ГРИБ

GRIB ( GRIdded Binary или General Regular Distributed Information in Binary form ^[1] ) — это краткий формат данных, обычно используемый в метеорологии для хранения исторических и прогнозируемых данных о погоде. Он стандартизирован Комиссией по основным системам Всемирной метеорологической организации и известен под номером GRIB FM 92-IX, описанный в Руководстве ВМО по кодам № 306. В настоящее время существует три версии GRIB. Версия 0 в ограниченной степени использовалась такими проектами, как TOGA, и больше не используется. Первое издание (текущая подверсия - 2) используется во всем мире большинством метеорологических центров для вывода численных прогнозов погоды (ЧПП). Было представлено новое поколение, известное как второе издание GRIB, и данные постепенно переходят на этот формат. Некоторые из GRIB второго поколения используются для производных продуктов, распространяемых в Eumetcast из Meteosat второго поколения . Другим примером является модель NAM (Североамериканская мезомасштабная модель).

Формат

Файлы GRIB представляют собой набор автономных записей двумерных данных, причем отдельные записи представляют собой значимые данные без ссылок на другие записи или на общую схему. Таким образом, коллекции записей GRIB можно добавлять друг к другу или разделять записи.

Каждая запись GRIB состоит из двух компонентов — части, описывающей запись (заголовок), и самих двоичных данных. Данные в GRIB-1 обычно преобразуются в целые числа с использованием масштаба и смещения, а затем упаковываются в бит. GRIB-2 также имеет возможность сжатия.

История ГРИБ

GRIB заменил формат аэронавигационных данных (ADF).

Комиссия по основным системам (CBS) Всемирной метеорологической организации (ВМО) собралась в 1985 году для создания формата GRIB (GRIdded Binary). Рабочая группа по управлению данными (WGDM) в феврале 1994 г. после серьезных изменений утвердила первую версию формата GRIB. Формат GRIB Edition 2 был утвержден в 2003 году в Женеве.

Проблемы с ГРИБ

Источник: ^[2]

В GRIB нет возможности описать набор записей GRIB.

Каждая запись независима, без возможности ссылаться на предполагаемую схему автора GRIB.
Не существует надежного способа объединения записей в многомерные массивы, из которых они были получены.
Использование внешних таблиц для описания значения данных.
Нет авторитетного места, где центры могли бы публиковать свои местные таблицы.
Непоследовательные и неправильные методы управления версиями локальных таблиц.
Нет машиночитаемых версий таблиц ВМО (теперь доступно для GRIB-2, но не для GRIB-1).

Заголовок GRIB 1

Заголовок GRIB 1 состоит из двух частей: одна обязательная (раздел определения продукта — PDS) и одна необязательная (раздел описания сетки — GDS). PDS описывает, кто создал данные (исследовательский/операционный центр), задействованную числовую модель/процесс (может быть NWP или GCM ), данные, которые фактически хранятся (например, ветер , температура , концентрация озона и т. д.), единицы измерения. данные (метры, давление и т. д.), вертикальная система данных (постоянная высота, постоянное давление, постоянная потенциальная температура ) и отметка времени.

Если необходимо описание пространственной организации данных, необходимо также включить GDS. Эта информация включает в себя спектральные данные (гармоники дивергенции и завихренности ) и данные с координатной сеткой (гауссовая сетка, сетка XY), горизонтальное разрешение и местоположение начала координат .

Программное обеспечение

Приложения

Был написан ряд пакетов прикладного программного обеспечения, использующих файлы GRIB. Они варьируются от утилит командной строки до пакетов графической визуализации .

