐标数据为latitude 和country ，强调一下这里创建的是dataset,而不是dataArray，分不清的可以再看看本系列的第一篇文章。坐标数据不等于u的坐标。创建coords部分都指明了latitude 和 country 都是针对lat的扩展。

我们可以这样理解，对于纬度的分类，我们可以按纬度的大小分，也就是"latitude": [10, 20, 30, 40] ； 我们也可以对纬度所在的国家分，"country": ("x", list("abba") ，那比如我们想求某个国家的数据的平均时就十分方便。

下边我们进行分组：

说明第0和第4个数是国家a的，第2和第3是国家b的。

groups换成mean() 则就是对分组求平均，以此类推。

必须添加一个list才可以将其分类结果打印出来。直接打印DatasetGroupBy object是不能输出结果的。

那么针对经纬度的坐标的分组怎么实现呢，比如说选出区间在多少到多少之间的？

groupby_bins() 函数可以解决这一问题。

还是这个数据，"latitude": [10, 20, 30, 40]

那我们想以25为界，分为两组，0-25，25-50

在进行了分组后，要对各个分组进行计算。

我们先从dataset 中取出 u 这个dataarray

比如是实现前边提到的按国家进行数据平均,或者标准化

也可以通过map()函数使用一些自定义的函数，比如说标准化，

这个用法是官方提供的，但是我的Xarray版本过低，还不支持这种用法(Xarray会定期更新，以至于可能我介绍过的一些方法有了更简便的 *** 作，大家可以在评论区留言)。

强调一句，Xarray官方的更新是比较快的，很可能我写在这里的函数官方又给出了更新的版本，但是我没办法做到时刻与官方最新同步，所以如果遇到问题，最好的解决办法还是去查阅官方文档的对应部分。

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