GRIB - GRIB

GRIB ( GRIdded Binary или Общая регулярно распространяемая информация в двоичной форме ) - это сжатый формат данных, обычно используемый в метеорологии для хранения исторических и прогнозных данных о погоде. Он стандартизирован Комиссией Всемирной метеорологической организации по основным системам, известной под номером GRIB FM 92-IX, описанной в Наставлении ВМО по кодам № 306. В настоящее время существует три версии GRIB. Версия 0 в ограниченной степени использовалась такими проектами, как TOGA, и больше не используется. Первое издание (текущая подверсия - 2) оперативно используется во всем мире большинством метеорологических центров для вывода численных прогнозов погоды (ЧПП). Было представлено новое поколение, известное как второе издание GRIB, и данные постепенно переходят на этот формат. Некоторые из второго поколения GRIB используются для полученного продукта в распределенном ЕВМЕТКасты от Meteosat второго поколения . Другой пример - модель NAM (North American Mesoscale).

Формат

Файлы GRIB представляют собой набор автономных записей двумерных данных, а отдельные записи представляют собой значимые данные без ссылок на другие записи или общую схему. Таким образом, коллекции записей GRIB можно добавлять друг к другу или разделять записи.

Каждая запись GRIB состоит из двух компонентов - части, описывающей запись (заголовок), и самих двоичных данных. Данные в GRIB-1 обычно преобразуются в целые числа с использованием масштаба и смещения, а затем упаковываются по битам. ГРИБ-2 также имеет возможность сжатия.

История GRIB

GRIB заменил формат аэронавигационных данных (ADF).

Комиссия по основным системам (КОС) Всемирной метеорологической организации (ВМО) собралась в 1985 году для создания формата GRIB (GRIdded Binary). Рабочая группа по управлению данными (WGDM) в феврале 1994 г. после серьезных изменений одобрила редакцию 1 формата GRIB. Формат GRIB Edition 2 был утвержден в 2003 году в Женеве.

Проблемы с GRIB

В GRIB нет возможности описать набор записей GRIB.

  • Каждая запись независима, и у нее нет возможности ссылаться на схему, намеченную разработчиком GRIB.
  • Нет надежного способа объединить записи в многомерные массивы, из которых они были получены.
  • Использование внешних таблиц для описания значения данных.
  • Нет авторитетного места, где центры могли бы публиковать свои местные таблицы.
  • Несогласованные и неправильные методы управления версиями локальных таблиц.
  • Нет машиночитаемых версий таблиц ВМО (теперь доступно для GRIB-2, но не для GRIB-1)

Заголовок GRIB 1

Заголовок GRIB 1 состоит из двух частей - обязательной (раздел определения продукта - PDS) и необязательной (раздел описания сетки - GDS). PDS описывает, кто создал данные (исследовательский / операционный центр), задействованную числовую модель / процесс (может быть NWP или GCM ), данные, которые фактически хранятся (такие как ветер , температура , концентрация озона и т. Д.), Единицы измерения данные (метры, давление и т. д.), вертикальная система данных (постоянная высота, постоянное давление, постоянная потенциальная температура ) и отметка времени.

Если необходимо описание пространственной организации данных, необходимо также включить GDS. Эта информация включает спектральные данные (гармоники дивергенции и завихренности ) по сравнению с данными с координатной сеткой (гауссиан, сетка XY), разрешение по горизонтали и местоположение начала координат .

Программное обеспечение

Приложения

Написан ряд пакетов прикладного программного обеспечения, в которых используются файлы GRIB. Они варьируются от утилит командной строки до пакетов графической визуализации .

