GRIB API学习笔记05——GRIB APIs 第一部分
参见3A1-grib_api_1.pdf
1.1. 介绍
首先考虑是否真的需要写程序？
GRIB命令行工具是否能完成任务
在气象模式和某些后处理中需要编解码GRIB数据
写程序比试着获取工具或脚本更有效率
1.2. GRIB API库
使用ANSI C 99编写，只需要jasper库用与jpeg2000的编解码（windroc注：openjpeg也可以），编译时使用—disable-jpeg将不使用jpeg库。
1.3. Fortran 90接口
参看第二章
1.4. 从GRIBEX迁移到GRIB API
略过
1.5. C接口
1.5.1. 特点
头文件 #include “grib_api.h”
export GRIB_API_VERSION=1.9.16
编译：
IBM：
xlc myprogram.c $GRIB_API_INCLUDE $GRIB_API_LIB –lm
Linux：
[gcc|pgcc] myprogram.c $GRIB_API_INCLUDE $GRIB_API_LIB –lm
主要不同点：
C接口更精确，例如指定类型的函数，如grib_get_double()
没有一些辅助函数，如grib_open_file()
1.5.2. 错误检查
GRIB_CHECK为GRIB API函数的内置错误检查。
[cpp]GRIB_CHECK(grib_get_long(h,”Ni”,&Ni),0);[/cpp]
或者将错误码作为函数参数：
[cpp]
h = grib_handle_new_from_file(0,in,&err);
GRIB_CHECK(err,0);
[/cpp]
也可以手动检查状态：
[cpp]
err = grib_get_long(h,”Ni”,&Ni);
if (err != 0) {
printf(“Error: %s \n unable to get long variable\n”,grib_get_error_message(err));
exit(1); }
[/cpp]
1.5.3. 加载/释放GRIB消息
grib_handle *h;
提供访问解析过的grib数值的结构体
grib_handle* grib_handle_new_from_file(grib_context *c, FILE *fp, int *error)
从文件创建句柄
需要在之前打开文件
fp=fopen(filename,”r”)
在程序结束时释放文件指针
fclose(fp)
grib_context *c 通常被设为0
grib_handle * grib_handle_new_from_…
samples (grib_context *c, const char *res_name)
来自样本文件
message (grib_context *c, void *data, size_t length)
来自内存
grib_handle_delete(h);
释放句柄
1.5.4. 解码
*int grib_get_double(grib_handle *h, const char *key, double value)
获取key的双精度值。如果多个key有相同的名字，返回最后一个。长整形long也有类似的函数。
int grib_get_string(grib_handle *h, const char *key, char *message, size_t *length)
返回一个key的字符串string值，如果多个key有相同的名字，返回最后一个。字符串保存在预先申请的长度为length的内存空间中。
字节类型byte也有类似的函数。
int grib_get_double_array(grib_handle *h, const char *key, double *values, size_t *length)
返回key的双精度数组
使用int grib_get_size(grib_handle *h, const char *key, size_t *length) 区获取某个key中编码的数据的个数（长度）。
长整形数组（long array）也有类似的函数。
int grib_nearest_find(grib_nearest * nearest, grib_handle * h, double inlat, double inlon, unsigned long flags, double * outlats, double * outlons, double * values, double * distances, int * indexes, size_t * len)
寻找给定经纬度点的4个最近邻点和他们的距离。
flags应该被设为0或者是以下值：
GRIB_NEAREST_SAME_POINT
GRIB_NEAREST_SAME_GRID
outlats, outlons, values, distances和indexes需要事先申请空间，并且d len应该设为4
1.6. Python接口
1.6.1. 特点
使用import gribapi加载
我在Fedora 19中安装grib api库，python接口安装到
/usr/local/lib64/python2.7/site-packages/grib_api
但python只搜索
/usr/lib/python2.7/site-packages
找不到gribapi模块。需要将第一个目录加到python搜索目录中。可以使用.pth文件，在/usr/lib/python2.7/site-packages中添加grib_api.pth文件，内容为grib api的python接口位置：
/usr/local/lib64/python2.7/site-packages/grib_api
就可以找到gribapi模块了。
下面给出的代码前省略模块gribapi，实际使用需要加上，或者使用
from gribapi import *
导入相关函数
低层，函数式
提供大部分C函数的对应函数
使用NumPy模块操控数据
1.6.2. 加载/释放GRIB消息
gid = grib_new_from_file(file, headers_only=False)
返回文件中GRIB消息的句柄
要求输入文件为python文件对象
目前不推荐使用headers_only选项
gid = grib_new_from_samples(samplename)
返回示例目录下的消息句柄
gid = grib_new_from_message(message)
返回内存中消息的句柄
grib_release(gid)
释放句柄
1.6.3. 解码
value = grib_get(gid, key, type=None)
按原始格式返回gid所指向的消息中key的值。
或者，使用type关键字选择返回值的格式（int,str或float）
values = grib_get_array**(gid, key, type=None)**
返回数组key的内容，格式为NumPy的ndarray或python数组，类型type只可以为int或float
values = grib_get_values(gid)
返回数值的一维数组
values = grib_get_elements(gid, key, indexes)
获取指定key的特定元素列表？
Retrieve the elements of the key array for the indexes specified in the input.
出错时，抛出异常GribInternalError（封装C API的错误）
1.6.4. 实用工具
[outlat, outlon, value, distance, index] = grib_find_nearest(gid, inlat, inlon, is_lsm=False, npoints=1)
寻找指定经纬度最近的点
npoints=4时，返回4个最近的点。
iter_id = grib_iterator_new(gid,mode)
[lat,lon,value] = grib_iterator_next(iterid)
grib_iterator_delete****(iter_id)
1.7. 参考
GRIB-1, GRIB-2:
<//www.wmo.int/pages/prog/www/WMOCodes.html>
GRIB API:
https://software.ecmwf.int/wiki/display/GRIB/GRIB+API/
GRIB API Fortran, C or Python interfaces:
f90: https://software.ecmwf.int/wiki/display/GRIB/Fortran+package+grib_api
C: https://software.ecmwf.int/wiki/display/GRIB/Module+Index
Python: https://software.ecmwf.int/wiki/display/GRIB/Python+package+gribapi
GRIB API examples:
https://software.ecmwf.int/wiki/display/GRIB/Grib+API+examples
GRIBEX – GRIB API conversion
https://software.ecmwf.int/wiki/display/GRIB/GRIBEX+keys
