cdo如何更改坐标系

Question

cdo如何更改坐标系

Answer 1

在使用 CDO（Climate Data Operators）处理气象/气候数据时，“更改坐标系”常常可以理解为“将原数据插值或映射到新的网格（含不同坐标定义）”或“更改数据本身所携带的坐标元数据”。下面从这两种常见需求出发，介绍可能的思路与操作方法。

一、如果只是更新/修正网格或坐标元数据

有时我们手头的 NetCDF 文件里网格定义或坐标参数并不完整或有误，需要“强制”设置正确的网格信息，而无需做插值运算。此时可以用：

其中 newgridfile 是一个文本格式的网格描述文件，里面声明了新的坐标或网格定义（例如分辨率、起始点等）。
需要注意：这样做并不会真正改变数据的分辨率或投影，只是替换/补充元数据。

典型的网格描述文件（示例：规则的经纬网格）通常如下：

text
gridtype  = latlon
xsize     = 360
ysize     = 180
xfirst    = -179.5
xinc      = 1.0
yfirst    = -89.5
yinc      = 1.0

再执行：

cdo setgrid,mygrid.txt input.nc output.nc

即可为 input.nc 设置/替换为 mygrid.txt 中定义的网格信息。

CDO 提供了多种插值方法（bilinear、conservative、distance-weighted、nearest neighbor 等），常见的命令有：

其使用模式类似：

cdo remapbil,<目标网格描述文件>  原数据.nc   输出数据.nc

或

cdo remapbil,<目标网格描述文件>  原数据.nc   -sellonlatbox,...   | ...

（也可搭配其他选项做区域裁剪等）

假设我们想将数据插值到一个 1°×1° 的规则经纬网格，文件 target_grid.txt 内容示例如下：

text
gridtype  = latlon
xsize     = 360
ysize     = 181
xfirst    = -179.5
xinc      = 1.0
yfirst    = -90
yinc      = 1.0

则可执行：

cdo remapbil,target_grid.txt  indata.nc   outdata.nc

CDO 会根据原网格与目标网格之间的对应关系，自动做双线性插值，生成与 target_grid.txt 匹配的新文件 outdata.nc。

如果原文件和目标文件的投影或网格差别很大（比如从规则经纬度网格转换到极投影、兰伯特投影等），则需要保证 target_grid.txt 中声明的是真正想要的投影/坐标系。
如果要在 CDO 中处理更为复杂的投影（例如 Lambert、Polar stereographic 等），需要在 target_grid.txt 中用 gridtype = projection 等写明投影参数（如中央经纬度、标准纬度、false_easting 等），并在 CDO 支持的范围内进行插值。具体可参考 CDO 官方文档关于自定义网格描述。
不同插值方法有不同的适用场景：
- remapbil（双线性）对平滑连续的场效果好；
- remapcon（保守插值）适合流量类、通量类数据；
- remapnn（最近邻）适合分类、掩码类（如陆地/海洋分类）数据；
- remapdis（距离权重）有时在稀疏观测插值等情况适用。

只想改元数据，不想改变数据值
- 用 setgrid 命令，指定一个网格描述文件，写入或更正坐标信息。
想对数据进行网格变换或插值
- 准备目标网格描述文件；
- 使用如 cdo remapbil,target_grid.txt input.nc output.nc 的命令完成插值到新坐标/新网格。

若需要更高级的投影转换、复杂插值算法，或非常规坐标系（例如 sigma 层、混合层等），可进一步查看 CDO 文档或结合其他工具（如 NCO、CF-Convention 工具、GIS 投影工具等）。但以上是 CDO 在“更改坐标系”（无论是插值还是更改网格定义元数据）时最常见的思路和命令。