Соглашения о климате и метаданных прогнозов - Climate and Forecast Metadata Conventions

Климат и прогноз (CF) метаданные соглашения - это соглашения для описания Науки о Земле данные, предназначенные для содействия обработке и обмену Дата файлы. Метаданные, определенные в соглашениях CF, обычно включаются в тот же файл, что и данные, что делает файл «самоописывающим». Соглашения дают исчерпывающее описание того, какие значения данных находятся в каждом netCDF представляют переменную, а также пространственные и временные свойства данных, включая информацию о сетках, такую ​​как границы ячеек сетки и методы усреднения ячеек. Это позволяет пользователям файлов из разных источников решать, какие переменные сопоставимы, и является основой для создания программных приложений с мощными извлечение данных, переназначение сетки, анализ данных, и визуализация данных возможности.

История и эволюция

Конвенции CF были введены в 2003 году после нескольких лет разработки в результате сотрудничества, в котором участвовали сотрудники американских и европейских климатических и погодных лабораторий.[1] Соглашения содержали обобщения и расширения к более ранним соглашениям Службы данных совместных исследований океана / атмосферы (COARDS). [2] и соглашения Грегори / Драх / Тетт (GDT).[3] По мере того, как масштабы соглашений CF росли вместе с их пользовательской базой, сообщество CF приняло открытое управление модель.[4] В декабре 2008 года трио стандартов netCDF + CF +OPeNDAP, был принят IOOS в качестве рекомендуемого стандарта (номер 08-012) для представления и передачи данных с координатной привязкой. Соглашения CF рассматриваются НАСА Standards Process Group (SPG) и другие в качестве более широко применимых стандартов.[5][6]

Приложения и база пользователей

Конвенции CF были приняты широким спектром национальных и международных программ и мероприятий в области наук о Земле.[7] Например, они требовались для климатическая модель выходные данные, собранные для Проекты взаимного сравнения связанных моделей, которые широко используются для межправительственная комиссия по изменению климата отчеты об оценке.[8]Они продвигаются как важный элемент координации научного сообщества. Всемирная программа исследования климата.[9][10] Они также используются в качестве технической основы для ряда программных пакетов и систем данных, включая программу записи результатов климатической модели (CMOR), которая представляет собой программное обеспечение для постобработки данных климатической модели, и Сетка системы Земли, который распространяет климатические и другие данные.[11][12][13] Условные обозначения CF также использовались для описания физических полей, передаваемых между отдельными моделями системы Земли. программные компоненты, например, компоненты атмосферы и океана, как показано в модели.[14]

Поддерживаемые типы данных

CF предназначен для использования с оценка состояния и прогнозирование данные в атмосфере, океане и других физических областях. Он был разработан в первую очередь для работы с такими типами данных с координатной сеткой, как численный прогноз погоды результаты модели и климатология данные, в которых биннинг данных используется для наложения регулярной структуры.[13][15] Однако соглашения CF также применимы ко многим классам данные наблюдений и были приняты рядом групп для таких приложений.

Поддерживаемые форматы данных

CF возник как стандарт для данных, записанных на netCDF, но его структура является общей и адаптирована для использования с другими форматами данных. Например, используя соглашения CF с Иерархический формат данных данные были исследованы.[16]

Принципы дизайна

Несколько принципов руководят разработкой соглашений CF:

  • Данные должны быть самоописательными, без внешних таблиц, необходимых для интерпретации.
  • Соглашения следует разрабатывать только по мере необходимости, а не предвидеть возможные потребности.
  • Соглашения не должны быть обременительными в использовании ни для авторов данных, ни для чтения данных.
  • Метаданные должны быть доступны для чтения людям, а также программам.
  • Следует избегать избыточности, чтобы предотвратить несогласованность при записи данных.

Конкретные дескрипторы метаданных CF используют значения атрибутов для представления

  • Источник данных: заглавие, учреждение, контакт, источник (например, модель), история (контрольный журнал операций), Рекомендации, комментарий
  • Описание сопутствующей деятельности: проект, эксперимент
  • Описание данных: единицы, стандартное_имя, длинное_имя, вспомогательные_переменные, missing_value, допустимый_ диапазон, flag_values, flag_meanings
  • Описание координат: координаты, границы, grid_mapping (с formula_terms); время указано с reference_time («время с T0») и календарь атрибуты.
  • Значение ячеек сетки: cell_methods, cell_measures, климатологическая статистика.

