source: lmdz_wrf/trunk/tools/validation_sim.py @ 521

Last change on this file since 521 was 521, checked in by lfita, 9 years ago

Removing debugging prints and related quit

File size: 89.0 KB
Line 
1
2# L. Fita, LMD-Jussieu. February 2015
3## e.g. sfcEneAvigon # validation_sim.py -d X@west_east@None,Y@south_north@None,T@Time@time -D X@XLONG@longitude,Y@XLAT@latitude,T@time@time -k single-station -l 4.878773,43.915876,12. -o /home/lluis/DATA/obs/HyMeX/IOP15/sfcEnergyBalance_Avignon/OBSnetcdf.nc -s /home/lluis/PY/wrfout_d01_2012-10-18_00:00:00.tests -v HFX@H,LH@LE,GRDFLX@G
4## e.g. AIREP # validation_sim.py -d X@west_east@lon2D,Y@south_north@lat2D,Z@bottom_top@z2D,T@Time@time -D X@XLONG@longitude,Y@XLAT@latitude,Z@WRFz@alti,T@time@time -k trajectory -o /home/lluis/DATA/obs/HyMeX/IOP15/AIREP/2012/10/AIREP_121018.nc -s /home/lluis/PY/wrfout_d01_2012-10-18_00:00:00.tests -v WRFt@t,WRFtd@td,WRFws@u,WRFwd@dd
5## e.g. ATRCore # validation_sim.py -d X@west_east@lon2D,Y@south_north@lat2D,Z@bottom_top@z2D,T@Time@CFtime -D X@XLONG@longitude,Y@XLAT@latitude,Z@WRFz@altitude,T@time@time -k trajectory -o /home/lluis/DATA/obs/HyMeX/IOP15/ATRCore/V3/ATR_1Hz-HYMEXBDD-SOP1-v3_20121018_as120051.nc -s /home/lluis/PY/wrfout_d01_2012-10-18_00:00:00.tests -v WRFt@air_temperature@subc@273.15,WRFp@air_pressure,WRFrh@relative_humidity,WRFrh@relative_humidity_Rosemount,WRFwd@wind_from_direction,WRFws@wind_speed
6## e.g. BAMED # validation_sim.py -d X@west_east@lon2D,Y@south_north@lat2D,Z@bottom_top@z2D,T@Time@CFtime -D X@XLONG@longitude,Y@XLAT@latitude,Z@WRFz@altitude,T@time@time -k trajectory -o /home/lluis/DATA/obs/HyMeX/IOP15/BAMED/BAMED_SOP1_B12_TOT5.nc -s /home/lluis/PY/wrfout_d01_2012-10-18_00:00:00.tests -v WRFt@tas_north,WRFp@pressure,WRFrh@hus,U@uas,V@vas
7
8import numpy as np
9import os
10import re
11from optparse import OptionParser
12from netCDF4 import Dataset as NetCDFFile
13from scipy import stats as sts
14import numpy.ma as ma
15
16main = 'validarion_sim.py'
17errormsg = 'ERROR -- errror -- ERROR -- error'
18warnmsg = 'WARNING -- warning -- WARNING -- warning'
19
20# version
21version=1.0
22
23# Filling values for floats, integer and string
24fillValueF = 1.e20
25fillValueI = -99999
26fillValueS = '---'
27
28StringLength = 50
29
30# Number of grid points to take as 'environment' around the observed point
31Ngrid = 1
32
33def searchInlist(listname, nameFind):
34    """ Function to search a value within a list
35    listname = list
36    nameFind = value to find
37    >>> searInlist(['1', '2', '3', '5'], '5')
38    True
39    """
40    for x in listname:
41      if x == nameFind:
42        return True
43    return False
44
45def set_attribute(ncvar, attrname, attrvalue):
46    """ Sets a value of an attribute of a netCDF variable. Removes previous attribute value if exists
47    ncvar = object netcdf variable
48    attrname = name of the attribute
49    attrvalue = value of the attribute
50    """
51    import numpy as np
52    from netCDF4 import Dataset as NetCDFFile
53
54    attvar = ncvar.ncattrs()
55    if searchInlist(attvar, attrname):
56        attr = ncvar.delncattr(attrname)
57
58    attr = ncvar.setncattr(attrname, attrvalue)
59
60    return ncvar
61
62def basicvardef(varobj, vstname, vlname, vunits):
63    """ Function to give the basic attributes to a variable
64    varobj= netCDF variable object
65    vstname= standard name of the variable
66    vlname= long name of the variable
67    vunits= units of the variable
68    """
69    attr = varobj.setncattr('standard_name', vstname)
70    attr = varobj.setncattr('long_name', vlname)
71    attr = varobj.setncattr('units', vunits)
72
73    return
74
75def writing_str_nc(varo, values, Lchar):
76    """ Function to write string values in a netCDF variable as a chain of 1char values
77    varo= netCDF variable object
78    values = list of values to introduce
79    Lchar = length of the string in the netCDF file
80    """
81
82    Nvals = len(values)
83    for iv in range(Nvals):   
84        stringv=values[iv] 
85        charvals = np.chararray(Lchar)
86        Lstr = len(stringv)
87        charvals[Lstr:Lchar] = ''
88
89        for ich in range(Lstr):
90            charvals[ich] = stringv[ich:ich+1]
91
92        varo[iv,:] = charvals
93
94    return
95
96def index_3mat(matA,matB,matC,val):
97    """ Function to provide the coordinates of a given value inside three matrix simultaneously
98    index_mat(matA,matB,matC,val)
99      matA= matrix with one set of values
100      matB= matrix with the other set of values
101      matB= matrix with the third set of values
102      val= triplet of values to search
103    >>> index_mat(np.arange(27).reshape(3,3,3),np.arange(100,127).reshape(3,3,3),np.arange(200,227).reshape(3,3,3),[22,122,222])
104    [2 1 1]
105    """
106    fname = 'index_3mat'
107
108    matAshape = matA.shape
109    matBshape = matB.shape
110    matCshape = matC.shape
111
112    for idv in range(len(matAshape)):
113        if matAshape[idv] != matBshape[idv]:
114            print errormsg
115            print '  ' + fname + ': Dimension',idv,'of matrices A:',matAshape[idv],  \
116              'and B:',matBshape[idv],'does not coincide!!'
