imported>A1000: /* Weblinks */

2025-12-03T14:13:03Z

Weblinks

Neue Seite

{{Infobox Dateiformat
| Name = Network Common Data Form
| Icon =
| Logo =
| Screenshot =
| Beschreibung =
| Dateiendung = .nc, .cdf
| MIME = application/netcdf application/x-netcdf
| MIME-Anm =
| MagischeZahl = CDF\x01
| MagischeZahlNotation = [[ASCII-C-Notation]]
| MagischeZahlHex =
| Entwickler = UCAR
| Veröffentlicht =
| LetzteVersion =
| LetzteVersionDatum =
| Art =
| Container für = wissenschaftliche Daten
| Enthalten in =
| Erweitert von = [[Common Data Format|CDF]]
| Erweitert zu =
| Standard =
| Website = [https://www.unidata.ucar.edu/software/netcdf/ unidata.ucar.edu/software/netcdf/]
}}
'''Network Common Data Format''' (netCDF) ist ein [[Dateiformat]] für den Austausch wissenschaftlicher Daten. Es handelt sich um ein [[Binärdatei|binäres Dateiformat]], das durch die Angabe der [[Byte-Reihenfolge]] im [[Header]] maschinenunabhängig ist. NetCDF ist ein [[offener Standard]]; das Projekt wird von der [[University Corporation for Atmospheric Research]] (UCAR) betreut.

NetCDF basiert zwar auf dem ähnlich klingenden [[Common Data Format]] (CDF) der [[NASA]], hat sich jedoch von diesem fortentwickelt und ist nicht mehr kompatibel. Aktuell ist die netCDF-Version 4 (netCDF4). Version 4 baut auf [[Hierarchical Data Format]] Version 5 (HDF5) auf und beinhaltet dadurch HDF5 Features wie [[Deflate]] (Komprimierung). Version 3 war noch unabhängig von Hierarchical Data Format. Die netCDF4-Bibliothek erlaubt es weiterhin mit Dateien im klassischen netCDF (netCDF Version 3) zu arbeiten.

Verwendung findet netCDF vor allem in der Erdsystemmodellierung (z. B. in der [[Numerische Wettervorhersage|numerischen Wettervorhersage]] oder der [[Klimatologie]])<ref>{{Internetquelle |url=https://www.unidata.ucar.edu/software/netcdf/examples/files.html |titel=Example netCDF files (Beispiel netCDF Dateien) |hrsg=unidata |zugriff=2020-04-09}}</ref><ref>{{Internetquelle |url=https://desktop.arcgis.com/de/arcmap/10.3/manage-data/netcdf/what-is-netcdf-data.htm |titel=Was sind netCDF-Daten? |hrsg=esri |zugriff=2020-04-09}}</ref><ref>{{Internetquelle |url=https://www.dwd.de/DE/leistungen/fernerkund_globalstrahlung_sis/fernerkund_globalstrahlung_sis.html |titel=Globalstrahlung (Leistungen des DWD) |hrsg=DWD |zugriff=2020-04-09}}</ref> und kann in [[Geoinformationssystem]]en genutzt werden.

== Formatbeschreibung ==
Das Dateiformat ist selbstbeschreibend – es gibt einen [[Header]], in dem neben [[Metadaten]] (in Form von [[Geordnetes Paar|geordneten Paaren]] aus [[Schlüssel (Informatik)|Schlüsseln]] und [[Attribut (Relationale Algebra)|Attributen]]) auch die Struktur des Datenbereichs beschrieben ist. Die Daten selbst sind als (ein- oder mehrdimensionale) [[Feld (Datentyp)|Arrays]] abgelegt, was einen schnellen Zugriff ermöglicht.<ref>{{Literatur |Autor=R. Rew, G. Davis |Titel=NetCDF: an interface for scientific data access |Sammelwerk=IEEE Computer Graphics and Applications |Band=10 |Nummer=4 |Verlag= |Datum=1990 |Seiten=76–82 |ISSN=1558-1756 |DOI=10.1109/38.56302}}</ref>

