NetCDF

درک NetCDF

Netcdf (فرم داده های مشترک شبکه) هم یک کتابخانه نرم افزاری و هم یک پایگاه داده است که برای تسهیل ایجاد ، دسترسی و به اشتراک گذاری داده های علمی جدول گرا طراحی شده است. این برنامه توسط مرکز برنامه Unidata با تمرکز ویژه بر بهبود قابلیت استفاده و قابلیت همکاری داده ها در علوم جوی و مرتبط توسعه داده شد.

NetCDF به عنوان یک فرمت فایل تخصصی عمل می کند که عمدتا برای ذخیره داده های جغرافیایی فضایی از جمله داده های جوی و اقیانوس شناسی استفاده می شود. از یک فرمت خود توصیف کننده استفاده می کند که متا داده ها را در کنار داده ها جاسازی می کند و اطلاعات مهمی مانند واحدها ، مختصات فضایی و زمانی و نام های متغیر را ارائه می دهد. این قابلیت امکان استفاده از فایل های NetCDF را در بسته های نرم افزاری مختلف از جمله کتابخانه نرم افزار NetCDF و بسته نرم افزاری محبوب ArcGIS فراهم می کند.

NetCDF با تقسیم یک منطقه جغرافیایی به یک شبکه از سلول ها ، شبیه به فرمت شبکه باینری ArcInfo کار می کند. هر سلول یک منطقه کوچک از سطح زمین را نشان می دهد و حاوی یک مقدار است که یک ویژگی خاص مانند دما یا بارش را نشان می دهد. این مقادیر در قالب باینری ذخیره می شوند که امکان ذخیره سازی و پردازش کارآمد مجموعه داده های فضایی در مقیاس بزرگ را فراهم می کند.

متا داده بخشی جدایی ناپذیر از NetCDF است که اطلاعات مربوط به ابعاد ، متغیرها و ویژگی ها را ارائه می دهد. این متا داده ها تفسیر و استفاده از داده ها را در بسته های نرم افزاری مختلف تسهیل می کند و به اشتراک گذاری و همکاری موثر داده ها در جامعه جغرافیایی فضایی را ترویج می دهد.

Netcdf که توسط مرکز برنامه Unidata که تحت شرکت دانشگاه تحقیقات جوی (UCAR) فعالیت می کند ، برای بهبود قابلیت استفاده و قابلیت همکاری داده ها ، برای تحقیقات علمی و تجزیه و تحلیل در علوم جوی و مرتبط ایجاد شده است.

مزایای NetCDF

• خود توصیف: داده ها در فایل های NetCDF با متا داده های جاسازی شده همراه است ، که تفسیر و استفاده از آن را در بسته های نرم افزاری مختلف آسان می کند.
• ذخیره سازی کارآمد: فرمت باینری مورد استفاده NetCDF امکان ذخیره سازی و پردازش کارآمد مجموعه داده های بزرگ را فراهم می کند ، بنابراین عملیات ذخیره سازی و بازیابی را بهینه می کند.
• پشتیبانی از انواع داده های متعدد: به طور انعطاف پذیر انواع مختلفی از داده های جغرافیایی را در یک فایل ذخیره کنید.
• پردازش سریع: برای نظارت و تجزیه و تحلیل در زمان واقعی بهینه شده است.
• نتایج دقیق: برای تجزیه و تحلیل و مدل سازی جغرافیایی در کاربردهایی مانند پیش بینی آب و هوا و مدل سازی آب و هوا مورد اعتماد است.

محدودیت های NetCDF

• محدودیت اندازه متغیر: NetCDF حداکثر محدودیت اندازه 4 گیگابایت در هر رکورد برای متغیرها را اعمال می کند. اگر شما نیاز به ذخیره متغیرهای بزرگتر از این محدودیت دارید ، ممکن است لازم باشد فرمت های فایل جایگزین را در نظر بگیرید یا داده ها را به قطعات کوچکتر تقسیم کنید.
• دسترسی مداوم به داده ها: دسترسی کارآمد به داده ها در فایل های NetCDF نیاز به خواندن و نوشتن مداوم داده ها دارد. دسترسی به زیر مجموعه های خاص داده ها ممکن است شامل خواندن کل متغیر باشد که ممکن است برای مجموعه داده های بزرگ کارآمد نباشد.
• گزینه های فشرده سازی محدود: NetCDF پشتیبانی کامل از تکنیک های فشرده سازی پیشرفته را ارائه نمی دهد. در عوض ، بسته بندی مقیاس/افست را فراهم می کند ، یک روش اساسی برای فشرده سازی داده ها با استفاده از عوامل مقیاس و افست.

نمونه هایی از استفاده از NetCDF

• علوم جوی: NetCDF برای پیش بینی آب و هوا ، مدل سازی آب و هوا و تجزیه و تحلیل داده های جوی استفاده می شود.
• اقیانوس شناسی: NetCDF از کاربردهای اقیانوس شناسی مانند مدل سازی گردش اقیانوس و نقشه برداری دمای سطح دریا پشتیبانی می کند.
• علوم زیست محیطی: NetCDF برای تجزیه و تحلیل داده های زیست محیطی ، از جمله بررسی های هیدرولوژی و تحقیقات زیست محیطی استفاده می شود.
• تجزیه و تحلیل جغرافیایی فضایی: NetCDF در وظایف تجزیه و تحلیل جغرافیایی فضایی ، از جمله سنجش از راه دور و تجزیه و تحلیل داده های GIS استفاده می شود.
• تحقیقات آب و هوایی: NetCDF برای ذخیره و تجزیه و تحلیل خروجی مدل های آب و هوایی و داده های مشاهده ای ضروری است.
• مدل سازی سیستم زمین: NetCDF برای شبیه سازی تعاملات پیچیده بین جو زمین ، اقیانوس ها ، سطح زمین و یخ استفاده می شود.

به طور خلاصه ، NetCDF ابزاری ارزشمند برای ذخیره و پردازش داده های جغرافیایی در صنایع مختلف است. این سیستم ذخیره سازی کارآمد ، انواع داده های انعطاف پذیر و قابلیت پردازش سریع برای مجموعه داده های بزرگ را ارائه می دهد. NetCDF استفاده گسترده ای در علوم جوی ، اقیانوس شناسی و علوم زیست محیطی برای تجزیه و تحلیل دقیق و مدل سازی پیدا می کند. گنجاندن متا داده های جاسازی شده امکان تفسیر و به اشتراک گذاری آسان داده ها را فراهم می کند ، در حالی که سازگاری آن با بسته های نرم افزاری محبوب ادغام در جریان های کاری موجود را ساده می کند. با این حال ، مهم است که محدودیت های NetCDF را در نظر بگیریم ، به ویژه در مدیریت مجموعه داده های بسیار بزرگ که در آن فرمت های جایگزین ممکن است مناسب تر باشند. با وجود محدودیت های آن ، NetCDF همچنان یک فرمت متنوع و گسترده برای تجزیه و تحلیل و مدل سازی داده های جغرافیایی فضایی است.