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Matlab et NetCDF (1)

Publié le lundi 22 novembre 2004.

NetCDF est une bibliothèque permettant de manipuler et diffuser des données scientifiques avec un format auto-descriptif. La boite à outils NetCDF pour Matlab permet de manipuler simplement et efficacement des fichiers de données au format NetCDF à l’aide des opérateurs Matlab. Écrite à l’origine par Charles R. Denham, cette boite à outils n’est plus maintenue par John Evans, qui a repris le développement du site et propose sa propre boite à outils SNCTOOLS . Depuis la version R2008b, Matlab offre une gestion native des fichiers NetCDF avec des fonctions proches de la bibliothèques C et Fortran. Se reporter à l’article suivant pour l’installation et l’utilisation de SNCTOOLS.

Dernière mise à jour : 16/12/2008

Principe

2 composants doivent être installés :

MEXNC incluant la librairie NetCDF et les mex-files permettant de l’utiliser sous Matlab
la boite à outil Matlab NetCDF

Le site de la toolbox Matlab NetCDF est hébergé sous Sourceforge et la librairie porte le nom de Mexnc.

Son installation sous Windows ou Linux ne pose pas de problème particulier si l’on suit les instructions décrites sur la page de téléchargement.

Installation de MEXNC

Pour l’installation de MEXNC, récupérer l’archive des binaires correspondant à votre version de Matlab depuis le lien de téléchargement sous http://mexcdf.sourceforge.net/downloads/

Lire les fichiers README et INSTALL.

Sous Windows :

Décompresser l’archive et copier les fichiers du répertoire mexnc sous $MATLABROOT\toolbox\shared.

Copier la librairie mexnc\win32\netcdf.dll dans le répertoire $MATLABROOT\bin ou $MATLABROOT\bin\win32. Ces 2 derniers répertoires doivent se trouver dans le path windows, ce qui est le cas lorsque Matlab est correctement installé.

Rajouter dans le path Matlab, avec pathtool par exemple, le répertoire $MATLABROOT\toolbox\shared\mexnc.

A partir des version R2007, il faut renommer la dll correspondant à l’architecture de votre machine.

ex :

sous R2007b : copier le fichier sous mexnc/mexnc.mexw32 en mexnc/mexnc.dll si vous avez une machine sous Windows 32 bits.
sous R2008a : copier le fichier sous mexnc/private/vanilla_mexnc.mexw32 en mexnc/mexnc.dll

Tester le bon fonctionnement en exécutant la commande mexnc afin de vérifier que l’appel des fonctions de la bibliothèque NetCDF se fait bien au travers du mexfile mexnc. On doit obtenir ce qui suit sans message d’erreur.

>> help mexnc
mexcdf -- Driver for Matlab-5/NetCDF C-Language interface.
MEXCDF53:  wrapper routine to call mexnc.
MEXCDF60:  wrapper routine to call mexnc.
MEXNC MATLAB gateway to NetCDF interface.
NC_64BIT_OFFSET_MODE:  returns integer mnemonic for NC_64BIT_OFFSET
NC_BYTE:  returns constant corresponding to NC_BYTE enumerated constant in netcdf.h
NC_CHAR:  returns constant corresponding to NC_CHAR enumerated constant in netcdf.h
NC_CLOBBER_MODE:  returns integer mnemonic for NC_CLOBBER
NC_DOUBLE:  returns constant corresponding to NC_DOUBLE
NC_FILL_MODE:  returns integer mnemonic for NC_FILL
NC_FLOAT:  returns constant corresponding to NC_FLOAT enumerated constant in netcdf.h
NC_GLOBAL:  returns enumerated constant NC_GLOBAL in netcdf.h
NC_HDF5_MODE:  returns integer mnemonic for NC_HDF5 mode.
NC_INT:  returns constant corresponding to NC_INT enumerated constant in netcdf.h
NC_LOCK_MODE:  returns integer mnemonic for NC_LOCK
NC_NOCLOBBER_MODE:  returns integer mnemonic for NC_NOCLOBBER
NC_NOFILL_MODE:  returns integer mnemonic for NC_NOFILL
NC_NOWRITE_MODE:  returns integer mnemonic for NC_NOWRITE
NC_SHARE_MODE:  returns integer mnemonic for NC_SHARE
NC_SHORT:  returns constant corresponding to NC_SHORT enumerated constant in netcdf.h
NC_WRITE_MODE:  returns integer mnemonic for NC_WRITE
 Build Single-Threaded and Multi-Threaded 
...