Die [[Programmierschnittstelle]] (API, für engl. ''{{lang|en|application programming interface}}'') der Version 3 unterscheidet sich deutlich vom API der Version 2, das jedoch zur Rückwärtskompatibilität vollständig enthalten ist. Die aktuelle Version 4 des netCDF-APIs verwendet als Basis das [[HDF5]]-Format, jedoch ist diese API auch rückwärtskompatibel zu den alten Datenformaten. Damit werden für netCDF-Programme bei Verwendung des neuen Formats neue Funktionen möglich, beispielsweise größere Dateien und eine unbegrenzte Anzahl an Datendimensionen. Somit soll die Leistungsfähigkeit des HDF5-Formats mit der einfachen Benutzung des netCDF-APIs kombiniert werden.

== Software ==
Von der UCAR gibt es eine [[Programmbibliothek]], die Lese- und Schreibzugriff auf netCDF-Dateien bietet. Diese Bibliothek ist in [[C (Programmiersprache)|C]]<ref>{{Internetquelle |url=https://github.com/Unidata/netcdf-c |titel=Unidata NetCDF at GitHub |hrsg=Unidata |zugriff=2020-04-09}}</ref> geschrieben, es gibt jedoch [[Schnittstelle]]n zu [[C++]]<ref>{{Internetquelle |url=https://github.com/Unidata/netcdf-cxx4 |titel=netCDF-4 C++ library at GitHub |hrsg=Unidata |zugriff=2020-04-09}}</ref>, [[Fortran]]<ref>{{Internetquelle |url=https://github.com/Unidata/netcdf-fortran |titel=Unidata NetCDF Fortran Library at GitHub |hrsg=Unidata |zugriff=2020-04-09}}</ref>, [[GNU R|R]]<ref>{{Internetquelle |url=https://CRAN.R-project.org/package=ncdf4 |titel=ncdf4: Interface to Unidata netCDF (Version 4 or Earlier) Format Data Files |hrsg=David Pierce |zugriff=2020-04-09}}</ref><ref>{{Internetquelle |url=https://CRAN.R-project.org/package=RNetCDF |titel=RNetCDF: Interface to 'NetCDF' Datasets |hrsg=Milton Woods and Pavel Michna |zugriff=2020-04-09}}</ref>, [[Perl (Programmiersprache)|Perl]], [[Python (Programmiersprache)|Python]]<ref>{{Internetquelle |url=https://github.com/Unidata/netcdf4-python |titel=netCDF4 Python module at GitHub |hrsg=Unidata |zugriff=2020-04-09}}</ref>, [[Ruby (Programmiersprache)|Ruby]], [[Matlab]], [[Interactive Data Language|IDL]] und [[GNU Octave|Octave]]. Zudem gibt es von UCAR noch eine Implementierung in [[Java (Programmiersprache)|Java]]<ref>{{Internetquelle |url=https://github.com/Unidata/netcdf-java |titel=netCDF-java |hrsg=unidata |zugriff=2020-04-09}}</ref>.

Folgende Programme zur Arbeit mit netCDF Dateien sind verfügbar:

