气象数据读取（2）--- FY-3C（风云）掩星数据读取
1.前言
在上一篇文章里，我们构建了处理气象数据的Maven工程。相信大家已经构建好了。这一篇，我们将开始对 *.NC数据进行处理。
在windows系统下，NC文件预览如上图所示，看不到任何信息。我们使用相关软件打开NC数据，来对NC文件的数据结构一窥究竟。
通过上面两张图，我们可以看出，NC文件的大致数据结构如下：
主要包括两个部分：Global Attributes；Variables。我们接下来的任务也就是围绕着这两部分进行展开。这样看下来，是不是很简单？
2.风云卫星简介
风云三号（FY-3）气象卫星是我国的第二代极轨气象卫星，它是在FY-1气象卫星技术基础上的发展和提高，在功能和技术上向前跨进了一大步，具有质的变化，具体要求是解决三维大气探测，大幅度提高全球资料获取能力，进一步提高云区和地表特征遥感能力，从而能够获取全球、全天候、三维、定量、多光谱的大气、地表和海表特性参数。
3.工具类实现
3.1 任务分析
在面对一个任务时。我们要首先明白我们的业务逻辑。
在该任务中，我们要获取每一个掩星数据的Global Attributes和Variables。那么我们就要对每一个文件进行读取，然后存入到相应的数组里，以便后面科研任务的使用。但是，数据实在是太多了，一个一个用软件读，那岂不是要累死...
所以我们可以借助Java语言
总结起来，可以归纳为：
- 获取存放NC文件的文件路径
- 根据文件路径，获取每一个NC文件的全路径名，并存放到一个数组中
- 对上述数组里的每一个NC文件进行读取，获得Global Attributes和Variables。
- 提供相应的get方法，让外部方便使用我们的工具类
我们将一个复杂的问题步骤话，那么我们便能轻松的搞定每一个小的步骤。这样不但思路清晰，还能少掉头发。哈哈哈
3.2 代码实现
首先，我们在utils下创建一个ReadFyNcDataUtils类
代码很简单，注释写的也比较详细
public class ReadFyNcDataUtils {
/**
* 该工具类针对FY-3C卫星的GNOS掩星数据进行数据提取
* 提示：getVariablesLists()； getGlobalVariablesLists(),在这两个方法中，String vbName和int position
* 是我根据目前（2020-8-13）的数据结构给定的，后续有可能国家卫星气象中心提供的数据可能会不一样，可以自行修改
* 提取数据包括：Global Attributes:掩星点坐标（经纬度），时间（年，月，日）
* Attributes:海拔，温度，压强
* 也可以根据自己需要提取其他相关参数，请自行配置
* TODO：涉及到了文件读，应该要有关闭操作,请在使用后添加.close（）进行关闭
*/
private static List<String> mLat = new ArrayList<String>();
private static List<String> mLon = new ArrayList<String>();
private static List<String> mYear = new ArrayList<String>();
private static List<String> mMonth = new ArrayList<String>();
private static List<String> mDay = new ArrayList<String>();
private static List<String> mHour = new ArrayList<String>();
private static List<String> mMinute = new ArrayList<String>();
private static List<String> mSecond = new ArrayList<String>();
private static List<Double> mAlts = new ArrayList<Double>();
private static List<List> mAltsList = new ArrayList<List>();
private static List<Double> mTemps = new ArrayList<Double>();
private static List<List> mTempsList = new ArrayList<List>();
private static List<Double> mPress = new ArrayList<Double>();
private static List<List> mPressList = new ArrayList<List>();
private static List<NetcdfFile> mNc = new ArrayList<NetcdfFile>();
private static List<File> fileList;
private static NetcdfFile ncData;
/**
* 根据用户提供的文件夹路径，对数据进行读取，并返回路径名
* TODO：在这里忽略了对文件夹路径，以及文件夹内容的判断
* 但是，不会真的有人这么无聊给错误的文件夹或者路径吧，不会吧，不会吧
* 注意！！！这个方法是必须要实现的，因为这会根据你提供的路径进行读取
*
* @param filepath 这个参数必须给
* @return
*/
public static List<NetcdfFile> getNcDataList(String filepath) {
File file = new File(filepath);
File[] filesNames = file.listFiles();
fileList = Arrays.asList(filesNames);
//TODO:将读出的文件列表进行数据来源判断：①GNOS②COSMIC
for (File itemFile : fileList) {
try {
ncData = NetcdfFile.open(itemFile.getPath());
mNc.add(ncData);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
return mNc;
}
/**
* 获取掩星点纬度,11
*
* @return
*/
public List<String> getRoLat() {
return getGlobalVariablesLists(11, mLat);
}
/**
* 获取掩星点经度,12
*
* @return
*/
public List<String> getRoLon() {
return getGlobalVariablesLists(12, mLon);
}
/**
* 获取掩星事件发生年份
*
* @return
*/
public List<String> getRoYear() {
return getGlobalVariablesLists(0, mYear);
}
/**
* 获取掩星事件发生月份
*
* @return
*/
public List<String> getRoMonth() {
return getGlobalVariablesLists(1, mMonth);
}
/**
* 获取掩星事件发生天
*
* @return
*/
public List<String> getRoDay() {
return getGlobalVariablesLists(2, mDay);
}
/**
* 获取掩星事件发生小时
*
* @return
*/
public List<String> getRoHour() {
return getGlobalVariablesLists(3, mHour);
}
/**
* 获取掩星事件发生分钟
*
* @return
*/
public List<String> getRoMinute() {
return getGlobalVariablesLists(4, mMinute);
}
/**
* 获取掩星事件发生秒数
*
* @return
*/
public List<String> getRoSecond() {
return getGlobalVariablesLists(5, mSecond);
}
/**
* 获得海拔
*
* @param
* @return
*/
public List<List> getAltList() {
return getVariablesLists("MSL_alt", mAlts, mAltsList);
}
/**
* 获得温度
*
* @param
* @return
*/
public List<List> getTempList() {
return getVariablesLists("Temp", mTemps, mTempsList);
}
/**
* 获得压强
*
* @param
* @return
*/
public List<List> getPressList() {
return getVariablesLists("Pres", mPress, mPressList);
}
private static List<String> getGlobalVariablesLists(int position, List<String> mGlobalVb) {
for (NetcdfFile netcdfFile : mNc) {
List<Attribute> globalAttributes = netcdfFile.getGlobalAttributes();
Array values = globalAttributes.get(position).getValues();
String s = values.toString();
mGlobalVb.add(s);
}
return mGlobalVb;
}
private static List<List> getVariablesLists(String vbName,
List<Double> mVrs,
List<List> mVrsList) {
for (NetcdfFile netcdfFile : mNc) {
Variable pres = netcdfFile.findVariable(vbName);
Array read = null;
try {
read = pres.read();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
for (long i = 0; i < read.getSize(); i++) {
double aDouble = read.getDouble((int) i);
mVrs.add(aDouble);
}
mVrsList.add(mVrs);
}
return mVrsList;
}
}
到这里，我们基本上实现了相应的功能。但是，代码结构上还存在一些小问题。数据存储类型上，也存在一定的问题。这些问题，我们将在第四篇文章里进行解决。这里先卖个关子。
4.COSMIC掩星数据读取
下一篇文章，我们开始对GPS/COSMIC数据进行解析，读取。
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