基于GDAL库，读取海洋风场数据（.nc格式）c++版

经过这一段时间的对海洋数据的处理，接触了大量的与海洋相关的数据，例如海洋地形、海洋表面温度、盐度、湿度、云场、风场等数据，除了地形数据是grd格式外，其他的都是nc格式的数据。本文将以海洋风场数据为例，进行nc格式文件的读取。

海洋风场数据（ccmp_wind）一般情况下会包含三个数据集：第一个数据集是uwnd（standard_name = "eastward_wind"），第二个数据集是vwnd（standard_name = "northward_wind"），第三个数据集是nobs或者wspd。前两个数据集是矢量数据，表示此处的风场方向最后一个数据集是标量数据，代表此处的风速。每个数据集中数据的存储又分为四个波段（也可以说是图层），一天的观测时间分为四个时间点，所以有四个图层。

GDAL库可以提供对nc格式数据的读取，本次数据的读取是在qt+vs2017环境下配置gdal库和netcdf库，环境的配置可以在网上找到，GDAL库的配置可以根据《GDAL源码剖析和开发指南》书中的内容进行编译和配置，配置完成后就可以运行数据，读取nc文件。

数据读取的代码如下：

头文件：

 1 #ifndef CCMPFILEREAD_H
 2 #define CCMPFILEREAD_H
 3 class ccmpFileRead
 4 {
 5 public:
 6     void ccmpFileRead::fileread(const char*ccmpFilename);
 7 };
 8 
 9 
10 
11 #endif // CCMPFILEREAD_H

