制作nc文件（Matlab）

首先看一个nc文件中包含哪些部分，例如一个标准的 FVCOM 输入文件 wind.nc：

netcdf wind {
dimensions:
	nele = 36858 ;
	node = 18718 ;
	time = UNLIMITED ; // (151 currently)
variables:
	int iint(time) ;
		iint:long_name = "internal mode iteration number" ;
	float time(time) ;
		time:long_name = "time" ;
		time:units = "days since 0.0" ;
		time:time_zone = "none" ;
	float uwind_speed(time, nele) ;
		uwind_speed:long_name = "Eastward Wind Speed" ;
		uwind_speed:standard_name = "Wind Speed" ;
		uwind_speed:units = "m/s" ;
		uwind_speed:grid = "fvcom_grid" ;
		uwind_speed:type = "data" ;
	float vwind_speed(time, nele) ;
		vwind_speed:long_name = "Northward Wind Speed" ;
		vwind_speed:standard_name = "Wind Speed" ;
		vwind_speed:units = "m/s" ;
		vwind_speed:grid = "fvcom_grid" ;
		vwind_speed:type = "data" ;

// global attributes:
		:title = "wind.nc" ;
		:institution = "School for Marine Science and Technology" ;
		:source = "fvcom grid (unstructured) surface forcing" ;
		:history = "FILE CREATED: Sun Jul 31 13:48:52 2011" ;
		:references = "http://fvcom.smast.umassd.edu,http://codfish.smast.umassd.edu" ;
		:Conventions = "CF-1.0" ;
		:CoordinateSystem = "Cartesian" ;
		:CoordinateProjection = "none" ;
}

nc 文件主要内容

可以看出 nc 文件包含两个主要部分：

1. dimensions：各个变量维度大小
2. variables：变量

dimensions

在上面文件中包含三个维度：nele，node，time。其中 nele，node 两个是固定长度的，而 time 则是 UNLIMITED，代表其为任意长度。

variables

在 variables 下，每个变量形式为

float uwind_speed(time, nele)

括号包含了变量的维度，每个维度变量指定了该变量某个维度的长度。

在 netcdf 定义中数组是按行排列，因此循环是由右至左。而在matlab中，数组则是按列排列，因此储存的数组会将各个维度顺序交换，即 uwind_speed(nele, time)。

生成nc文件方法

使用 matlab 的 netcdf 工具箱生成文件时需要按照以下顺序：

1. 定义文件内维度与变量，包括

• 定义维度
• 定义变量

1. 储存变量

以生成一个如上的wind.nc文件为例

定义维度

首先定义文件中维度：nele， node， time。

注意 time 长度是不固定的。

%% creat new netcdf file

ncid = netcdf.create('wind.nc','CLOBBER');

% definition
ele_dim = netcdf.defDim(ncid,'nele', eleNum);
node_dim = netcdf.defDim(ncid,'node', nodeNum);
time_dim = netcdf.defDim(ncid,'time', netcdf.getConstant('NC_UNLIMITED'));

定义维度之后便可根据维度定义变量。

注意，由于 time 维度是不定长度的，因此其必须作为变量最后一个维度（元素循环由左向右）

iint_var_id = netcdf.defVar(ncid,'init','int', time_dim);
time_var_id = netcdf.defVar(ncid,'time','float', time_dim);
u_var_id = netcdf.defVar(ncid,'uwind_speed','double',[ele_dim, time_dim]);
v_var_id = netcdf.defVar(ncid,'vwind_speed','double',[ele_dim, time_dim]);

% end definition
netcdf.endDef(ncid);
netcdf.close(ncid);

定义完变量之后便可向nc文件中储存数据了。

在这里需要注意的是，由于matlab 调用 c 语言的 NetCDF函数库，因此在其函数中数组下标是由0开始。（详见 help netcdf）

% write data
ncid = netcdf.open('wind.nc', 'WRITE');
netcdf.putVar(ncid, time_var_id, 0, nstep, 1, time(1:nstep));

如上述代码中，0 为起始序号，nstep 为数据总数， 1 为储存数据间隔，time 即使储存在matlab中变量名。

采用相同方法将 uwind_speed 与 vwind_speed 循环储存在文件内。

for itime = 1:nstep
    ...

    netcdf.putVar(ncid, u_var_id, [0, itime-1], [eleNum, 1], u_interp);

    ...
    netcdf.putVar(ncid, v_var_id, [0, itime-1], [eleNum, 1], v_interp);

    fprintf('Processing: %f \n', itime/nstep);
end% for

在这里，uwind_speed 与 vwind_speed 是多维数组，因此指定其起始位置也要采用一个向量 [0, itime-1]（0 代表 nele 维度起始序号；'itime-1' 则代表 time 维度起始序号）。[eleNum, 1] 为这次要储存的数据占个维度个数，明显我们要储存一整个时间步的数据，所以长度分别为单元个数与时间步数 1。最后 u_interp 与 v_interp 则是变量名。

结语

最终，我们来检查下生成的nc文件，使用 matlab 版本为 R2014b，NetCDF 版本号为4.1.3。

Source:
           /Users/mac/Documents/MATLAB/temp/forZhangNa/FVCOM_wind/wind.nc
Format:
           classic
Dimensions:
           nele = 21284
           node = 10951
           time = 3     (UNLIMITED)
Variables:
    init
           Size:       3x1
           Dimensions: time
           Datatype:   int32
    time
           Size:       3x1
           Dimensions: time
           Datatype:   single
    uwind_speed
           Size:       21284x3
           Dimensions: nele,time
           Datatype:   double
    vwind_speed
           Size:       21284x3
           Dimensions: nele,time
           Datatype:   double