NetCDF

title: 历史.
content: 1985年美国国家航空航天局(NASA)的国家空间科学数据中心(NSSDC)设计并开发了通用数据格式(CDF),CDF最初是用FORTRAN写成并只能在VAX/VMS环境下获得。Unidata在1987年8月成立了关于CDF的工作组,提议探索与NASA协作扩展CDF的FORTRAN接口,定义C接口,并允许用一个单一调用访问数据聚集,同时要维持与现存NASA接口兼容的可能性。在1988年早些时候,Unidata的Glenn Davis用C开发了原型netCDF包,它位于网络表示层XDR格式的上层。这个原型证明了CDF接口的基于XDR的一个单一文件实现可以在可接受代价下完成,而结果的程序可以在UNIX和VMS系统二者上实现。但这也说明了提供一个小的、可移植的、兼容于NASA CDF的有想要的通用性的FORTRAN接口是不实际的。NASA的CDF和Unidata的netCDF从此独立发展,但新近的CDF版本与netCDF共享了很多特征。  1991年Unidata发布了netCDF版本2.0,1997年发布了版本3.3。2003年7月美国能源部的阿贡国家实验室和西北大学贡献了叫做并行-NetCDF(或称PnetCDF)的一个netCDF并行计算扩展。2004年在NASA的资助下,Unidata与美国国家超级计算应用中心(NCSA)开始合作增进netCDF和HDF5的互操作性。2008年Unidata发布了版本4.0,允许使用HDF5数据文件格式。同时发布了版本3.6.3,它与版本4.0是同样的代码但关掉了netcdf-4特征,目前netCDF-3库仍然在世界各地被广泛使用。2010年Unidata发布了版本4.1.1,增加了对C和Fortran客户端通过访问远程数据的特定子集的支持,并使用PnetCDF库支持在netCDF经典格式(CDF-1、CDF-2和2012年推出的CDF-5)上的并行I/O。
title: 格式描述.
content: netCDF库支持netCDF文件的多种不同的二进制格式:  所有格式都是“自描述的”。 这意味其中有一个头部,它描述文件余下部分的格局,特别是数组数据,连同以名称/值属性形式的任意文件元数据。这个格式是跨平台的,涉及的问题如字节序在软件库中解决。数据以允许有效的构造子集的方式来存储。  起始于版本4.0,netCDF API允许使用HDF5数据格式。NetCDF用户可以建立HDF5文件从而获得netCDF格式不具备的利益,比如更大的文件和多重无限制的维度。  完全后向兼容,可访问旧有netCDF文件并支持以前版本的C和Fortran API。
title: 软件.
content: netCDF常用于气候学、气象学和海洋学应用,如天气预报、气候变化;也用于地理信息系统应用,是很多GIS应用的输入/输出格式;并用于通用科学数据交换。从它的站点引述如下:netCDF(网络公用数据格式)是用于面向数组数据访问的一组接口,和针对C、Fortran、C++、Java和其他语言的一套自由发行的数据访问库。netCDF库支持用来表示科学数据的一种机器无关格式。接口、库和格式一起支持建立、访问和共享科学数据。
title: 访问库.
content: UCAR发布的软件库提供了对netCDF文件的读写访问,编码和解码所需的数组和元数据。核心库是用C编写的,并为 C、C++应用提供API,为Fortran应用提供两个API,一个给Fortran 77,一个给Fortran 90。Unidata还开发维护一个独立实现,使用100% Java写成,它扩展了核心数据模型并增加了额外的功能。还可获得其他语言的到基于C库的netCDF的接口,包括R(ncdf、ncvar和RNetCDF包)、、Python、Ruby、Haskell、Mathematica、MATLAB、IDL和Octave。API调用规定在不同语言间非常类似,尽管有着不可避免的不同语法。版本2的API调用与版本3的调用相当不同,但出于后向兼容而被版本3和版本4支持。应用编程者使用受支持语言,在正常情况下不需要关心文件结构自身,即使它是作为开放格式而获得的。
title: 应用.
content: 现在已经写出了使用netCDF文件的范围广泛的应用程序。它们的范围从命令行实用程序到图形可视化包。下面列出其中一小部分,而更长的列表可见于UCAR网站列表:
title: 元数据约定.
content: 气候和预报(CF)约定是对地球科学数据的元数据约定,意图用于促进处理和共享通过NetCDF应用编程接口(API)建立的文件。CF约定于2003年建立,普遍化并扩展了早期的协作海洋/大气研究数据服务(COARDS)约定和对气候数据的Gregory/Drach/Tett(GDT)约定。CF约定定义了与数据包含在同一个文件中的元数据,从而使得文件“自我描述”,提供对在每个变量中的数据表示的是什么的确切描述,和数据的空间的和时间的属性的确切描述,包括关于网格的信息,比如网格单元边界和单元平均方法。这使得能够使用来自不同来源的数据,确定哪些数据是可比较的,并允许建造有着强力的提取、重新插值和显示能力的应用。Unidata 在2007年至2011年开发了LibCF库。
title: 并行-NetCDF.
content: 并行-NetCDF扩展建造在MPI-IO之上,它是对MPI的I/O扩展。使用高层netCDF数据结构,并行-NetCDF库可以进行优化而在多处理器间高效分配文件读和写应用。并行-NetCDF包只可以读/写经典和64-bit偏移量格式。并行-NetCDF不能读或写在netCDF-4.0中可获得的基于HDF5的格式。并行-NetCDF包使用不同但类似的Fortran和C的API。  在Unidata netCDF库中自从版本4.0已经支持对HDF5数据文件的并行I/O。Unidata NetCDF C库自从版本4.1.1使用并行-NetCDF库支持对经典和64-bit偏移量文件的并行 I/O,但使用NetCDF API。
title: 与其他格式库的互操作性.
content: netCDF C库,和基于它的库:Fortran 77和Fortran 90、C++和所有第三方库,自从版本4.1.1开始可以读一些其他数据格式的数据。HDF5格式的数据可以读取,但有一些限制。使用HDF4科学数据(SD)API建立的HDF4格式的数据,可以用netCDF C库读取。
title: NetCDF-Java通用数据模型.
content: NetCDF-Java库目前已经能够读取很多文件格式和远程访问协议,并且正在开发对一些其他的格式的支持。因为这些都是通过NetCDF API透明的进行访问,NetCDF-Java库被称为实现了科学数据集的“通用数据模型”。

Summary: 网络通用数据格式(英语:Network Common Data Form,NetCDF)是一种自描述、与机器无关、基于数组的科学数据格式,同时也是支持创建、访问和共享这一数据格式的函式库。该项目主页位于美国大气科学研究大学联盟(UCAR)的Unidata规划网站。它也是netCDF软件、标准开发、更新等的主要来源。NetCDF格式是一种开放标准。NetCDF的经典格式和64位偏移量格式是开放地理空间协会采用的国际标准。

NetCDF: Network Common Data Format (netCDF) ist ein Dateiformat für den Austausch wissenschaftlicher Daten. Es handelt sich um ein binäres Dateiformat, das durch die Angabe der Byte-Reihenfolge im Header maschinenunabhängig ist. NetCDF ist ein offener Standard; das Projekt wird von der University Corporation for Atmospheric Research (UCAR) betreut.