117            quit(-1)
118        if matAshape[idv] != matCshape[idv]:
119            print errormsg
120            print '  ' + fname + ': Dimension',idv,'of matrices A:',matAshape[idv],  \
121              'and C:',matCshape[idv],'does not coincide!!'
122            quit(-1)
123
124    minA = np.min(matA)
125    maxA = np.max(matA)
126    minB = np.min(matB)
127    maxB = np.max(matB)
128    minC = np.min(matC)
129    maxC = np.max(matC)
130
131    if val[0] < minA or val[0] > maxA:
132        print warnmsg
133        print '  ' + fname + ': first value:',val[0],'outside matA range',minA,',',  \
134          maxA,'!!'
135    if val[1] < minB or val[1] > maxB:
136        print warnmsg
137        print '  ' + fname + ': second value:',val[1],'outside matB range',minB,',',  \
138          maxB,'!!'
139    if val[2] < minC or val[2] > maxC:
140        print warnmsg
141        print '  ' + fname + ': second value:',val[2],'outside matC range',minC,',',  \
142          maxC,'!!'
143
144    dist = np.zeros(tuple(matAshape), dtype=np.float)
145    dist = np.sqrt((matA - np.float(val[0]))**2 + (matB - np.float(val[1]))**2 +     \
146      (matC - np.float(val[2]))**2)
147
148    mindist = np.min(dist)
149   
150    matlist = list(dist.flatten())
151    ifound = matlist.index(mindist)
152
153    Ndims = len(matAshape)
154    valpos = np.zeros((Ndims), dtype=int)
155    baseprevdims = np.zeros((Ndims), dtype=int)
156
157    for dimid in range(Ndims):
158        baseprevdims[dimid] = np.product(matAshape[dimid+1:Ndims])
159        if dimid == 0:
160            alreadyplaced = 0
161        else:
162            alreadyplaced = np.sum(baseprevdims[0:dimid]*valpos[0:dimid])
163        valpos[dimid] = int((ifound - alreadyplaced )/ baseprevdims[dimid])
164
165    return valpos
166
167def index_2mat(matA,matB,val):
168    """ Function to provide the coordinates of a given value inside two matrix simultaneously
169    index_mat(matA,matB,val)
170      matA= matrix with one set of values
171      matB= matrix with the pother set of values
172      val= couple of values to search
173    >>> index_2mat(np.arange(27).reshape(3,3,3),np.arange(100,127).reshape(3,3,3),[22,111])
174    [2 1 1]
175    """
176    fname = 'index_2mat'
177
178    matAshape = matA.shape
179    matBshape = matB.shape
180
181    for idv in range(len(matAshape)):
182        if matAshape[idv] != matBshape[idv]:
183            print errormsg
184            print '  ' + fname + ': Dimension',idv,'of matrices A:',matAshape[idv],  \
185              'and B:',matBshape[idv],'does not coincide!!'
186            quit(-1)
187
188    minA = np.min(matA)
189    maxA = np.max(matA)
190    minB = np.min(matB)
191    maxB = np.max(matB)
192
193    Ndims = len(matAshape)
194#    valpos = np.ones((Ndims), dtype=int)*-1.
195    valpos = np.zeros((Ndims), dtype=int)
196
197    if val[0] < minA or val[0] > maxA:
198        print warnmsg
199        print '  ' + fname + ': first value:',val[0],'outside matA range',minA,',',  \
200          maxA,'!!'
201        return valpos
202    if val[1] < minB or val[1] > maxB:
203        print warnmsg
204        print '  ' + fname + ': second value:',val[1],'outside matB range',minB,',',  \
205          maxB,'!!'
206        return valpos
207
208    dist = np.zeros(tuple(matAshape), dtype=np.float)
209    dist = np.sqrt((matA - np.float(val[0]))**2 + (matB - np.float(val[1]))**2)
210
211    mindist = np.min(dist)
212   
213    if mindist != mindist:
214        print '  ' + fname + ': wrong minimal distance',mindist,'!!'