Sous Linux :

Récupérer et installer les sources de la librairie NetCDF depuis le site d’Unidata http://www.unidata.ucar.edu/software/netcdf/ ou installer les binaires à l’aide de votre gestionnaire de paquets si ces derniers sont disponibles pour votre distribution.

Comme sous Windows, décompresser l’archive de MEXNC correspondant à votre version de Matlab et copier les fichiers du répertoire mexnc sous $MATLABROOT\toolbox\shared.

Modifier votre variable d’environnement MATLABPATH dans votre fichier .bash_profile ou .profile en rajoutant par exemple la ligne suivante :

export MATLABPATH = $MATLABPATH:

$MATLABROOT/toolbox/shared/mexnc:

Je n’ai pas encore testé la version R2008a sous Linux, mais il y a de grande chance qu’il faille réaliser la même manipulation que sous Windows pour que la librairie mexnc soit accessible depuis Matlab.
A suivre, ...

Tester en exécutant la commande :

> help mexnc

Installation de la toolbox NetCDF

Aller au bas de la page de téléchargement http://mexcdf.sourceforge.net/downloads/ et récupérer la toolbox NetCDF (le wrapper Matlab au dessus de la librairie NetCDF).

Décompresser et copier les fichiers sous :

 

$MATLABROOT\toolbox\shared\netcdf:

$MATLABROOT\toolbox\shared\netcdf\ncutility:

$MATLABROOT\toolbox\shared\nctype

et rajouter ces chemins dans votre path Matlab.

Sous Linux, adapter les noms de chemins :

 

$MATLABROOT/toolbox/shared/netcdf:

$MATLABROOT/toolbox/shared/netcdf/ncutility:

$MATLABROOT/toolbox/shared/nctype

Tester également la commande suivante :

>> tnetcdf

Il est conseillé d’éditer les scripts suivants afin d’apprendre à manipuler les fichiers NetCDF :

>> edit tnetcdf

>> edit ncdump

>> edit ncload

>> help netcdf

Lecture d’un fichier

Première chose à faire : utiliser ncdump ou ncload sur un fichier de test : test.nc

>> ncdump ('test.nc')
 
%% ncdump('test.nc')   %% Generated 28-Jun-2004 17:26:26
 
nc = netcdf('test.nc', 'noclobber');
if isempty(nc), return, end
 
%% Global attributes:
 
nc.CRUISE = ncchar('PIRATA-FR12');
nc.SHIP = ncchar('ATALANTE');
nc.DATA_ORIGIN = ncchar('IRD');
nc.DATA_TYPE = ncchar('SBE911+');
 
%% Dimensions:
 
nc('PRFL') = 3;
nc('PRES') = 21;
 
%% Variables and attributes:
 
nc{'REFERENCE_DATE_TIME'} = ncfloat('PRFL'); %% 3 elements.
 
nc{'DAYD'} = ncfloat('STATION'); %% 3 elements.
 
nc{'LATX'} = ncfloat('STATION'); %% 3 elements.
 
nc{'LONX'} = ncfloat('STATION'); %% 3 elements.
 
nc{'PRES'} = ncfloat('STATION', 'PRES'); %% 63 elements.
nc{'PRES'}.name = ncchar('PRES');
nc{'PRES'}.long_name = ncchar('SEA PRESSURE sea surface=0');
nc{'PRES'}.FORTRAN_format = ncchar('%6.1lf');
nc{'PRES'}.units = ncchar('decibar=10000 pascals');
 
nc{'TEMP'} = ncfloat('STATION', 'PRES'); %% 63 elements.
nc{'TEMP'}.name = ncchar('TEMP');
nc{'TEMP'}.long_name = ncchar('SEA TEMPERATURE');
nc{'TEMP'}.FORTRAN_format = ncchar('%6.3lf');
nc{'TEMP'}.units = ncchar('Celsius degree');
 
nc{'PSAL'} = ncfloat('STATION', 'PRES'); %% 63 elements.
nc{'PSAL'}.name = ncchar('PSAL');
nc{'PSAL'}.long_name = ncchar('PRACTICAL SALINITY');
nc{'PSAL'}.FORTRAN_format = ncchar('%6.3lf');
nc{'PSAL'}.units = ncchar('P.S.U.');
 
