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気候および予報 (CF)メタデータ規則は、地球科学データの記述に関する規則であり、データ ファイルの処理と共有を促進することを目的としています。CF 規則で定義されたメタデータは、通常、データと同じファイルに含まれているため、ファイルは「自己記述型」になります。規則では、各netCDF変数にあるデータ値が表す内容、およびグリッド セル境界やセル平均化方法などのグリッドに関する情報を含む、データの空間的および時間的特性について明確な説明が提供されます。これにより、さまざまなソースからのファイルのユーザーは、どの変数が比較可能かを判断でき、強力なデータ抽出、グリッド再マッピング、データ分析、およびデータ視覚化機能を備えたソフトウェア アプリケーションを構築するための基礎となります。
歴史と進化
CF 規約は、米国とヨーロッパの気候気象研究所のスタッフを含む共同作業による数年にわたる開発を経て、2003 年に導入されました。[1] 規約には、以前の Cooperative Ocean/Atmosphere Research Data Service (COARDS) 規約[2]と Gregory/Drach/Tett (GDT) 規約[3] の一般化と拡張が含まれていました。CF 規約の範囲がユーザー ベースとともに拡大するにつれて、CF コミュニティはオープン ガバナンスモデルを採用しました。[4] 2008 年 12 月、netCDF+CF+ OPeNDAPの 3 つの標準が、グリッド データの表現と転送に関する推奨標準 (番号 08-012) としてIOOSに採用されました。CF 規約は、 NASA Standards Process Group (SPG) やその他の団体によって、より広く適用可能な標準として検討されています。 [5] [6]
アプリケーションとユーザーベース
CF規約は、地球科学における国内外のさまざまなプログラムや活動で採用されてきました。[7] たとえば、結合モデル相互比較プロジェクトで収集された気候モデル出力データには、CF規約が必要とされていました。このプロジェクトは、気候変動に関する政府間パネルの評価報告書で広く使用されています。 [8]世界気候研究計画 では、CF規約を科学コミュニティの調整の重要な要素として推進しています。[9] [10] また、気候モデルデータの後処理ソフトウェアである気候モデル出力リライター (CMOR) や、気候データやその他のデータを配信する地球システムグリッドなど、多くのソフトウェアパッケージやデータシステムの技術基盤としても使用されています。 [11] [12] [13] CF規約は、モデルの実行時に大気や海洋のコンポーネントなど、個々の地球システムモデルソフトウェアコンポーネント 間で転送される物理場を記述するためにも使用されています。 [14]
サポートされているデータ型
CFは、大気、海洋、その他の物理領域における状態推定および予測データに使用することを目的としています。CFは主に、数値気象予測モデルの出力や、データビニングによって規則的な構造を課す気候データなどのグリッド化されたデータタイプに対応するために設計されました。 [13] [15] ただし、CF規則は多くの種類の観測データにも適用でき、そのようなアプリケーションのために多くのグループによって採用されています。
サポートされているデータ形式
CFはnetCDFで書かれたデータの標準として始まりましたが、その構造は汎用的であり、他のデータ形式での使用にも適応されています。例えば、CF規則を階層データ形式のデータで使用することが検討されています。[16]
設計原則
CF 条約の開発にはいくつかの原則が適用されます。
- データは自己記述型で、解釈に外部テーブルは必要ありません。
- 規則は、起こりうるニーズを予測するのではなく、必要な場合にのみ開発する必要があります。
- 規則は、データ ライターにとってもデータ リーダーにとっても、使用するのが面倒なものであってはなりません。
- メタデータは、プログラムによって解釈可能であるだけでなく、人間によっても読み取り可能である必要があります。
- データの書き込み時に不整合が発生しないように、冗長性は避ける必要があります。
特定のCFメタデータ記述子は、属性の値を使用して、
- データの由来:
title、、、(例: モデル)、 (操作institutionの監査証跡) 、、contactsourcehistoryreferencescomment - 関連活動の説明:
project、experiment - データの説明:
units、、、、、、、、standard_namelong_nameauxiliary_variablesmissing_valuevalid_rangeflag_valuesflag_meanings - 座標の説明:
coordinates、、( 付き)、 ("T0 からの時間") および属性で指定されboundsた時間。grid_mappingformula_termsreference_timecalendar - グリッドセルの意味:
cell_methods、、cell_measuresおよび気候統計。
CF 規約の中心となる要素は、CF 標準名テーブルです。CF 標準名テーブルは、データセット内の各地理物理学的パラメータに標準名を一意に関連付けます。各名前は、表される物理量の正確な説明を提供します。これは、standard_nameパラメータ名ではなく、属性の文字列値であることに注意してください。CF 標準名テーブルは、1,000 を超える物理量を識別し、それぞれに正確な説明と関連する標準単位があります。CF 標準名の作成に関するガイドラインは、規約 Web サイトで文書化されています。