215        return valpos
216    else:
217        matlist = list(dist.flatten())
218        ifound = matlist.index(mindist)
219
220    baseprevdims = np.zeros((Ndims), dtype=int)
221    for dimid in range(Ndims):
222        baseprevdims[dimid] = np.product(matAshape[dimid+1:Ndims])
223        if dimid == 0:
224            alreadyplaced = 0
225        else:
226            alreadyplaced = np.sum(baseprevdims[0:dimid]*valpos[0:dimid])
227        valpos[dimid] = int((ifound - alreadyplaced )/ baseprevdims[dimid])
228
229    return valpos
230
231def index_mat(matA,val):
232    """ Function to provide the coordinates of a given value inside a matrix
233    index_mat(matA,val)
234      matA= matrix with one set of values
235      val= couple of values to search
236    >>> index_mat(np.arange(27),22.3)
237    22
238    """
239    fname = 'index_mat'
240
241    matAshape = matA.shape
242
243    minA = np.min(matA)
244    maxA = np.max(matA)
245
246    Ndims = len(matAshape)
247#    valpos = np.ones((Ndims), dtype=int)*-1.
248    valpos = np.zeros((Ndims), dtype=int)
249
250    if val < minA or val > maxA:
251        print warnmsg
252        print '  ' + fname + ': first value:',val,'outside matA range',minA,',',     \
253          maxA,'!!'
254        return valpos
255
256    dist = np.zeros(tuple(matAshape), dtype=np.float)
257    dist = (matA - np.float(val))**2
258
259    mindist = np.min(dist)
260    if mindist != mindist:
261        print '  ' + fname + ': wrong minimal distance',mindist,'!!'
262        return valpos
263   
264    matlist = list(dist.flatten())
265    valpos = matlist.index(mindist)
266
267    return valpos
268
269def index_mat_exact(mat,val):
270    """ Function to provide the coordinates of a given exact value inside a matrix
271    index_mat(mat,val)
272      mat= matrix with values
273      val= value to search
274    >>> index_mat(np.arange(27).reshape(3,3,3),22)
275    [2 1 1]
276    """
277
278    fname = 'index_mat'
279
280    matshape = mat.shape
281
282    matlist = list(mat.flatten())
283    ifound = matlist.index(val)
284
285    Ndims = len(matshape)
286    valpos = np.zeros((Ndims), dtype=int)
287    baseprevdims = np.zeros((Ndims), dtype=int)
288
289    for dimid in range(Ndims):
290        baseprevdims[dimid] = np.product(matshape[dimid+1:Ndims])
291        if dimid == 0:
292            alreadyplaced = 0
293        else:
294            alreadyplaced = np.sum(baseprevdims[0:dimid]*valpos[0:dimid])
295        valpos[dimid] = int((ifound - alreadyplaced )/ baseprevdims[dimid])
296
297    return valpos
298
299def datetimeStr_datetime(StringDT):
300    """ Function to transform a string date ([YYYY]-[MM]-[DD]_[HH]:[MI]:[SS] format) to a date object
301    >>> datetimeStr_datetime('1976-02-17_00:00:00')
302    1976-02-17 00:00:00
303    """
304    import datetime as dt
305
306    fname = 'datetimeStr_datetime'
307
308    dateD = np.zeros((3), dtype=int)
309    timeT = np.zeros((3), dtype=int)
310
311    dateD[0] = int(StringDT[0:4])
312    dateD[1] = int(StringDT[5:7])
313    dateD[2] = int(StringDT[8:10])
314
315    trefT = StringDT.find(':')
316    if not trefT == -1:
317#        print '  ' + fname + ': refdate with time!'