  • ATMOGRAPH ModelVis Коммерческое программное обеспечение для визуализации данных численной модели погоды, способное декодировать и отображать форматы данных GRIB 1 и GRIB 2.
  • Лидирующее программное обеспечение для ГИС на рынке ArcGIS
  • Expedition - Expedition - это приложение для парусной навигации и погоды. Отображение и загрузка Гриба из многих источников бесплатны.
  • [1] cfGrib - это современный инструмент синтаксического анализа grib для Python, основанный на ecCodes из ECMWF.
  • WGRIB Программа на основе командной строки для управления, инвентаризации и декодирования файлов GRIB1
  • GrADS , бесплатное настольное приложение на основе командной строки, которое напрямую обрабатывает файлы GRIB1 и GRIB2
  • Picogrib GRIB 1 бесплатный пакет декодирования на языке C (вызываемый FORTRAN), в некоторой степени совместимый с программой ECMWF GRIBEX
  • NCEP кодирует бесплатное программное обеспечение (библиотека C и FORTRAN) для декодирования и кодирования данных в формате GRIB 1
  • NCEP кодирует бесплатное программное обеспечение (библиотека C и FORTRAN) для декодирования и кодирования данных в формате GRIB 2 (только некоторые шаблоны)
  • JGrib - Jgrib - бесплатная библиотека для чтения файлов GRIB на Java.
  • Meteosatlib - Meteosatlib - это бесплатная библиотека C ++ и набор инструментов для преобразования спутниковых изображений между различными форматами; он может читать и записывать данные GRIB, а его библиотека кодирования / декодирования GRIB может использоваться автономно.
  • Mathematica , общее математическое, статистическое и презентационное приложение напрямую обрабатывает файлы GRIB и может отображать их с множеством проекций.
  • НКАР Command Language может быть использован для чтения, анализа и визуализации данных GRIB, а также конвертировать его в другие сетчатых форматы данных.
  • PyNIO - это модуль языка программирования Python, который обеспечивает доступ для чтения и / или записи к различным форматам данных с использованием интерфейса, смоделированного на netCDF.
  • degrib (AKA NDFD GRIB2 Decoder) - программа для чтения файлов GRIB 1 и GRIB 2.
  • wgrib2 - это программа для чтения файлов GRIB 2.
  • GRIB API - это API, разработанный в ECMWF для декодирования и кодирования данных GRIB версии 1 и 2. Примечание: этот пакет теперь заменен ecCodes, который является расширенным набором GRIB API. Также включен полезный набор инструментов командной строки . ECMWF также предлагает пакет для построения графиков Magics и рабочую станцию ​​/ пакетную систему Metview для обработки / визуализации файлов GRIB.
  • Ugrib - Угриб - это бесплатный графический просмотрщик GRIB, предназначенный для чтения файлов GRIB 1. Веб-сайт GRIB.US также направлен на ознакомление с разумным и безопасным использованием данных GRIB для прогнозирования погоды. Эта ссылка не работает с 20 мая 2017 года.
  • SmartMet - SmartMet - это инструмент Windows, который считывает, записывает и визуализирует данные GRIB.
  • Xconv / Convsh - Xconv - это графический инструмент для отображения и преобразования данных с координатной сеткой, доступный для большинства операционных систем. Convsh - это эквивалент командной строки.
  • NetCDF-Java Общая модель данных представляет собой библиотеку Java , который может читать GRIB 1 и GRIB 2 файлов.
  • zyGrib - графическое программное обеспечение для Linux, Mac OS X и Windows (GPL3, Qt) для загрузки и отображения файлов GRIB 1 и GRIB 2 (начиная с версии 8.0).
  • XyGrib начинался как форк zyGirb 8.0.1. Это также мультиплатформенное программное обеспечение.
  • GDAL , популярная библиотека чтения и записи геопространственных данных с открытым исходным кодом.
  • PredictWind Offshore App Многоплатформенное приложение, предназначенное для лодок, идущих в море, которым необходимо загружать данные прогноза GRIB через спутниковое или SSB соединение.
  • LuckGrib - приложение, доступное для macOS , iOS и iPadOS , предназначенное для моряков и других любителей погоды. LuckGrib обеспечивает легкий доступ ко многим погодным моделям GRIB. Кроме того, предоставляется несколько моделей океанских течений и волн. Данные можно загрузить через Интернет, спутник или по электронной почте.
  • PyGrib Модуль расширения языка Python, который позволяет читать и записывать форматы GRIB 1 и GRIB 2.
  • PolarView Навигационное приложение, включающее программу просмотра GRIB, поддерживающую как GRIB 1, так и GRIB 2. PolarView включает службу загрузки GRIB для данных GFS (ветер / атмосферное давление), NWW3 (высота / направление волны) и RTOFS (атлантические течения) от NOAA. Доступно для Linux, Mac и Windows.
  • Картплоттер с открытым исходным кодом OpenCPN / Морской навигатор. Для ежедневных круизов или предварительного планирования маршрута. (ПРИМЕЧАНИЕ: поддержка GRIB доступна с бета версии 1.3.5 )
  • CDO (Climate Data Operators) - инструмент анализа геонаучных данных с поддержкой GRIB.
  • IDV - это метеорологически ориентированное, независимое от платформы приложение для визуализации и анализа файлов GRIB1, GRIB2 и NetCDF.
  • SoftwareOnBoard Приложение для морской навигации для Windows, которое включает в себя наложения GRIB на карту.
  • GribAE Бесплатный интерфейс Windows для WGRIB.
  • qtVlm - бесплатное программное обеспечение для linux, windows, mac, android, raspberryPi и iOS с интерфейсом с GPS и функциями маршрутизации (+ интерфейс с виртуальной морской игрой VLM )
  • PyNDFD - модуль Python с открытым исходным кодом для получения данных прогноза в реальном времени от Национальной метеорологической службы США. Данные в формате GRIB кэшируются и анализируются, чтобы предоставить разработчику доступ к десяткам актуальных переменных прогноза погоды. Данные доступны на следующие 7 дней по любой координате в пределах США.
  • Weather4D Это приложение обрабатывает файлы GRIB (доступно около 35 моделей погоды / волн / текущих событий ) для создания прогнозов погоды, которые можно анимировать в 3D HD. Версия «Маршрутизация» предоставляет также возможности прогнозирования погоды на основе выбранных моделей и полярных данных, управление местоположением. Версия «Маршрутизация и навигация» добавляет функции навигации, такие как интерфейс NMEA, AIS, навигационные карты, приборные панели, запись треков.
  • glgrib Это приложение отображает поля GRIB2 с OpenGL. Растр, контур, вектор, палитра, масштаб карты, береговые линии, границы. Широта / долгота, ламберт, гауссова сетка. Есть возможность интерактивного просмотра полей (перемещение, масштабирование и т. Д.). Поля с высоким разрешением (2,5 км и 1,25 км глобально) отображались с помощью glgrib.

Мобильные приложения

iOS

Несколько приложений для iOS поддерживают формат GRIB, в том числе:

Android

Несколько приложений для Android поддерживают формат GRIB, в том числе:

Смотрите также

Рекомендации

Внешние ссылки