使用 xarray 处理 netCDF 栅格数据

1. xarray 库

1.1 简介

xarray 库应该是目前用于处理 netCDF 数据最为方便的库了。

xarry 有两个核心数据结构：DataArray 和 Dataset。xarray 可以看作是对 numpy 和 pandas 的扩展，同时也借鉴了许多 pandas 的优点，具有良好的易用性。xarray 与 netCDF4 在使用上存在许多相似之处，但是从输出的结果我们可以发现，同样是 Dataset，但是 xarray 的结果显然有更好的可读性。

1.2 官方文档

更多内容建议阅读 xarray 官方文档。

1.3 支持格式

格式	说明	兼容性
nc	netCDF 数据文件格式	支持
nc4	netCDF4 数据文件格式	支持
hdf	卫星数据格式	官方说支持，但暂未跑通

2. 安装

xarray 库需要以下主要依赖：

• Python (3.8 or later)
• numpy (1.18 or later)
• packaging (20.0 or later)
• pandas (1.1 or later)
• netCDF4

推荐安装的的依赖如下：

pip install numpy
pip install pandas
pip install packaging
pip install netcdf4
pip install xarray
pip install dask

3. 使用

3.1 数据示例

本例采用 “全球高分辨率（3小时，10公里）地表太阳辐射数据集（1983-2018）” 的部分数据作为演示，大家可以自行下载部分数据进行测试。

本例仅仅包含 2018 年 1 月 1 日的逐 3 小时数据，在 2018/ 目录下即可看见：

├── 2018/
    ├── ISCCP_HXG_global_radiation_2018_01_01_00.nc
    ├── ISCCP_HXG_global_radiation_2018_01_01_03.nc
    ├── ISCCP_HXG_global_radiation_2018_01_01_06.nc
    ├── ISCCP_HXG_global_radiation_2018_01_01_09.nc
    ├── ISCCP_HXG_global_radiation_2018_01_01_12.nc
    ├── ISCCP_HXG_global_radiation_2018_01_01_15.nc
    ├── ISCCP_HXG_global_radiation_2018_01_01_18.nc
    ├── ISCCP_HXG_global_radiation_2018_01_01_21.nc

3.2 运行代码

运行 nc-逐时.py 后，即可在当前目录输出 out-逐时.csv 文件。

3.3 特别注意

💡 使用 xarray 库时，不支持中文路径，请确保路径为全英文。如果想要支持中文路径，请使用纯 netCDF4 库。