CDO学习1 CDO简介[通俗易懂]

全栈程序员站长

发布于 2022-09-16 11:14:27

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文章被收录于专栏：全栈程序员必看

参考自如下网站

http://www.ceda.ac.uk/static/media/uploads/ncas-reading-2015/cdo.pdf

介绍

一个有几百种操作符的单独命令
CDO受NCO启发，通过命令行，提供了一系列的气候数据相关的操作
主要是被设计用在操作netCDF3/4，GRIB1/2
众多的函数可以被用在任何NetCDF/格点化数据
非常适合与特定任务
有效的调动内存

CDO：一个命令行工具

$ cdo <operator> [options] <files>

CDO操作的类别

文件信息和文件操作符
选择和比较
元数据的修改
算术操作符
统计分析
回归和内插
矢量和谱转换
格式化I/O
气候指数

众多操作符

CDO将其的功能分解成单独的操作符

当前（2015年）有超过650个操作符。如

showstdname Show standard names

sellonlatbox Select a longitude/latitude box

setmissval Set a new missing value

monadd Add monthly time series

zonstd Zonal standard deviation

eca_hd Heating degree days per time period

得到操作符的参考

如需参考，只需输入：cdo -h <operator>

操作符：1.文件信息

$ cdo infov ifile

这是一个带有一个2D变量的数据集的示例结果，包括3个时间步长：

-1 : Date Time Varname Level Size Miss : Minimum Mean Maximum
1 : 1987?01?31 12:00:00 SST 0 2048 1361 : 232.77 266.65 305.31
2 : 1987?02?28 12:00:00 SST 0 2048 1361 : 233.64 267.11 307.15
3 : 1987?03?31 12:00:00 SST 0 2048 1361 : 225.31 267.52 307.67

$ cdo showtimestamp ggas2014121200_00-18.nc
2014-12-12T00:00:00 2014-12-12T06:00:00 2014-12-12T12:00:00 2014-12-12T18:00:00

$ cdo pardes ggas2014121200_00-18.nc
-1 CI Sea-ice cover [(0 - 1)]
-2 SSTK Sea surface temperature [K]
-3 MSL Mean sea-level pressure [Pa]
-4 TCC Total cloud cover [(0 - 1)]
-5 U10 10 metre U wind component [m s**-1]
-6 V10 10 metre V wind component [m s**-1]
-7 SKT Skin temperature [K]

很容易看到2个文件之间数值差异的概况：

$ cdo diff tas_rcp45_2055_ann_95p_change.nc tas_rcp45_2055_ann_05p_change.nc
Date Time Param Level Size Miss : S Z Max_Absdiff Max_Reldiff
1 : 2065-12-30 12:00:00 -1 0 64800 0 : T F 16.693 0.99997
1 of 1 records differ

操作符的所有文件列表包括

赋值和连接
合并场和时间
按变量/层次/格点/时间分割场

一些例子

To copy a file and convert the output to NetCDF:

$ cdo −f nc copy ifile ofile.nc

To merge all files along the time axis: $ cdo mergetime ifile1 ifile2 ifile3 ofile

可以用一些不同的方法选择数据包括：

变量码，名称或者属性
层次
时间
空间区域（纬度/经度）

操作符：2.选择

用id选择变量：“SSTK”和”CI”:

$ cdo selname,SSTK,CI infile.nc outfile.nc

To select a lat/lon bounding box: $ cdo sellonlatbox,120,-90,20,-20 infile.nc outfile.nc

To select a date/time range: $ cdo seldate,2014–12-12T12:00:00, 2015–01-31T18:00:00 infile.nc outfile.nc

操作符：3.修改

设置时间轴到198701-16 12:00, 时间增量一个月增量使用

$ cdo settaxis,1987–01–16,12:00,1mon ifile ofile

将一个2维场纬度从N到S反转成S到N

$ cdo invertlat ifile ofile

操作符：4.算术

计算所有场元素的平方根：

$ cdo sqrt ifile ofile

将所有输入场加入一个常数-273.15：

$ cdo -addc,-273.15 ifile ofile

操作符：5.统计

计算所有输入场的纬向平均：

$ cdo zonmean ifile ofile

假设输入数据集具有数年的月度平均值。为了从月度计算季节性均值，必须跳过前两个月：Assume an input dataset has monthly means over several years. In order to compute seasonal means from monthly means the first two months must be skipped:

$ cdo timselmean,3,2 ifile ofile

多年逐日滑动百分值：

为了计算一个百分值，必须知道最小和最大边界。

$ cdo ydrunpctdl,p,nts infile minfile maxfile outfile

该运算符写滑动的百分值对于一年中的每一天，从infile写到outfile。最小和最大边界用minfile和maxfile提供。

计算一个对年逐日的滑动百分率值，需要执行多步。

$ cdo ydrunmin,5 ifile minfile
$ cdo ydrunmax,5 ifile maxfile
$ cdo ydrunpctl,90,5 ifile minfile maxfile ofile

操作符：6 内插

为了将所有场线性插值到一个T42高斯格点。

$ cdo remapbil,t42grid ifile ofile

为了将混合模式层数据插值到气压层925,850,500和200 hPa

$ cdo ml2pl,92500,85000,50000,20000 ifile ofile

操作符：9 气候指数

得到一个逐日降水总量时间序列找那个连续干日的最大数目。

$ cdo eca_cdd rrfile ofile

其中rrfile是逐日降水总量RR的时间序列，然后统计了连续天数的最大值，当RR小于1 mm时。

为了得到热带夜晚一个时间序列逐日最小温度

$ cdo eca_tr tnfile ofile

其中tnfile是逐日最低温度TN的时间序列，随后统计的是当TN>T时候的天数。T是一个可选的参数，其缺省值T=20℃。

除此之外CDO还能做什么？ CDO有许多通用的命令行开关，可以与（大多数）运算符一起使用。这是一个选择：

-a 生成绝对时间轴Generate an absolute time axis -f <format> 指定格式Specify format (“grb”, “nc”, “nc4” etc) -m <val> 设置默认缺测值Set the default missing value -Q 对netCDF变量名排序Sort netCDF variable names -r 生成相对时间轴Generate a relative time axis -s 静默模式Silent mode -V Version of CDO -v Verbose – print extra details. -z zip Deflate compression of netCDF4 vars.

组合运算符

所有的运算符都有一个固定的输入流和一个输出流，可以直接将结果管道给其它的操作符。这个操作符必须以“-”开始，为了和其它相结合。可以通过一下，来促进性能：

减少不必要的磁盘I/O
并行执行

例如，我们可以把

$ cdo timavg ifile1 tmp1
$ cdo dayavg ifile2 tmp2
$ cdo sub tmp2 tmp1 ofile
$ rm tmp1 tmp2

替换成

$ cdo sub -dayavg ifile2 -timavg ifile1 ofile

组合运算符：例子2

以下三个命令是计算一个多年逐日滑动百分率，需要多步：

$ cdo ydrunmin,5 ifile minfile
$ cdo ydrunmax,5 ifile maxfile
$ cdo ydrunpctl,90,5 ifile minfile maxfile ofile

可以通过一个简单的命令替换

$ cdo ydrunpctl,90,5 ifile -ydrunmin ifile -ydrunmax ifile ofile