数据转换 | 如何将nc文件转为mat文件

前言

在科学计算领域，数据交换和存储是研究流程中的重要环节。不同的研究领域和软件工具倾向于使用特定的数据格式。NetCDF（Network Common Data Form）是一种广泛用于存储多维科学数据的文件格式，而MAT文件是MATLAB的二进制文件格式，用于存储变量数据。在某些情况下，可能需要将NetCDF文件转换为MAT文件，以便在MATLAB环境中进行进一步处理或分析。Python提供了强大的库支持，如xarray和scipy.io.savemat，使得这种转换变得简单且高效

代码结构

加载nc文件：使用xarray库中的open_dataset函数打开nc文件，这会返回一个Dataset对象，其中包含了文件中的所有变量和相关元数据。 选择变量：从Dataset中选择你感兴趣的变量，xarray.Dataset对象允许像字典一样访问其变量。 提取数据：使用.values属性将选定的DataArray转换为NumPy数组，这是scipy.io.savemat所要求的格式。保存为mat文件：使用scipy.io.savemat函数将NumPy数组保存到MAT文件中。你需要指定输出文件名和要保存的变量字典。

使用scipy.io.savemat保存NumPy数组

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import numpy as np
from scipy.io import savemat,loadmat

# 创建一个简单的NumPy数组
data = np.random.rand(5, 5)

# 使用scipy.io.savemat保存数组
savemat('output.mat', {'my_array': data})

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da = loadmat('/home/mw/project/output.mat')
da

使用xarray读取NC文件并保存为MAT文件

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import xarray as xr
import numpy as np
from scipy.io import savemat

nc_file = '/home/mw/input/wrfout3385/wrfout_d02_2022-07-14_0700.nc'

# 使用xarray打开NetCDF文件
ds = xr.open_dataset(nc_file)

# 选择你想要的变量
data_var = ds['RAINC']

# 将xarray DataArray转换为NumPy数组
data_array = data_var.values

# 使用scipy.io.savemat保存数组
savemat('output_from_nc.mat', {var_name: data_array})

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da1 = loadmat('/home/mw/project/output_from_nc.mat')
da1

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{'__header__': b'MATLAB 5.0 MAT-file Platform: posix, Created on: Wed Jul 31 07:41:55 2024',
 '__version__': '1.0',
 '__globals__': [],
 'temperature': array([[[ 0.3239059 ,  0.23899448,  0.31528196, ...,  0.        ,
           0.        ,  0.        ],
         [ 0.25596693,  0.2293098 ,  0.17612517, ...,  0.        ,
           0.        ,  0.        ],
         [ 0.08416922,  0.08861437,  0.1211336 , ...,  0.        ,
           0.        ,  0.        ],
         ...,
         [ 0.2883392 ,  0.        ,  0.        , ..., 20.15487   ,
          19.894201  , 18.48763   ],
         [ 0.788093  ,  0.24242167,  0.2442246 , ..., 21.529457  ,
          19.631742  , 16.035654  ],
         [ 2.596657  ,  1.792613  ,  1.8172275 , ..., 15.12486   ,
          13.774797  , 13.101636  ]]], dtype=float32)}

小结

通过上述步骤，我们可以轻松地将nc文件中的数据转换并保存为MATLAB可读的mat文件格式。这对于在不同编程环境之间共享数据特别有用，尤其是当目标分析工具是MATLAB时。xarray和scipy提供的强大功能简化了这一转换过程，提高了数据处理的效率和灵活性。

数据转换存储变量数据数组

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