318        timeT[0] = int(StringDT[11:13])
319        timeT[1] = int(StringDT[14:16])
320        timeT[2] = int(StringDT[17:19])
321
322    if int(dateD[0]) == 0:
323        print warnmsg
324        print '    ' + fname + ': 0 reference year!! changing to 1'
325        dateD[0] = 1 
326 
327    newdatetime = dt.datetime(dateD[0], dateD[1], dateD[2], timeT[0], timeT[1], timeT[2])
328
329    return newdatetime
330
331def datetimeStr_conversion(StringDT,typeSi,typeSo):
332    """ Function to transform a string date to an another date object
333    StringDT= string with the date and time
334    typeSi= type of datetime string input
335    typeSo= type of datetime string output
336      [typeSi/o]
337        'cfTime': [time],[units]; ]time in CF-convention format [units] = [tunits] since [refdate]
338        'matYmdHMS': numerical vector with [[YYYY], [MM], [DD], [HH], [MI], [SS]]
339        'YmdHMS': [YYYY][MM][DD][HH][MI][SS] format
340        'Y-m-d_H:M:S': [YYYY]-[MM]-[DD]_[HH]:[MI]:[SS] format
341        'Y-m-d H:M:S': [YYYY]-[MM]-[DD] [HH]:[MI]:[SS] format
342        'Y/m/d H-M-S': [YYYY]/[MM]/[DD] [HH]-[MI]-[SS] format
343        'WRFdatetime': [Y], [Y], [Y], [Y], '-', [M], [M], '-', [D], [D], '_', [H],
344          [H], ':', [M], [M], ':', [S], [S]
345    >>> datetimeStr_conversion('1976-02-17_08:32:05','Y-m-d_H:M:S','matYmdHMS')
346    [1976    2   17    8   32    5]
347    >>> datetimeStr_conversion(str(137880)+',minutes since 1979-12-01_00:00:00','cfTime','Y/m/d H-M-S')
348    1980/03/05 18-00-00
349    """
350    import datetime as dt
351
352    fname = 'datetimeStr_conversion'
353
354    if StringDT[0:1] == 'h':
355        print fname + '_____________________________________________________________'
356        print datetimeStr_conversion.__doc__
357        quit()
358
359    if typeSi == 'cfTime':
360        timeval = np.float(StringDT.split(',')[0])
361        tunits = StringDT.split(',')[1].split(' ')[0]
362        Srefdate = StringDT.split(',')[1].split(' ')[2]
363
364# Does reference date contain a time value [YYYY]-[MM]-[DD] [HH]:[MI]:[SS]
365##
366        yrref=Srefdate[0:4]
367        monref=Srefdate[5:7]
368        dayref=Srefdate[8:10]
369
370        trefT = Srefdate.find(':')
371        if not trefT == -1:
372#            print '  ' + fname + ': refdate with time!'
373            horref=Srefdate[11:13]
374            minref=Srefdate[14:16]
375            secref=Srefdate[17:19]
376            refdate = datetimeStr_datetime( yrref + '-' + monref + '-' + dayref +    \
377              '_' + horref + ':' + minref + ':' + secref)
378        else:
379            refdate = datetimeStr_datetime( yrref + '-' + monref + '-' + dayref +    \
380              + '_00:00:00')
381
382        if tunits == 'weeks':
383            newdate = refdate + dt.timedelta(weeks=float(timeval))
384        elif tunits == 'days':
385            newdate = refdate + dt.timedelta(days=float(timeval))
386        elif tunits == 'hours':
387            newdate = refdate + dt.timedelta(hours=float(timeval))
388        elif tunits == 'minutes':
389            newdate = refdate + dt.timedelta(minutes=float(timeval))
390        elif tunits == 'seconds':
391            newdate = refdate + dt.timedelta(seconds=float(timeval))
392        elif tunits == 'milliseconds':
393            newdate = refdate + dt.timedelta(milliseconds=float(timeval))
394        else:
395              print errormsg
396              print '    timeref_datetime: time units "' + tunits + '" not ready!!!!'
397              quit(-1)
398
399        yr = newdate.year
400        mo = newdate.month
401        da = newdate.day
402        ho = newdate.hour
403        mi = newdate.minute
404        se = newdate.second
405    elif typeSi == 'matYmdHMS':
406        yr = StringDT[0]
407        mo = StringDT[1]
408        da = StringDT[2]
409        ho = StringDT[3]
410        mi = StringDT[4]
411        se = StringDT[5]
412    elif typeSi == 'YmdHMS':
413        yr = int(StringDT[0:4])
414        mo = int(StringDT[4:6])
415        da = int(StringDT[6:8])
416        ho = int(StringDT[8:10])
417        mi = int(StringDT[10:12])
418        se = int(StringDT[12:14])
419    elif typeSi == 'Y-m-d_H:M:S':
420        dateDT = StringDT.split('_')
421        dateD = dateDT[0].split('-')
422        timeT = dateDT[1].split(':')
423        yr = int(dateD[0])
424        mo = int(dateD[1])
425        da = int(dateD[2])
426        ho = int(timeT[0])
427        mi = int(timeT[1])
428        se = int(timeT[2])
429    elif typeSi == 'Y-m-d H:M:S':
430        dateDT = StringDT.split(' ')
431        dateD = dateDT[0].split('-')
432        timeT = dateDT[1].split(':')
433        yr = int(dateD[0])
434        mo = int(dateD[1])
435        da = int(dateD[2])
436        ho = int(timeT[0])
437        mi = int(timeT[1])
438        se = int(timeT[2])
439    elif typeSi == 'Y/m/d H-M-S':
440        dateDT = StringDT.split(' ')
441        dateD = dateDT[0].split('/')
442        timeT = dateDT[1].split('-')
443        yr = int(dateD[0])
444        mo = int(dateD[1])
445        da = int(dateD[2])
446        ho = int(timeT[0])
447        mi = int(timeT[1])
448        se = int(timeT[2])
449    elif typeSi == 'WRFdatetime':
450        yr = int(StringDT[0])*1000 + int(StringDT[1])*100 + int(StringDT[2])*10 +    \
451          int(StringDT[3])
452        mo = int(StringDT[5])*10 + int(StringDT[6])
453        da = int(StringDT[8])*10 + int(StringDT[9])
454        ho = int(StringDT[11])*10 + int(StringDT[12])
455        mi = int(StringDT[14])*10 + int(StringDT[15])
456        se = int(StringDT[17])*10 + int(StringDT[18])
457    else:
458        print errormsg
459        print '  ' + fname + ': type of String input date "' + typeSi +              \
460          '" not ready !!!!'
