按 3D xarray 中的月份编号访问数据

Question

我有给定年份的 1 月、2 月、3 月、4 月、10 月、11 月和 12 月的数据数组 (361x361)。

到目前为止，我一直将它们存储在一年中每个月的单独 netcdf 中（例如 03.nc、10.nc）

我想将所有月份合并为一个 netcdf，以便我可以执行以下操作：

march_data = data.sel(month='03') 

或者data.sel(month=3))

到目前为止，我只能将每月数据堆叠在一个 361x361x7 的数组中，并且它的索引无济于事，因此要获得 3 月的数据，您需要执行 data[:,:,2] 并获得 10 月的数据 [:,:, 4]。 显然，2 和 4 并不直观地对应于三月和十月。 这部分是因为 python 从零开始索引，部分是因为我错过了夏季月份。 我可以将 nan 字段放入缺失的月份，但这并不能解决 index-0 问题。

到目前为止我的尝试：

 data = xarray.Dataset( data_vars={'ice_type':(['x','y','time'],year_array),},
                      coords={'lon':(['x','y'],lon_target),
                              'lat':(['x','y'],lat_target),
                              'month_number':(['time'],month_int)})

这里year_array是一个 361x361x7 numpy 数组，而month_int是一个列表，它将year_array的第三个索引year_array到月份编号： [1,2,3,4,10,11,12] 。

当我尝试使用oct = data.sel(month_number=10)获取 Oct 数据时，它会引发错误。

在一个侧面说明，我知道，有可能被发现的解决方案在这里，但说实话，我不明白它是如何工作的。 我的困惑主要是基于他们如何同时使用“时间”作为字典键和时间列表。

Answer 1

我想我已经写了一个辅助函数来做这样的事情：

def combine_new_ds_dim(ds_dict, new_dim_name):
    """
    Combines a dictionary of datasets along a new dimension using dictionary keys
    as the new coordinates.

    Parameters
    ----------
    ds_dict : dict
        Dictionary of xarray Datasets or dataArrays
    new_dim_name : str
        The name of the newly created dimension

    Returns
    -------
    xarray.Dataset
        Merged Dataset or DataArray

    Raises
    ------
    ValueError
        If the values of the input dictionary were of an unrecognized type
    """

    expanded_dss = []

    for k, v in ds_dict.items():
        expanded_dss.append(v.expand_dims(new_dim_name))
        expanded_dss[-1][new_dim_name] = [k]
    new_ds = xr.concat(expanded_dss, new_dim_name)

    return new_ds

如果您在单独的 netcdfs 中拥有所有数据，那么您应该能够将它们导入到单独的dataArray 。 假设你已经这样做了，那么你可以做

month_das = {
    1: january_da,
    2: february_da,
    ...
    12: december_da
}

year_data = combine_new_ds_dim(month_das, 'month')

这将是沿新维度month的所有数据与所需坐标的串联。 如果你想单独使用它，我认为函数的主循环很容易分开。

编辑：

对于将来看到这个的任何人来说，使用内置的 xarray 函数有一种更简单的方法来做到这一点。 您可以沿着新维度串联

year_data = xr.concat([january_da, february_da, ..., december_da], dim="month")

这将创建一个新的dataArray其中包含沿新维度连接的组成数组，但在该维度上没有坐标。 要添加坐标，

year_data["month"] = [1, 2, ..., 12]

此时year_data将沿新维度“月”连接，并沿该维度具有所需的坐标。