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  • 基于GDAL库，读取.nc文件（以海洋表温数据为例）C++版

    　　对于做海洋数据处理的同学，会经常遇到nc格式的文件，nc文件的格式全称是NetCDF，具体的详细解释请查询官网【https://www.unidata.ucar.edu/software/netcdf/docs/index.html】，一般从全球大洋数据库里面下载的温盐、风场及云量等数据，基本上是nc文件格式，每一个文件里面包含多个数据集，例如最简单的海面表温数据（Sea surface temperature data），数据范围是全球，空间分辨率为0.25 *0.25(~25km)，时间分辨率为3 hour，所以一天的观测数据里面包含着两个子数据集（subDataset），一是海洋表温数据集，另一个是遗失数据说明信息数据集，在第一个子数据集（海洋表温数据集）内，又会包含分层数据，也就是每隔3个小时时间分辨率下的表温数据。

    　　基于前期查询李民录老师的《GDAL源码剖析与开发指南》一书才了解到，GDAL库本身是支持上述文件的读取的，故编译GDAL库（2.3.2版本），编译器采用MSVC2017版本，开发平台采用QT 5.11.2版本，由于QT本身不具有MSVC编译器配套的调试器，所以去微软官网下载了相应的调试器（winsdksetup.exe，安装的时候只选择安装Debugging Tools for Windows即可）；经过查找GDAL官网的资料，GDAL库如若进行nc文件的读取和创建，必须还要单独下载NetCDF库文件，安装好后，配置环境变量即可，编译GDAL库时，设定好opt文件，开始编译，编译成功后即可通过下述参考博客1（Qt配置GDAL）方法，配置GDAL库。

    　　配置完成以后，即可进行文件的读取工作，话不多说，献上代码

    读取-头文件

     1 #ifndef NCFILEREAD_H
 2 #define NCFILEREAD_H
 3 
 4 
 5 class ncFileRead
 6 {
 7 public:
 8     void ncFileRead::fileRead(const char *ncFileName);
 9 };
10 
11 #endif // NCFILEREAD_H

    读取-源文件

      1 #include "ncfileread.h"
  2 
  3 #include <gdal_priv.h>
  4 #include <vector>
  5 #include <QVector>
  6 #include <string>
  7 #include <QString>
  8 #include <QStringList>
  9 #include <QDebug>
 10 
 11 using namespace std;
 12 
 13 void ncFileRead::fileRead(const char *ncFileName)
 14 {
 15     vector <string>         vFileSets;
 16     vector <string>         pStrDesc;
 17     vector<vector<float>>   allSSTPixelNum;
 18 
 19     GDALAllRegister();
 20     CPLSetConfigOption("GDAL_FILENAME_IS_UTF8","NO");//中文路径
 21     GDALDataset* fileDataset = (GDALDataset*) GDALOpen(ncFileName,GA_ReadOnly);//打开HDF数据集
 22     if (fileDataset == NULL)
 23     {
 24         return;
 25     }
 26 
 27     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
 28 
 29     int iCount = CSLCount(sublist);
 30     if(iCount <= 0){
 31         qDebug() << "该文件没有子数据" << endl;
 32         GDALClose((GDALDriverH)fileDataset);
 33     }
 34 
 35     //存储数据集信息
 36     for(int i = 0; sublist[i] != NULL;i++){
 37 
 38         qDebug() << sublist[i] << endl;
 39 
 40         if(i%2 != 0){
 41             continue;
 42         }
 43 
 44         /**
 45          * 01、海洋表温度数据集 float32
 46          * 02、数据丢失补充信息 int8
 47          * */
 48         string tmpstr = sublist[i];
 49         tmpstr = tmpstr.substr(tmpstr.find_first_of("=")+1);
 50         const char *tmpc_str = tmpstr.c_str();
 51 
 52         string tmpdsc = sublist[i+1];
 53         tmpdsc = tmpdsc.substr(tmpdsc.find_first_of("=")+1);
 54 
 55         GDALDataset* hTmpDt = (GDALDataset*)GDALOpen(tmpc_str,GA_ReadOnly);//打开该数据
 56 
 57         if (hTmpDt != NULL)
 58         {
 59             vFileSets.push_back(tmpc_str);
 60         }
 61         if(&pStrDesc != NULL){
 62             pStrDesc.push_back(tmpdsc);
 63         }
 64         GDALClose(hTmpDt);
 65     }
 66 
 67 
 68     //数据处理
 69 
 70     qDebug() << "read RasterBand(1) ......" << endl;
 71 
 72     //读取第一个波段
 73 
 74     QString qtmpdsc = QString::fromStdString(pStrDesc[0]);
 75     QStringList qtmpdsclist = qtmpdsc.split(" ");
 76     QString dataset_name = qtmpdsclist[1];
 77 
 78     float *lineData = NULL;
 79     if (dataset_name == "sea_surface_temperature")
 80     {
 81         GDALDataset  *tempDt = (GDALDataset *)GDALOpen(vFileSets[0].data(), GA_ReadOnly);
 82         int BandNum = tempDt->GetRasterCount();
 83 
 84         GDALRasterBand * poBand = tempDt->GetRasterBand(1);
 85         lineData = new float[1 * poBand->GetXSize()];
 86         for (int iLine = 0; iLine < poBand->GetYSize(); iLine++)
 87         {
 88             allSSTPixelNum.resize(poBand->GetYSize());
 89             for (int iPixel = 0; iPixel < poBand->GetXSize(); iPixel++)
 90             {
 91                 allSSTPixelNum[iLine].resize(poBand->GetXSize());
 92                 poBand->RasterIO(GF_Read, 0, iLine, poBand->GetXSize(), 1,lineData, poBand->GetXSize(), 1, GDT_Float32, 0, 0);
 93                 allSSTPixelNum[iLine][iPixel] = lineData[iPixel];
 94              }
 95         }
 96         if (lineData)
 97         {
 98             delete[]lineData;
 99             lineData = NULL;
100         }
101         GDALClose((GDALDatasetH)tempDt);
102     }
103 
104 
105     qDebug() << "read complete!" << endl;
106 
107     GDALClose((GDALDriverH)fileDataset);
108 
109 }

    主函数调用

     1 #include <QCoreApplication>
 2 
 3 #include "ncfileread.h"
 4 #include <QWidget>
 5 
 6 int main(int argc, char *argv[])
 7 {
 8     QCoreApplication a(argc, argv);
 9 
10     ncFileRead nfr;
11     nfr.fileRead("F:/Data File/test/SEAFLUX-OSB-CDR_V02R00_SST_D20060101_C20160824.nc");
12 
13     return a.exec();
14 }

     文件读取结果

    　　至此，nc文件的读取工作已经完成，数据读取上来以后，即可进行进一步的数据处理工作。

    致谢

    　　感谢李民录老师的指导，以及其他不知姓名的的博主，再次感谢你们对于技术的分享！

      

    参考博客

    1、Qt配置GDAL【https://blog.csdn.net/u010670734/article/details/53106786?locationNum=13&fps=1】

    2、使用GDAL读取necdf数据【https://blog.csdn.net/bluels01/article/details/8091260】

    3、使用GDAL获取HDF等数据集中的图像【https://blog.csdn.net/liminlu0314/article/details/8478339】
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