CF 標準名によって提供される情報の例として、海面気圧のエントリには次のものが含まれます。
- 標準名:
air_pressure_at_sea_level - 説明: sea_level は平均海面を意味し、海域のジオイドに近いです。海面での気圧は、MSLP または PMSL と略されることが多い量です。
- 標準単位: Pa
ソフトウェア
- CF-Python は、CF 規約の完全な実装 (CFDM) に基づいて構築されたデータ分析パッケージです。CFDM と CF-Python の作成者は現在、CF 規約のすべての側面を完全にサポートしたいと希望しています。
- NetCDF-JavaライブラリはCF規約を解析し、そこから座標系オブジェクトを作成します。
- OriginProバージョン2021bは[17] netCDF CFコンベンションをサポートしています。インポート中に平均化を実行することで、GUIソフトウェアで大規模なデータセットを処理できるようになります。
- xarray Python ライブラリは、CF 規則に従って保存されたデータを解析およびデコードします。
- Iris Pythonライブラリは「データモデルのソースとしてNetCDF CFメタデータ規約を多用しています」。[18]
参考文献
- ^ Gregory, Jonathan (2003). 「CF メタデータ標準」(PDF)。
- ^ 「NetCDF ファイルの標準化に関する規約」 1995 年 5 月。2010 年 5 月 27 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年 6 月 23 日閲覧。
- ^ 「GDT netCDF 気候データ規約、バージョン 1.3」。1999 年 3 月 14 日。2010 年 6 月 10 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年6 月 23 日閲覧。
- ^ Lawrence, BN (2003). 「地球システム科学コミュニティデータのための CF 標準の維持と推進」。2010 年 5 月 27 日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ Rew, Russ (2010). 「CF メタデータ規則」(PDF) 。2014 年 4 月 4 日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。
- ^ Domenico, Ben (2009). 「CF-netCDF 3.0 エンコーディング用の Web Coverage Service (WCS) 1.1 拡張」(PDF)。
- ^ CF 規約を標準として採用または奨励しているプロジェクトとグループ アーカイブ済み 2010 年 8 月 23 日、Wayback Machineより
- ^ 「JSC/CLIVAR 結合モデリングワーキンググループ (WGCM) 第 12 回セッションの報告書」(PDF)。2009 年。
- ^ Kinter, James L. III (2005). 「WCRP 気象・気候モデリングのデータ問題」(PDF) .
- ^ Taylor, Karl (2005). 「気候モデル出力の普及に関する問題」(PDF)。
- ^ Doutriaux, Charles (2010). 「気候モデル出力リライター」(PDF)。[永久リンク切れ]
- ^ Drach, Bob (2002). 「地球システムグリッドにおけるグリッド気候データのメタデータ標準」。2004 年 9 月 12 日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ ab "NetCDF in ArcGIS 9.2". 2006年。2010年6月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年6月23日閲覧。
- ^ Dunlap, RL Mark, S. Rugaber, V. Balaji, J. Chastang, L. Cinquini, C. DeLuca, D. Middleton, S. Murphy (2008). 「地球システムキュレーター: 気候モデリングのためのメタデータインフラストラクチャ」.地球科学情報学. 1 (3–4): 131–149. doi : 10.1007/s12145-008-0016-1 .
{{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク) - ^ V. Balaji (2008). 「地球システムグリッドにおけるグリッド気候データのメタデータ標準」(PDF)。2010 年 5 月 28 日のオリジナル(PDF)からアーカイブ。
- ^ Yang, M.; R. Duerr; C. Lee (2009)。「NASA ECS データの保存に HDF5 アーカイブ情報パッケージ (AIP) を使用する調査」。第 25 回気象学、海洋学、水文学に関する国際インタラクティブ情報処理システム (IIPS) 会議、第 89 回アメリカ気象学会会議。
- ^ 「NetCDFのインポートと処理」。originlab.com 。 2021年5月11日閲覧。
- ^ 「メタデータ - Iris ドキュメント」 。2023年 2 月 10 日閲覧。
外部リンク
- CF メタデータ ホームページ
- CF メタデータ規約 (BADC ページ)
- NASA 標準プロセスグループ
- CF メタデータ規約の標準 (海洋メタデータ相互運用性プロジェクト ページ)
- メタデータに関する海洋データ標準