制作nc文件（Matlab）

首先看一個nc文件中包含哪些部分，例如一個標准的 FVCOM 輸入文件 wind.nc：

netcdf wind {
dimensions:
	nele = 36858 ;
	node = 18718 ;
	time = UNLIMITED ; // (151 currently)
variables:
	int iint(time) ;
		iint:long_name = "internal mode iteration number" ;
	float time(time) ;
		time:long_name = "time" ;
		time:units = "days since 0.0" ;
		time:time_zone = "none" ;
	float uwind_speed(time, nele) ;
		uwind_speed:long_name = "Eastward Wind Speed" ;
		uwind_speed:standard_name = "Wind Speed" ;
		uwind_speed:units = "m/s" ;
		uwind_speed:grid = "fvcom_grid" ;
		uwind_speed:type = "data" ;
	float vwind_speed(time, nele) ;
		vwind_speed:long_name = "Northward Wind Speed" ;
		vwind_speed:standard_name = "Wind Speed" ;
		vwind_speed:units = "m/s" ;
		vwind_speed:grid = "fvcom_grid" ;
		vwind_speed:type = "data" ;

// global attributes:
		:title = "wind.nc" ;
		:institution = "School for Marine Science and Technology" ;
		:source = "fvcom grid (unstructured) surface forcing" ;
		:history = "FILE CREATED: Sun Jul 31 13:48:52 2011" ;
		:references = "http://fvcom.smast.umassd.edu,http://codfish.smast.umassd.edu" ;
		:Conventions = "CF-1.0" ;
		:CoordinateSystem = "Cartesian" ;
		:CoordinateProjection = "none" ;
}

nc 文件主要內容

可以看出 nc 文件包含兩個主要部分：

1. dimensions：各個變量維度大小
2. variables：變量

dimensions

在上面文件中包含三個維度：nele，node，time。其中 nele，node 兩個是固定長度的，而 time 則是 UNLIMITED，代表其為任意長度。

variables

在 variables 下，每個變量形式為

float uwind_speed(time, nele)

括號包含了變量的維度，每個維度變量指定了該變量某個維度的長度。

在 netcdf 定義中數組是按行排列，因此循環是由右至左。而在matlab中，數組則是按列排列，因此儲存的數組會將各個維度順序交換，即 uwind_speed(nele, time)。

生成nc文件方法

使用 matlab 的 netcdf 工具箱生成文件時需要按照以下順序：

1. 定義文件內維度與變量，包括

• 定義維度
• 定義變量

2. 儲存變量

以生成一個如上的wind.nc文件為例

定義維度

首先定義文件中維度：nele， node， time。
注意 time 長度是不固定的。

%% creat new netcdf file

ncid = netcdf.create('wind.nc','CLOBBER');

% definition 
ele_dim = netcdf.defDim(ncid,'nele', eleNum);
node_dim = netcdf.defDim(ncid,'node', nodeNum);
time_dim = netcdf.defDim(ncid,'time', netcdf.getConstant('NC_UNLIMITED'));

定義維度之后便可根據維度定義變量。
注意，由於 time 維度是不定長度的，因此其必須作為變量最后一個維度（元素循環由左向右）

iint_var_id = netcdf.defVar(ncid,'init','int', time_dim);
time_var_id = netcdf.defVar(ncid,'time','float', time_dim);
u_var_id = netcdf.defVar(ncid,'uwind_speed','double',[ele_dim, time_dim]);
v_var_id = netcdf.defVar(ncid,'vwind_speed','double',[ele_dim, time_dim]);

% end definition
netcdf.endDef(ncid);
netcdf.close(ncid);

定義完變量之后便可向nc文件中儲存數據了。
在這里需要注意的是，由於matlab 調用 c 語言的 NetCDF函數庫，因此在其函數中數組下標是由0開始。（詳見 help netcdf）

% write data
ncid = netcdf.open('wind.nc', 'WRITE');
netcdf.putVar(ncid, time_var_id, 0, nstep, 1, time(1:nstep));

如上述代碼中，0 為起始序號，nstep 為數據總數， 1 為儲存數據間隔，time 即使儲存在matlab中變量名。

采用相同方法將 uwind_speed 與 vwind_speed 循環儲存在文件內。

for itime = 1:nstep
    ...
    
    netcdf.putVar(ncid, u_var_id, [0, itime-1], [eleNum, 1], u_interp);
    
    ...
    netcdf.putVar(ncid, v_var_id, [0, itime-1], [eleNum, 1], v_interp);
    
    fprintf('Processing: %f \n', itime/nstep);
end% for

在這里，uwind_speed 與 vwind_speed 是多維數組，因此指定其起始位置也要采用一個向量 [0, itime-1]（0 代表 nele 維度起始序號；'itime-1' 則代表 time 維度起始序號）。[eleNum, 1] 為這次要儲存的數據占個維度個數，明顯我們要儲存一整個時間步的數據，所以長度分別為單元個數與時間步數 1。最后 u_interp 與 v_interp 則是變量名。

結語

最終，我們來檢查下生成的nc文件，使用 matlab 版本為 R2014b，NetCDF 版本號為4.1.3。

Source:
           /Users/mac/Documents/MATLAB/temp/forZhangNa/FVCOM_wind/wind.nc
Format:
           classic
Dimensions:
           nele = 21284
           node = 10951
           time = 3     (UNLIMITED)
Variables:
    init       
           Size:       3x1
           Dimensions: time
           Datatype:   int32
    time       
           Size:       3x1
           Dimensions: time
           Datatype:   single
    uwind_speed
           Size:       21284x3
           Dimensions: nele,time
           Datatype:   double
    vwind_speed
           Size:       21284x3
           Dimensions: nele,time
           Datatype:   double