461        quit(-1)
462
463    if typeSo == 'matYmdHMS':
464        dateYmdHMS = np.zeros((6), dtype=int)
465        dateYmdHMS[0] =  yr
466        dateYmdHMS[1] =  mo
467        dateYmdHMS[2] =  da
468        dateYmdHMS[3] =  ho
469        dateYmdHMS[4] =  mi
470        dateYmdHMS[5] =  se
471    elif typeSo == 'YmdHMS':
472        dateYmdHMS = str(yr).zfill(4) + str(mo).zfill(2) + str(da).zfill(2) +        \
473          str(ho).zfill(2) + str(mi).zfill(2) + str(se).zfill(2)
474    elif typeSo == 'Y-m-d_H:M:S':
475        dateYmdHMS = str(yr).zfill(4) + '-' + str(mo).zfill(2) + '-' +               \
476          str(da).zfill(2) + '_' + str(ho).zfill(2) + ':' + str(mi).zfill(2) + ':' + \
477          str(se).zfill(2)
478    elif typeSo == 'Y-m-d H:M:S':
479        dateYmdHMS = str(yr).zfill(4) + '-' + str(mo).zfill(2) + '-' +               \
480          str(da).zfill(2) + ' ' + str(ho).zfill(2) + ':' + str(mi).zfill(2) + ':' + \
481          str(se).zfill(2)
482    elif typeSo == 'Y/m/d H-M-S':
483        dateYmdHMS = str(yr).zfill(4) + '/' + str(mo).zfill(2) + '/' +               \
484          str(da).zfill(2) + ' ' + str(ho).zfill(2) + '-' + str(mi).zfill(2) + '-' + \
485          str(se).zfill(2) 
486    elif typeSo == 'WRFdatetime':
487        dateYmdHMS = []
488        yM = yr/1000
489        yC = (yr-yM*1000)/100
490        yD = (yr-yM*1000-yC*100)/10
491        yU = yr-yM*1000-yC*100-yD*10
492
493        mD = mo/10
494        mU = mo-mD*10
495       
496        dD = da/10
497        dU = da-dD*10
498
499        hD = ho/10
500        hU = ho-hD*10
501
502        miD = mi/10
503        miU = mi-miD*10
504
505        sD = se/10
506        sU = se-sD*10
507
508        dateYmdHMS.append(str(yM))
509        dateYmdHMS.append(str(yC))
510        dateYmdHMS.append(str(yD))
511        dateYmdHMS.append(str(yU))
512        dateYmdHMS.append('-')
513        dateYmdHMS.append(str(mD))
514        dateYmdHMS.append(str(mU))
515        dateYmdHMS.append('-')
516        dateYmdHMS.append(str(dD))
517        dateYmdHMS.append(str(dU))
518        dateYmdHMS.append('_')
519        dateYmdHMS.append(str(hD))
520        dateYmdHMS.append(str(hU))
521        dateYmdHMS.append(':')
522        dateYmdHMS.append(str(miD))
523        dateYmdHMS.append(str(miU))
524        dateYmdHMS.append(':')
525        dateYmdHMS.append(str(sD))
526        dateYmdHMS.append(str(sU))
527    else:
528        print errormsg
529        print '  ' + fname + ': type of output date "' + typeSo + '" not ready !!!!'
530        quit(-1)
531
532    return dateYmdHMS
533
534def coincident_CFtimes(tvalB, tunitA, tunitB):
535    """ Function to make coincident times for two different sets of CFtimes
536    tvalB= time values B
537    tunitA= time units times A to which we want to make coincidence
538    tunitB= time units times B
539    >>> coincident_CFtimes(np.arange(10),'seconds since 1949-12-01 00:00:00',
540      'hours since 1949-12-01 00:00:00')
541    [     0.   3600.   7200.  10800.  14400.  18000.  21600.  25200.  28800.  32400.]
542    >>> coincident_CFtimes(np.arange(10),'seconds since 1949-12-01 00:00:00',
543      'hours since 1979-12-01 00:00:00')
544    [  9.46684800e+08   9.46688400e+08   9.46692000e+08   9.46695600e+08
545       9.46699200e+08   9.46702800e+08   9.46706400e+08   9.46710000e+08
546       9.46713600e+08   9.46717200e+08]
547    """
548    import datetime as dt
549    fname = 'coincident_CFtimes'
550
551    trefA = tunitA.split(' ')[2] + ' ' + tunitA.split(' ')[3]
552    trefB = tunitB.split(' ')[2] + ' ' + tunitB.split(' ')[3]
553    tuA = tunitA.split(' ')[0]
554    tuB = tunitB.split(' ')[0]
555
556    if tuA != tuB:
557        if tuA == 'microseconds':
558            if tuB == 'microseconds':
559                tB = tvalB*1.