nc{'DENS'} = ncfloat('STATION', 'PRES'); %% 63 elements.
nc{'DENS'}.name = ncchar('DENS');
nc{'DENS'}.long_name = ncchar('DENSITY (Sigma-theta)');
nc{'DENS'}.FORTRAN_format = ncchar('%6.3lf');
nc{'DENS'}.units = ncchar('kg/m3');
 
nc{'SVEL'} = ncfloat('STATION', 'PRES'); %% 63 elements.
nc{'SVEL'}.name = ncchar('SVEL');
nc{'SVEL'}.long_name = ncchar('SOUND VELOCITY');
nc{'SVEL'}.FORTRAN_format = ncchar('%7.2lf');
nc{'SVEL'}.units = ncchar('meter/second');
 
nc{'DOX1'} = ncfloat('STATION', 'PRES'); %% 63 elements.
nc{'DOX1'}.name = ncchar('DOX1');
nc{'DOX1'}.long_name = ncchar('DISSOLVED OXYGEN');
nc{'DOX1'}.FORTRAN_format = ncchar('%5.2lf');
nc{'DOX1'}.units = ncchar('ml/l');
 
endef(nc)
close(nc)

La fonction ncload charge toutes les variables contenues dans le fichier en mémoire. On peut ensuite visualiser les variables dans le "workspace".

Attention tout de même à ne pas charger des fichiers de taille trop importante, au risque de saturer la mémoire du PC sous Matlab.

>> ncload('test.nc')

On peut également ne charger qu’une ou plusieurs variable en mémoire avec la commande ncload :

>> ncload('test.nc', var1, ...)

Quelques commandes utiles pour visualiser le contenu des variables.
Ne pas hésiter à utiliser la commande help netcdf pour une description complète des instructions disponibles.

On trouvera également de la documentation sur la "Toolbox NetCDF" ici.

>> format short e
>> nc = netcdf('test.nc', 'nowrite');  
>> nc{'TEMP'}
 
ans =
 
    NetCDF_Variable: 'TEMP'
            itsType: 'float'
      itsDimensions: 'STATION, PRES'
         itsLengths: [3 21]
     itsOrientation: [1 2]
            itsVars: {}
         itsSrcsubs: {}
         itsDstsubs: {}
        nAttributes: 4
    itIsAutoscaling: 0
     itIsAutoNaNing: 0
       itIsUnsigned: 0
          itIsQuick: 0

>> nc{'LATX'}
 
ans =
 
    NetCDF_Variable: 'LATX'
            itsType: 'float'
      itsDimensions: 'STATION'
         itsLengths: 3
     itsOrientation: 1
            itsVars: {}
         itsSrcsubs: {}
         itsDstsubs: {}
        nAttributes: 0
    itIsAutoscaling: 0
     itIsAutoNaNing: 0
       itIsUnsigned: 0
          itIsQuick: 0

>> nc{'LATX'}(:)

ans =

  2.2000e-003
 -1.6000e-003
  1.0058e+000

>>

Problèmes connus

Sous Linux, la toolbox NetCDF ne fonctionne pas correctement si elle est installée sur un système de fichier monté avec l’attribut "noexec"

Liens utiles

MEXNC et SNCTOOLS
Archive de la page de Charles R. Denham
NetCDF UNIDATA
Attributs conventions
Wikisirta
Conventionsfor the standardization of NetCDF files
OceanSites NetCDF
ncbrowse, A Graphical netCDF File Browser

USGS Scientific Software Home page

> Matlab et NetCDF
11 septembre 2006 , par Didier Leynaud

Bonjour,

Une fois la commande ncdump utilisée, comment afficher sur une carte uniquement les variables souhaitées ?

Merci d’avance,

Cordialement,

Didier
- > Matlab et NetCDF
  12 septembre 2006 , par 67c463f920e2b0fea50308967f2bd025
  
  Désolé mais la question n’est pas assez précise pour y répondre simplement. Utilisez ncload pour charger le(s) variable(s) dans le workspace et les (nombreuses) fonctions Matlab pour visualiser ces dernières.
- > Matlab et NetCDF
  23 novembre 2006 , par zaza
  
  voici la syntaxe :
  fait man ncdump dans un terminal sous linux
  
  exemple :
  taper dans le terminal la commande :
  ncdump -v var1,var2 fichier.nc pour visualiser les variables var1 et var2
  zaza
> Matlab et NetCDF
15 octobre 2005 , par 823417e01870a2db7f4a094c85cd6dd2

Merci bcp pour cette source d’info