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什么是GRIB？

Gerneral

Regularly-distributed

Information in

Binary form

GRIB是由世界气象组织 (World Meteorological Organization，WMO)的基本系统委员会（Commission for Basic Systems, CBS）在1985年定义的二进制文件格式，用于大量格点数据的交换。广泛应用于编码由数值天气预报模式(Numerical Weather Prediction models)生成的数据。

GRIB 最初是 GRIdded Binary 的缩写，后来被扩展为 General Regularly-distributed Information in Binary form。

{{<figure src=”asset/earth_to_grid.png” title=”地球二维网格” width=”800px”

}}

GRIB文件长什么样？

GRIB 格式是面向二进制的数据交换格式，无法直接阅读，需要使用软件进行解码和编码。

下图是使用16进制编辑器打开 GRIB 文件的示例，除了最开始4个字节外，其余部分都无法解析成文本。后面将会看到前4个字节对应的 ASCII 编码内容 GRIB 正是 GRIB 文件的标志。

GRIB 介绍 - 图1

WMO 二进制编码

WMO 提供对 GRIB 编码标准的完整描述文件 Manual on Codes。

这是 WMO 二进制编码 GRIB 的唯一官方文档，可以从 WMO 的官网上获取。

http://www.wmo.int/pages/prog/www/WMOCodes.html

每三年发布完整的说明文档。

每年两次发布作为新版本的代码表格，代码表格是说明文档的一部分。

最新版本的表格请访问 WMO 网站

http://www.wmo.int/pages/prog/www/WMOCodes/WMO306_vI2/LatestVERSION/LatestVERSION.html

GRIB 版本1和2

GRIB 是机器无关的。目前可以使用两个不同版本的 GRIB 编码标准（版本1和版本2）。两个版本的编码规则相似，但他们的实现方式完全不同。

GRIB 介绍 - 图2

GRIB结构

GRIB 是一种基于表格的存储格式，下面简单介绍 GRIB 的文件结构，详情请查阅相关资料。

GRIB 文件由一个或多个 GRIB 消息构成。

GRIB消息包含由八位字节序列组成的连续比特流。

每个消息可以编码为 GRIB 1或 GRIB 2 格式。单个文件可以混合保存两个版本的 GRIB 消息。

每个消息包含多个部分（sections）构成。但不同版本的 Section 含义不一样。

数据描述符是自定义的，相关信息保存在 GRIB 的表格和模板中。

GRIB 介绍 - 图3

下面是 GRIB 1 消息的示例。第8个字节 editionNumber 的值为 1。

{{< highlight text >}} * FILE: data_2010-07-26_18.grib

============== MESSAGE 1 ( length=4284072 ) ==============

1-4 identifier = GRIB 5-7 totalLength = 4284072 8 editionNumber = 1 ====================== SECTION_1 ( length=52, padding=0 ) ====================== 1-3 section1Length = 52 4 table2Version = 128 5 centre = 98 [European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (common/c-1.table) ] 6 generatingProcessIdentifier = 136 7 gridDefinition = 255 8 section1Flags = 128 [10000000] 9 indicatorOfParameter = 165 [10 metre U wind component (m s**-1) (grib1/2.98.128.table) ] 10 indicatorOfTypeOfLevel = 1 [Surface (of the Earth, which includes sea surface) (grib1/local/ecmf/3.table , grib1/3.table) ] 11-12 level = 0 13 yearOfCentury = 10 14 month = 4 15 day = 30 16 hour = 18 17 minute = 0 18 unitOfTimeRange = 1 [Hour (grib1/4.table) ] {{< /highlight >}}

下面是 GRIB 2 消息的示例。第8个字节 editionNumber 的值为 2。对比两个版本的 GRIB 消息，可以看到不同版本的消息结构不一样。

{{< highlight text >}} * FILE: gfs.t00z.pgrb2.1p00.f138

============== MESSAGE 1 ( length=3801 ) ==============

1-4 identifier = GRIB 5-6 reserved = 0 7 discipline = 0 [Meteorological products (grib2/tables/2/0.0.table) ] 8 editionNumber = 2 9-16 totalLength = 3801 ====================== SECTION_1 ( length=21, padding=0 ) ====================== 1-4 section1Length = 21 5 numberOfSection = 1 6-7 centre = 7 [US National Weather Service - NCEP (WMC) (common/c-11.table) ] 8-9 subCentre = 0 10 tablesVersion = 2 [Version implemented on 4 November 2003 (grib2/tables/1.0.table) ] 11 localTablesVersion = 1 [Unknown code table entry () ] 12 significanceOfReferenceTime = 1 [Start of forecast (grib2/tables/2/1.2.table) ] 13-14 year = 2020 15 month = 1 16 day = 11 17 hour = 0 18 minute = 0 {{< /highlight >}}

GRIB 1与GRIB 2的主要区别

GRIB 1 和 GRIB 2 的结构不同，他们都由 section 构成，但代表不同的含义。

在 GRIB 2 中，多个变量使用更高的精度定义。

GRIB 1 的经纬度使用 mili-degrees
GRIB 2 的经纬度使用 micaro-degrees

GRIB 2 的经度值必须在0到360度之间。

两个版本的变量编码也不一样。GRIB 2 中数据的信息（变量、时间、统计值、网格等）基于模板（template）和表格（table）描述，更加灵活，但同时也更加复杂。