560            elif tuB == 'seconds':
561                tB = tvalB*10.e6
562            elif tuB == 'minutes':
563                tB = tvalB*60.*10.e6
564            elif tuB == 'hours':
565                tB = tvalB*3600.*10.e6
566            elif tuB == 'days':
567                tB = tvalB*3600.*24.*10.e6
568            else:
569                print errormsg
570                print '  ' + fname + ": combination of time untis: '" + tuA +        \
571                  "' & '" + tuB + "' not ready !!"
572                quit(-1)
573        elif tuA == 'seconds':
574            if tuB == 'microseconds':
575                tB = tvalB/10.e6
576            elif tuB == 'seconds':
577                tB = tvalB*1.
578            elif tuB == 'minutes':
579                tB = tvalB*60.
580            elif tuB == 'hours':
581                tB = tvalB*3600.
582            elif tuB == 'days':
583                tB = tvalB*3600.*24.
584            else:
585                print errormsg
586                print '  ' + fname + ": combination of time untis: '" + tuA +        \
587                  "' & '" + tuB + "' not ready !!"
588                quit(-1)
589        elif tuA == 'minutes':
590            if tuB == 'microseconds':
591                tB = tvalB/(60.*10.e6)
592            elif tuB == 'seconds':
593                tB = tvalB/60.
594            elif tuB == 'minutes':
595                tB = tvalB*1.
596            elif tuB == 'hours':
597                tB = tvalB*60.
598            elif tuB == 'days':
599                tB = tvalB*60.*24.
600            else:
601                print errormsg
602                print '  ' + fname + ": combination of time untis: '" + tuA +        \
603                  "' & '" + tuB + "' not ready !!"
604                quit(-1)
605        elif tuA == 'hours':
606            if tuB == 'microseconds':
607                tB = tvalB/(3600.*10.e6)
608            elif tuB == 'seconds':
609                tB = tvalB/3600.
610            elif tuB == 'minutes':
611                tB = tvalB/60.
612            elif tuB == 'hours':
613                tB = tvalB*1.
614            elif tuB == 'days':
615                tB = tvalB*24.
616            else:
617                print errormsg
618                print '  ' + fname + ": combination of time untis: '" + tuA +        \
619                  "' & '" + tuB + "' not ready !!"
620                quit(-1)
621        elif tuA == 'days':
622            if tuB == 'microseconds':
623                tB = tvalB/(24.*3600.*10.e6)
624            elif tuB == 'seconds':
625                tB = tvalB/(24.*3600.)
626            elif tuB == 'minutes':
627                tB = tvalB/(24.*60.)
628            elif tuB == 'hours':
629                tB = tvalB/24.
630            elif tuB == 'days':
631                tB = tvalB*1.
632            else:
633                print errormsg
634                print '  ' + fname + ": combination of time untis: '" + tuA +        \
635                  "' & '" + tuB + "' not ready !!"
636                quit(-1)
637        else:
638            print errormsg
639            print '  ' + fname + ": time untis: '" + tuA + "' not ready !!"
640            quit(-1)
641    else:
642        tB = tvalB*1.
643
644    if trefA != trefB:
645        trefTA = dt.datetime.strptime(trefA, '%Y-%m-%d %H:%M:%S')
646        trefTB = dt.datetime.strptime(trefB, '%Y-%m-%d %H:%M:%S')
647
648        difft = trefTB - trefTA
649        diffv = difft.days*24.*3600.*10.e6 + difft.seconds*10.e6 + difft.microseconds
650        print '  ' + fname + ': different reference refA:',trefTA,'refB',trefTB
651        print '    difference:',difft,':',diffv,'microseconds'
652
653        if tuA == 'microseconds':
654            tB = tB + diffv
655        elif tuA == 'seconds':
656            tB = tB + diffv/10.e6
657        elif tuA == 'minutes':
658            tB = tB + diffv/(60.*10.e6)
659        elif tuA == 'hours':
660            tB = tB + diffv/(3600.*10.e6)
661        elif tuA == 'dayss':
662            tB = tB + diffv/(24.*3600.*10.e6)
663        else:
664            print errormsg
665            print '  ' + fname + ": time untis: '" + tuA + "' not ready !!"