ATMOGRAPH ModelVis Коммерческое программное обеспечение для визуализации данных числовых моделей погоды, способное декодировать и отображать форматы данных GRIB 1 и GRIB 2.
ArcGIS — ведущее на рынке программное обеспечение ГИС.
Экспедиция – Экспедиция – это приложение для парусной навигации и погоды. Показ Гриба и загрузка из многих источников бесплатны.
[1] cfGrib — это современный инструмент анализа Grib для Python, основанный на ecCodes от ECMWF.
WGRIB Программа на основе командной строки для управления, инвентаризации и декодирования файлов GRIB1.
GrADS , бесплатное настольное приложение на основе командной строки, которое напрямую обрабатывает файлы GRIB1 и GRIB2 ^[3]
Бесплатный пакет декодирования Picogrib GRIB 1 на языке C (вызываемый FORTRAN), в некоторой степени совместимый с процедурой ECMWF GRIBEX.
Бесплатное программное обеспечение NCEP кодирует (библиотека C и FORTRAN) для декодирования и кодирования данных в формате GRIB 1.
Бесплатное программное обеспечение NCEP кодирует (библиотека C и FORTRAN) для декодирования и кодирования данных в формате GRIB 2 (только некоторые шаблоны)
JGrib — Jgrib — бесплатная библиотека для чтения файлов GRIB на Java.
Meteosatlib — Meteosatlib — это бесплатная программная библиотека C++ и набор инструментов для преобразования спутниковых изображений в различные форматы; он может читать и записывать данные GRIB, а его библиотеку кодирования/декодирования GRIB можно использовать автономно.
Mathematica , общее математическое, статистическое и презентационное приложение, напрямую обрабатывает файлы GRIB и может отображать их с помощью множества проекций.
Командный язык NCAR можно использовать для чтения, анализа и визуализации данных GRIB, а также для преобразования их в другие форматы данных с координатной сеткой.
PyNIO — это модуль языка программирования Python , который обеспечивает доступ для чтения и/или записи к различным форматам данных с использованием интерфейса, смоделированного на netCDF.
degrib (AKA NDFD GRIB2 Decoder) — программа чтения файлов GRIB 1 и GRIB 2.
wgrib2 — программа чтения файлов GRIB 2.
API GRIB. Архивировано 4 октября 2017 г. на Wayback Machine. Это API , разработанный в ECMWF для декодирования и кодирования данных GRIB редакций 1 и 2. Примечание. Этот пакет теперь заменен на ecCodes, который является расширенным набором API GRIB. Также включен полезный набор инструментов командной строки. Архивировано 27 августа 2017 г. на Wayback Machine . ECMWF также предлагает пакет построения графиков Magics Archived 16 октября 2019 г. на Wayback Machine и рабочую станцию/пакетную систему Metview для обработки/визуализации файлов GRIB.
QGIS — QGIS — это графическое программное обеспечение с открытым исходным кодом, которое может визуализировать файлы GRIB.
Ugrib – Ugrib – это бесплатная графическая программа просмотра GRIB, предназначенная для чтения файлов GRIB 1. Веб-сайт GRIB.US также призван обеспечить обучение разумному и безопасному использованию данных GRIB для прогнозирования погоды. Ссылка не работает по состоянию на 20 мая 2017 года.
SmartMet — SmartMet — это инструмент Windows, который считывает, записывает и визуализирует данные GRIB.
Xconv/Convsh — Xconv — это графический инструмент для отображения и преобразования данных с координатной сеткой, доступный для большинства операционных систем. Convsh — это эквивалент командной строки.
Общая модель данных NetCDF-Java — это библиотека Java, которая может читать файлы GRIB 1 и GRIB 2.
zyGrib — графическое программное обеспечение для Linux, Mac OS X и Windows (GPL3, Qt) для загрузки и отображения файлов GRIB 1 и GRIB 2 (начиная с версии 8.0).
XyGrib начинался как форк zyGirb 8.0.1. Это также мультиплатформенное программное обеспечение.