* nur Visualisierung:
** NcBrowse: Ein netCDF-Dateibetrachter mit Unterstützung für Grafik, Animationen und 3D-Visualisierung. Es ist lauffähig unter [[Linux]], [[macOS]] und [[Microsoft Windows]].
** NcView: Ein einfacher netCDF-Dateibetrachter; bietet Animationen, Veränderung der Farbpalette, Betrachtung verschiedener Dimensionen der Datensätze etc. Es ist lauffähig unter [[Linux]] und [[macOS]].
** Panoply: In Java geschriebener netCDF-Dateibetrachter, entwickelt vom [[Goddard Institute for Space Studies]] mit Schwerpunkt auf die Darstellung von Geodaten und Unterstützung von Kartenprojektionen. Es ist lauffähig unter [[Linux]], [[macOS]] und [[Microsoft Windows]].
* nur Verarbeitung:
** [[Climate Data Operators]] (cdo): Ein Kommandozeilenprogramm mit vielfältigen ''Operatoren'' zur Verarbeitung von Daten im netCDF und [[GRIB]] Format.
** NetCDF Operators (NCO): Eine Sammlung von Programmen zur Analyse und Bearbeitung von netCDF-Dateien.
** [[OpenChrom]] kann Chromatogramme im [[Analytical Data Interchange Format]] importieren und schreiben.<ref>{{Literatur |Autor=Philip Wenig, Juergen Odermatt |Titel=OpenChrom: a cross-platform open source software for the mass spectrometric analysis of chromatographic data |Sammelwerk=BMC Bioinformatics |Band=11 |Nummer=1 |Datum=2010-07-30 |Seiten=405 |ISSN=1471-2105 |DOI=10.1186/1471-2105-11-405 |PMID=20673335}}</ref>
* [[Skriptsprache]]n zur Verarbeitung und Visualisierung:
** Ferret Data Visualization and Analysis: Visualisierungsprogramm für [[Ozeanograph]]en und [[Meteorologe]]n, mit einer [[Mathematica]]-ähnlichen interaktiven Schnittstelle und Auswahlmöglichkeit für beliebig geformte Ausschnitte.
** NCAR Command Language (NCL): Eine Sprache zur wissenschaftlichen Verarbeitung und Visualisierung von Daten in den Formaten netCDF, [[Hierarchical Data Format|HDF]], [[GRIB]], [[Shapefile|shape]] und [[American Standard Code for Information Interchange|ASCII]].
* [[Python (Programmiersprache)|Python]]-Module:
** netcdf4-python: offizielles [[Python (Programmiersprache)|Python]]-Interface zur netCDF-C-Bibliothek von Unidata
** PyNIO: [[Python (Programmiersprache)|Python]]-Modul zum Zugriff auf unterschiedliche Dateiformate wie beispielsweise netCDF, [[Hierarchical Data Format|HDF]] und [[GRIB]]
** xarray: [[Python (Programmiersprache)|Python]]-Modul basierend auf [[NumPy]] und [[pandas (Software)|pandas]]

== Parallel netCDF ==
Für den Einsatz auf [[Parallelrechner]]n wurde ''Parallel netCDF'' vom [[Argonne National Laboratory]] und der [[Northwestern University]] entwickelt. Dieses basiert auf MPI-I/O, der I/O-Erweiterung von [[Message Passing Interface|MPI]].<ref>{{Literatur |Autor=Jianwei Li, Wei-keng Liao, A. Choudhary, R. Ross, R. Thakur, W. Gropp, R. Latham, A. Siegel, B. Gallagher, M. Zingale |Titel=Parallel netCDF: A High-Performance Scientific I/O Interface |Verlag= |Ort= |Datum=2003 |Seiten=39–39 |DOI=10.1109/SC.2003.10053}}</ref>

== Weblinks ==
* [https://www.unidata.ucar.edu/software/netcdf/ NetCDF Homepage]
* [https://pdfs.semanticscholar.org/b885/290a77a5fbde3fe5d633c842b9b1c05c0250.pdf ''An Introduction to Distributed Visualization'']; in Abschnitt 4.2 werden CDF, HDF und netCDF verglichen.
* [https://nco.sourceforge.net/ NetCDF Operator Homepage]
* [https://docs.xarray.dev/en/stable/ xarray Homepage] working with labelled multi-dimensional arrays in Python
* {{Webarchiv | url=www.unidata.ucar.edu/content/software/netcdf/netcdf-4/index.html | wayback=20080520114046| text=NetCDF 4}}

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Datenformat]]

NetCDF - Versionsgeschichte

imported>A1000: /* Weblinks */