源文件：

  1 #include "ccmpfileread.h"
  2 
  3 #include <gdal_priv.h>
  4 #include <vector>
  5 #include <QVector>
  6 
  7 #include <string>
  8 #include <QString>
  9 #include <QStringList>
 10 #include <QDebug>
 11 
 12 #include <fstream>
 13 
 14 using namespace std;
 15 
 16 void ccmpFileRead::fileread(const char *ccmpFilename)
 17 {
 18     vector <string>         vFileSets;
 19     vector <string>         pStrDesc;
 20     vector<vector<float>>   allSSTPixelNum1,allSSTPixelNum2,allSSTPixelNum3;
 21 
 22 
 23     GDALAllRegister();
 24     CPLSetConfigOption("GDAL_FILENAME_IS_UTF8","NO");//中文路径
 25     GDALDataset* fileDataset = (GDALDataset*) GDALOpen(ccmpFilename,GA_ReadOnly);//打开HDF数据集
 26     if (fileDataset == NULL)
 27     {
 28         return;
 29     }
 30 
 31     char** sublist = GDALGetMetadata((GDALDatasetH) fileDataset,"SUBDATASETS");//获得数据的字符串，可以打印出来看看自己需要的数据在那
 32 
 33     int iCount = CSLCount(sublist);
 34     if(iCount <= 0){
 35         qDebug() << "该文件没有子数据" << endl;
 36         GDALClose((GDALDriverH)fileDataset);
 37     }
 38 
 39     //存储数据集信息
 40     for(int i = 0; sublist[i] != NULL;i++)
 41     {
 42 
 43         qDebug() << sublist[i] << endl;
 44 
 45         if(i%2 != 0)
 46         {
 47             continue;
 48         }
 49 
 50         //三个数据集：uwnd vwnd wspd 只读取前两个数据集，第三个数据集是补充数据集
 51 
 52         string tmpstr = sublist[i];
 53         tmpstr = tmpstr.substr(tmpstr.find_first_of("=")+1);
 54         const char *tmpc_str = tmpstr.c_str();
 55 
 56         string tmpdsc = sublist[i+1];
 57         tmpdsc = tmpdsc.substr(tmpdsc.find_first_of("=")+1);
 58 
 59         GDALDataset* hTmpDt = (GDALDataset*)GDALOpen(tmpc_str,GA_ReadOnly);//打开该数据
 60 
 61         if (hTmpDt != NULL)
 62         {
 63             vFileSets.push_back(tmpc_str);
 64         }
 65         if(&pStrDesc != NULL){
 66             pStrDesc.push_back(tmpdsc);
 67         }
 68         GDALClose(hTmpDt);
 69     }
 70 
 71 
 72 //三个数据集分别读取
 73 
 74     qDebug() << "read uwnd ......" << endl;
 75 
 76     QString qtmpdsc1 = QString::fromStdString(pStrDesc[0]);//锁定某一个数据集
 77 
 78     qDebug()<<qtmpdsc1<<endl;
 79 
 80     float *lineData = NULL;
 81     if (qtmpdsc1!=NULL)
 82     {
 83         GDALDataset  *tempDt = (GDALDataset *)GDALOpen(vFileSets[0].data(), GA_ReadOnly);
 84                int BandNum = tempDt->GetRasterCount();
 85 
 86                int panBandmap[1] ={1};
 87                lineData = new float[1 * 200*200];
 88           tempDt->RasterIO(GF_Read,508,112,32,24,lineData,50,50,GDT_Float32,1,panBandmap,0,0,0);
 89 
 90 
 91            for (int iLine = 0; iLine <tempDt->GetRasterYSize(); iLine++)
 92             {
 93                  allSSTPixelNum1.resize(tempDt->GetRasterYSize());
 94             for (int iPixel = 0; iPixel < tempDt->GetRasterXSize(); iPixel++)
 95              {
 96                   allSSTPixelNum1[iLine].resize(tempDt->GetRasterXSize());
 97                   tempDt->RasterIO(GF_Read, 0, iLine, tempDt->GetRasterXSize(), 1,lineData, tempDt->GetRasterXSize(), 1, GDT_Float32, 1, panBandmap,0,0,0);
 98                   allSSTPixelNum1[iLine][iPixel] = lineData[iPixel];
 99                 }
100 
101            }
102            if(lineData)
103              {
104             delete[]lineData;
105             lineData = NULL;
106               }
107 
108            qDebug() << "uwnd read over!" << endl;
109 
110            qDebug() <<"uwnd="<<\'\n\'<<allSSTPixelNum1[200]<<\'\n\'<<endl;
111 
112         }
113 
114     //d读取vwnd数据集
115 
116     QString qtmpdsc2 = QString::fromStdString(pStrDesc[2]);
117 
118     if (qtmpdsc2!=NULL)
119     {
120         GDALDataset  *tempDt = (GDALDataset *)GDALOpen(vFileSets[0].data(), GA_ReadOnly);
121                int BandNum = tempDt->GetRasterCount();
122                qDebug()<<BandNum<<endl;
123                int panBandmap[1] ={1};
124                lineData = new float[1 * 200*200];
125           tempDt->RasterIO(GF_Read,508,112,32,24,lineData,50,50,GDT_Float32,1,panBandmap,0,0,0);
126 
127 
128            for (int iLine = 0; iLine <tempDt->GetRasterYSize(); iLine++)
129             {
130                  allSSTPixelNum2.resize(tempDt->GetRasterYSize());
131             for (int iPixel = 0; iPixel < tempDt->GetRasterXSize(); iPixel++)
132              {
133                   allSSTPixelNum2[iLine].resize(tempDt->GetRasterXSize());
134                   tempDt->RasterIO(GF_Read, 0, iLine, tempDt->GetRasterXSize(), 1,lineData, tempDt->GetRasterXSize(), 1, GDT_Float32, 1, panBandmap,0,0,0);
135                   allSSTPixelNum2[iLine][iPixel] = lineData[iPixel];
136                 }
137 
138            }
139            if(lineData)
140              {
141             delete[]lineData;
142             lineData = NULL;
143               }
144 
145            qDebug() << "vwnd read over!" << endl;
146 
147            qDebug() <<"vwnd="<<\'\n\'<<allSSTPixelNum2[200]<<\'\n\'<<endl;
148 
149         }
150 
151     //读取wspd数据
152 
153     QString qtmpdsc3 = QString::fromStdString(pStrDesc[2]);
154 
155     if (qtmpdsc3!=NULL)
156     {
157         GDALDataset  *tempDt = (GDALDataset *)GDALOpen(vFileSets[0].data(), GA_ReadOnly);
158                int BandNum = tempDt->GetRasterCount();
159                qDebug()<<BandNum<<endl;
160                int panBandmap[1] ={1};
161                lineData = new float[1 * 200*200];
162           tempDt->RasterIO(GF_Read,508,112,32,24,lineData,50,50,GDT_Float32,1,panBandmap,0,0,0);
163 
164 
165            for (int iLine = 0; iLine <tempDt->GetRasterYSize(); iLine++)
166             {
167                  allSSTPixelNum3.resize(tempDt->GetRasterYSize());
168             for (int iPixel = 0; iPixel < tempDt->GetRasterXSize(); iPixel++)
169              {
170                   allSSTPixelNum3[iLine].resize(tempDt->GetRasterXSize());
171                   tempDt->RasterIO(GF_Read, 0, iLine, tempDt->GetRasterXSize(), 1,lineData, tempDt->GetRasterXSize(), 1, GDT_Float32, 1, panBandmap,0,0,0);
172                   allSSTPixelNum3[iLine][iPixel] = lineData[iPixel];
173                 }
174 
175            }
176 
177            if(lineData)
178              {
179             delete[]lineData;
180             lineData = NULL;
181               }
182 
183            qDebug() << "wspd read over!" << endl;
184 
185            qDebug() <<"wspd="<<\'\n\'<<allSSTPixelNum3[200]<<\'\n\'<<endl;
186 
187            GDALClose((GDALDatasetH)tempDt);
188 
189         }
190 
191         GDALClose((GDALDriverH)fileDataset);
192 }

主函数调用：

1 #include <QCoreApplication>
2 #include <ccmpfileread.h>
3 int main(int argc, char *argv[])
4 {
5     QCoreApplication a(argc, argv);
6     ccmpFileRead a1;
7     a1.fileread("E:/odp_workplace/odp_data/testdata/CCMP_Wind_Analysis_198707_V02.0_L3.5_RSS.nc");
8     return a.exec();
9 }

输出结果：

如上图所示数据已经读取并显示成功。