666            quit(-1)
667
668    return tB
669
670def slice_variable(varobj, dimslice):
671    """ Function to return a slice of a given variable according to values to its
672      dimensions
673    slice_variable(varobj, dimslice)
674      varobj= object wit the variable
675      dimslice= [[dimname1]:[value1]|[[dimname2]:[value2], ...] pairs of dimension
676        [value]:
677          * [integer]: which value of the dimension
678          * -1: all along the dimension
679          * -9: last value of the dimension
680          * [beg]@[end] slice from [beg] to [end]
681    """
682    fname = 'slice_variable'
683
684    if varobj == 'h':
685        print fname + '_____________________________________________________________'
686        print slice_variable.__doc__
687        quit()
688
689    vardims = varobj.dimensions
690    Ndimvar = len(vardims)
691
692    Ndimcut = len(dimslice.split('|'))
693    dimsl = dimslice.split('|')
694
695    varvalsdim = []
696    dimnslice = []
697
698    for idd in range(Ndimvar):
699        for idc in range(Ndimcut):
700            dimcutn = dimsl[idc].split(':')[0]
701            dimcutv = dimsl[idc].split(':')[1]
702            if vardims[idd] == dimcutn: 
703                posfrac = dimcutv.find('@')
704                if posfrac != -1:
705                    inifrac = int(dimcutv.split('@')[0])
706                    endfrac = int(dimcutv.split('@')[1])
707                    varvalsdim.append(slice(inifrac,endfrac))
708                    dimnslice.append(vardims[idd])
709                else:
710                    if int(dimcutv) == -1:
711                        varvalsdim.append(slice(0,varobj.shape[idd]))
712                        dimnslice.append(vardims[idd])
713                    elif int(dimcutv) == -9:
714                        varvalsdim.append(int(varobj.shape[idd])-1)
715                    else:
716                        varvalsdim.append(int(dimcutv))
717                break
718
719    varvalues = varobj[tuple(varvalsdim)]
720
721    return varvalues, dimnslice
722
723def func_compute_varNOcheck(ncobj, varn):
724    """ Function to compute variables which are not originary in the file
725      ncobj= netCDF object file
726      varn = variable to compute:
727        'WRFdens': air density from WRF variables
728        'WRFght': geopotential height from WRF variables
729        'WRFp': pressure from WRF variables
730        'WRFrh': relative humidty fom WRF variables
731        'WRFt': temperature from WRF variables
732        'WRFwds': surface wind direction from WRF variables
733        'WRFwss': surface wind speed from WRF variables
734        'WRFz': height from WRF variables
735    """
736    fname = 'compute_varNOcheck'
737
738    if varn == 'WRFdens':
739#        print '    ' + main + ': computing air density from WRF as ((MU + MUB) * ' + \
740#          'DNW)/g ...'
741        grav = 9.81
742
743# Just we need in in absolute values: Size of the central grid cell
744##    dxval = ncobj.getncattr('DX')
745##    dyval = ncobj.getncattr('DY')
746##    mapfac = ncobj.variables['MAPFAC_M'][:]
747##    area = dxval*dyval*mapfac
748        dimensions = ncobj.variables['MU'].dimensions
749
750        mu = (ncobj.variables['MU'][:] + ncobj.variables['MUB'][:])
751        dnw = ncobj.variables['DNW'][:]
752
753        varNOcheckv = np.zeros((mu.shape[0], dnw.shape[1], mu.shape[1], mu.shape[2]), \
754          dtype=np.float)
755        levval = np.zeros((mu.shape[1], mu.shape[2]), dtype=np.float)
756
757        for it in range(mu.shape[0]):
758            for iz in range(dnw.shape[1]):
759                levval.fill(np.abs(dnw[it,iz]))
760                varNOcheck[it,iz,:,:] = levval
761                varNOcheck[it,iz,:,:] = mu[it,:,:]*varNOcheck[it,iz,:,:]/grav
762
763    elif varn == 'WRFght':
764#        print '    ' + main + ': computing geopotential height from WRF as PH + PHB ...'
765        varNOcheckv = ncobj.variables['PH'][:] + ncobj.variables['PHB'][:]
766        dimensions = ncobj.variables['PH'].dimensions
767
768    elif varn == 'WRFp':
769#        print '  ' + fname + ': Retrieving pressure value from WRF as P + PB'
770        varNOcheckv = ncobj.variables['P'][:] + ncobj.variables['PB'][:]
771        dimensions = ncobj.variables['P'].dimensions
772
773    elif varn == 'WRFrh':
774#        print '    ' + main + ": computing relative humidity from WRF as 'Tetens'" +\
775#         ' equation (T,P) ...'
776        p0=100000.
777        p=ncobj.variables['P'][:] + ncobj.variables['PB'][:]
778        tk = (ncobj.variables['T'][:] + 300.)*(p/p0)**(2./7.)
779        qv = ncobj.variables['QVAPOR'][:]
780
781        data1 = 10.*0.6112*np.exp(17.67*(tk-273.16)/(tk-29.65))
782        data2 = 0.622*data1/(0.01*p-(1.-0.622)*data1)
783
784        varNOcheckv = qv/data2
785        dimensions = ncobj.variables['P'].dimensions
786
787    elif varn == 'WRFt':
788#        print '    ' + main + ': computing temperature from WRF as inv_potT(T + 300) ...'
789        p0=100000.
790        p=ncobj.variables['P'][:] + ncobj.variables['PB'][:]
791
792        varNOcheckv = (ncobj.variables['T'][:] + 300.)*(p/p0)**(2./7.)
793        dimensions = ncobj.variables['T'].dimensions
794
795    elif varn == 'WRFwds':
796#        print '    ' + main + ': computing surface wind direction from WRF as ATAN2(V,U) ...'