GDAL — популярная библиотека с открытым исходным кодом для чтения и записи геопространственных данных.
Приложение PredictWind Offshore Многоплатформенное приложение, предназначенное для судов, направляющихся в море, которым необходимо загружать прогнозные данные GRIB по спутниковому или SSB-соединению.
LuckGrib — приложение, доступное для macOS , iOS и iPadOS , предназначенное для моряков и других любителей погоды. LuckGrib обеспечивает легкий доступ ко многим погодным моделям GRIB. Кроме того, предоставляется несколько моделей океанских течений и волн. Данные можно загрузить через Интернет, через спутник или по электронной почте.
PyGrib Модуль расширения языка Python, который позволяет читать и записывать форматы GRIB 1 и GRIB 2.
PolarView Навигационное приложение, включающее программу просмотра GRIB, поддерживающее как GRIB 1, так и GRIB 2. PolarView включает в себя службу загрузки GRIB для данных GFS (ветер/атмосферное давление), NWW3 (высота/направление волны) и RTOFS (атлантические течения) из NOAA. Доступно для Linux, Mac и Windows.
Картплоттер с открытым исходным кодом OpenCPN/морской навигатор. Для ежедневных круизов или предварительного планирования маршрута. (ПРИМЕЧАНИЕ: поддержка GRIB доступна начиная с бета-версии 1.3.5)
CDO (Операторы климатических данных) — это инструмент анализа геонаучных данных с поддержкой GRIB.
IDV — это метеорологически ориентированное и независимое от платформы приложение для визуализации и анализа файлов GRIB1, GRIB2 и NetCDF.
SoftwareOnBoard Приложение морской навигации для Windows, которое включает наложения GRIB на карту.
GribAE Бесплатный интерфейс Windows для WGRIB.
qtVlm - бесплатное программное обеспечение для Linux, Windows, Mac, Android, raspberryPi и iOS с интерфейсом с GPS и функциями маршрутизации (+ интерфейс с виртуальной парусной игрой VLM)
PyNDFD — модуль Python с открытым исходным кодом для получения данных прогнозов в реальном времени от Национальной метеорологической службы США. Данные в формате GRIB кэшируются и анализируются, что дает разработчику доступ к десяткам актуальных переменных прогноза погоды. Данные доступны на ближайшие 7 дней по любой координате в пределах США.
Weather4D Это приложение обрабатывает файлы GRIB (доступно около 35 моделей погоды/волн/течений) для создания прогнозов погоды, которые можно анимировать в формате 3D HD. Версия «Маршрутизация» также предоставляет возможности маршрутизации по погоде на основе выбранных моделей и полярных данных, а также управление местоположением. Версия «Маршрутизация и навигация» добавляет функции навигации, такие как интерфейс NMEA, AIS, морские карты, приборные панели, запись пути.
glgrib Это приложение отображает поля GRIB2 с помощью OpenGL. Растр, контур, вектор, цветная полоса, масштаб карты, береговые линии, границы. Широта/долгота, Ламберта, сетка Гаусса. Поля можно просматривать в интерактивном режиме (перемещать, масштабировать и т.п.). Поля с высоким разрешением (2,5 км и 1,25 км по всему миру) отображались с помощью glgrib.

Мобильные приложения

iOS

Несколько приложений iOS поддерживают формат GRIB, в том числе:

iGrib (в настоящее время несуществующий)
КарманГриб
ПогодаТрек
Погода4D
Приложение PredictWind Offshore
УдачаГриб
qtVlm
мазу

Андроид

Несколько приложений Android поддерживают формат GRIB, в том числе:

КарманГриб
qtVlm
ПарусГриб
Погода4D
Приложение PredictWind Offshore

Смотрите также

Внешние ссылки

Руководство ВМО по кодам № 306
Таблицы взяты из Наставления по кодам, том I.2.
ГРИБ, издание 1
ГРИБ, издание 2 (01/2003)
GRIB Edition 2 (только в двоичном формате, октябрь 2003 г.)
Данные GRIB Министерства окружающей среды Канады
Служебная записка NCEP 388, GRIB1
Что такое GRIB API?
Что такое эккоды(?)
О пригодности BUFR и GRIB для архивирования данных