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GRIB文件

GRIB(GRIdded Binary)是一种广泛用于气象学、海洋学等领域的数据格式,用于存储大气和海洋数据中的网格数据。GRIB格式是通过国际气象学联合会(WMO)开发并维护的。

GRIB文件是二进制文件,包含了对大气和海洋数据的描述和定义。它由 GRIB 消息构成,每个消息包含标头信息和数据网格。使用 GRIB 标头信息可以解释数据网格的位置、形状、计算方法和数据类型。数据网格可以是二维或三维的,每个网格单元可以表示一个标量或向量值。

文件结构

GRIB文件包含了多个 GRIB 消息。每个 GRIB 消息由固定的长度字段和变长的数据网格字段组成。GRIB消息的结构如下:

GRIB消息:
   固定长度部分:
        版本号(1字节)
        保留字节(3字节)
        总长度(4字节)
        消息类型(1字节)
        消息数据长度(4字节)
   变长字段:
        格网定义段(GDS)
        产品定义段(PDS)
        数据字段(BDS

在上述结构中,版本号字段描述了消息的版本。保留字段不用于任何操作。总长度字段包含了消息的总字节数。消息类型字段描述了消息的类型。消息数据长度字段记录了变长字段的总字节数(即 GDS+PDS+BDS 的字节数)。

格网定义段(GDS)包含了网格的描述和定义。GDS 通常包含了网格的位置、宽度、高度、倾斜角度等信息。

产品定义段(PDS)包含了描述消息的时间、空间和参数的信息。PDS 包含了表示位置、时间和参数的二进制编码。

数据字段(BDS)包含了实际的网格数据。BDS 包含了压缩的网格数据和描述数据的元数据信息。

规范链接

GRIB格式的规范由国际气象学联合会(WMO)发布和维护。有关 GRIB 格式的详细规范和定义,请参考以下链接:

  • WMO GRIB 规范 (Version 2.0):https://library.wmo.int/doc_num.php?explnum_id=10178
  • GRIB API:http://gribapi.sourceforge.net/

示例文件

以下是一个简单的 GRIB 文件示例,该文件包含了一个 GRIB 消息,其网格是四个纬度乘三个经度的二维网格,表示了某地区的温度数据:

00000000: 4752 4942 0000 0200 0000 0000 0000 1117  GRIB............
00000010: 0000 0000 0000 0400 0000 0200 0000 1001  ................
00000020: 32c0 01dc 05f6 0000 0000 0000 0000 0000  2...............
00000030: 0000 0000 0000 00ff ff2b 0200 0000 0000  .........+......
00000040: 0400 0000 0200 0000 0003 0000 0000 0000  ................
00000050: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000  ................
00000060: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000  ................
00000070: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 00ff  ................
00000080: ffff 2b02 0000 0000 0000 0400 0000 0200  ..+.............
00000090: 0000 0003 0000 0000 0000 0000 0000 0000  ................
000000a0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000  ................
000000b0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000  ................
000000c0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000  ................
000000d0: 0000 00ff ffff 2b02 0000 0000 0000 0400  ......+.........
000000e0: 0000 0200 0000 0003 0000 0000 0000 0000  ................
000000f0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000  ................
00000100: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000  ................
00000110: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000  ................
00000120: 0000 0000 0000 0000 0000 00ff ffff 2b02  ..............+..
00000130: 0000 0000 0000 0400 0000 0200 0000 0804  ................
00000140: 32c0 0000 0000 0000 0000 0000 0000       2............

上述示例中,前8个字节是 GRIB 文件的“GRIB”字符串标识。接下来的5个字节分别是版本号(0x00, 0x00, 0x02)、保留字节(0x00, 0x00, 0x00)、总长度(0x00, 0x00, 0x00, 0x11)、消息类型(0x17)和消息数据长度(0x00, 0x00, 0x00, 0x04)。

在上述结构中,固定长度部分包含了 GRIB 消息的标头信息。GRIB消息类型17表示这是一个温度数据的 GRIB 消息。消息数据长度为4,表示接下来的变长字段(即 GDS+PDS+BDS)的总长度为4个字节。

在接下来的变长字段中,GDS描述了网格的位置、宽度、高度和方向,PDS描述了消息的参数、时间和空间,BDS包含了压缩的网格数据和元数据信息。