Центральным элементом соглашений CF является таблица стандартных имен CF. Таблица стандартных имен CF однозначно связывает стандартное имя с каждым геофизическим параметром в наборе данных, где каждое имя обеспечивает точное описание представляемых физических величин. Обратите внимание, что это строковое значение стандартное_имя атрибут, а не имя параметра. Таблица стандартных имен CF определяет более 1000 физических величин, каждая с точным описанием и связанными канонические единицы. Рекомендации по построению стандартных имен CF задокументированы на веб-сайте соглашений.

В качестве примера информации, предоставленной стандартными названиями CF, запись для атмосферного давления на уровне моря включает:

  • стандартное название: air_pressure_at_sea_level
  • описание: sea_level означает среднее уровень моря, что близко к геоид в морских районах. Давление воздуха на уровне моря - это количество, которое часто сокращается как MSLP или PMSL.
  • канонические единицы: Па

Программного обеспечения

Рекомендации

  1. ^ Грегори, Джонатан (2003). «Стандарт метаданных CF» (PDF).
  2. ^ «Соглашения по стандартизации файлов NetCDF». Май 1995. Архивировано из оригинал на 2010-05-27. Получено 2010-06-23.
  3. ^ «Соглашения GDT netCDF для климатических данных, версия 1.3». 14 марта 1999 г. Архивировано с оригинал 10 июня 2010 г.. Получено 23 июня, 2010.
  4. ^ Лоуренс, Б. (2003). «Поддержание и продвижение стандарта CF на данные сообщества специалистов по науке о Земле». Архивировано из оригинал на 2010-05-27.
  5. ^ Рью, Русь (2010). «Соглашения о метаданных CF» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2014-04-04.
  6. ^ Доменико, Бен (2009). «Расширение Web Coverage Service (WCS) 1.1 для кодирования CF-netCDF 3.0» (PDF).
  7. ^ Проекты и группы, принимающие или поддерживающие конвенции CF в качестве стандарта В архиве 23 августа 2010 г. Wayback Machine
  8. ^ «Отчет 12-й сессии Рабочей группы ЗАО / КЛИВАР по связному моделированию (WGCM)» (PDF). 2009.
  9. ^ Кинтер, Джеймс Л. III (2005). «Вопросы данных для моделирования погоды и климата ВПИК» (PDF).
  10. ^ Тейлор, Карл (2005). «Вопросы, связанные с распространением результатов климатических моделей» (PDF).
  11. ^ Дутрио, Шарль (2010). «Редактор выходных данных климатической модели» (PDF).[постоянная мертвая ссылка ]
  12. ^ Драч, Боб (2002). «Стандарты метаданных для привязанных к сетке климатических данных в сетке системы Земля». Архивировано из оригинал на 2004-09-12.
  13. ^ а б «NetCDF в ArcGIS 9.2». 2006. Архивировано с оригинал на 2010-06-14. Получено 2010-06-23.
  14. ^ Данлэп, Р. Л. Марк, С. Ругабер, В. Баладжи, Дж. Частанг, Л. Чинквини, К. ДеЛука, Д. Миддлтон и С. Мерфи (2008). «Куратор системы Земля: инфраструктура метаданных для моделирования климата». Информатика наук о Земле. 1 (3–4): 131–149. Дои:10.1007 / s12145-008-0016-1.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  15. ^ В. Баладжи (2008). «Стандарты метаданных для привязанных к сетке климатических данных в сетке системы Земля» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 28 мая 2010 г.
  16. ^ Ян, М .; Р. Дюрр; К. Ли (2009). «Исследование использования пакетов архивной информации HDF5 (AIP) для хранения данных NASA ECS». 25-я конференция по международным интерактивным системам информации и обработки (IIPS) для метеорологии, океанографии и гидрологии, 89-е заседание Американского метеорологического общества.

внешняя ссылка