797        varNOcheckv = np.arctan2(ncobj.variables['V10'][:], ncobj.variables['U10'][:])
798        dimensions = ncobj.variables['V10'].dimensions
799
800    elif varn == 'WRFwss':
801#        print '    ' + main + ': computing surface wind speed from WRF as SQRT(U**2 + V**2) ...'
802        varNOcheckv = np.sqrt(ncobj.variables['U10'][:]*ncobj.variables['U10'][:] +  \
803          ncobj.variables['V10'][:]*ncobj.variables['V10'][:])
804        dimensions = ncobj.variables['U10'].dimensions
805
806    elif varn == 'WRFz':
807        grav = 9.81
808#        print '    ' + main + ': computing geopotential height from WRF as PH + PHB ...'
809        varNOcheckv = (ncobj.variables['PH'][:] + ncobj.variables['PHB'][:])/grav
810        dimensions = ncobj.variables['PH'].dimensions
811
812    else:
813        print erromsg
814        print '  ' + fname + ": variable '" + varn + "' nor ready !!"
815        quit(-1)
816
817    return varNOcheck
818
819class compute_varNOcheck(object):
820    """ Class to compute variables which are not originary in the file
821      ncobj= netCDF object file
822      varn = variable to compute:
823        'WRFdens': air density from WRF variables
824        'WRFght': geopotential height from WRF variables
825        'WRFp': pressure from WRF variables
826        'WRFrh': relative humidty fom WRF variables
827        'TSrhs': surface relative humidty fom TS variables
828        'WRFrhs': surface relative humidty fom WRF variables
829        'WRFT': CF-time from WRF variables
830        'WRFt': temperature from WRF variables
831        'WRFtd': dew-point temperature from WRF variables
832        'WRFwd': wind direction from WRF variables
833        'TSwds': surface wind direction from TS variables
834        'WRFwds': surface wind direction from WRF variables
835        'WRFws': wind speed from WRF variables
836        'TSwss': surface wind speed from TS variables
837        'WRFwss': surface wind speed from WRF variables
838        'WRFz': height from WRF variables
839    """
840    fname = 'compute_varNOcheck'
841
842    def __init__(self, ncobj, varn):
843
844        if ncobj is None:
845            self = None
846            self.dimensions = None
847            self.shape = None
848            self.__values = None
849        else:
850            if varn == 'WRFdens':
851#        print '    ' + main + ': computing air density from WRF as ((MU + MUB) * ' + \
852#          'DNW)/g ...'
853                grav = 9.81
854
855# Just we need in in absolute values: Size of the central grid cell
856##    dxval = ncobj.getncattr('DX')
857##    dyval = ncobj.getncattr('DY')
858##    mapfac = ncobj.variables['MAPFAC_M'][:]
859##    area = dxval*dyval*mapfac
860                dimensions = ncobj.variables['MU'].dimensions
861                shape = ncobj.variables['MU'].shape
862
863                mu = (ncobj.variables['MU'][:] + ncobj.variables['MUB'][:])
864                dnw = ncobj.variables['DNW'][:]
865
866                varNOcheckv = np.zeros((mu.shape[0], dnw.shape[1], mu.shape[1], mu.shape[2]), \
867                  dtype=np.float)
868                levval = np.zeros((mu.shape[1], mu.shape[2]), dtype=np.float)
869
870                for it in range(mu.shape[0]):
871                    for iz in range(dnw.shape[1]):
872                        levval.fill(np.abs(dnw[it,iz]))
873                        varNOcheck[it,iz,:,:] = levval
874                        varNOcheck[it,iz,:,:] = mu[it,:,:]*varNOcheck[it,iz,:,:]/grav
875
876            elif varn == 'WRFght':
877#        print '    ' + main + ': computing geopotential height from WRF as PH + PHB ...'
878                varNOcheckv = ncobj.variables['PH'][:] + ncobj.variables['PHB'][:]
879                dimensions = ncobj.variables['PH'].dimensions
880                shape = ncobj.variables['PH'].shape
881
882            elif varn == 'WRFp':
883#        print '  ' + fname + ': Retrieving pressure value from WRF as P + PB'
884                varNOcheckv = ncobj.variables['P'][:] + ncobj.variables['PB'][:]
885                dimensions = ncobj.variables['P'].dimensions
886                shape = ncobj.variables['P'].shape
887
888            elif varn == 'WRFrh':
889#        print '    ' + main + ": computing relative humidity from WRF as 'Tetens'" +\
890#         ' equation (T,P) ...'
891                p0=100000.
892                p=ncobj.variables['P'][:] + ncobj.variables['PB'][:]
893                tk = (ncobj.variables['T'][:])*(p/p0)**(2./7.)
894                qv = ncobj.variables['QVAPOR'][:]
895
896                data1 = 10.*0.6112*np.exp(17.67*(tk-273.16)/(tk-29.65))
897                data2 = 0.622*data1/(0.01*p-(1.-0.622)*data1)
898
899                varNOcheckv = qv/data2
900                dimensions = ncobj.variables['P'].dimensions
901                shape = ncobj.variables['P'].shape
902
903            elif varn == 'TSrhs':
904#        print '    ' + main + ": computing surface relative humidity from TSs as 'Tetens'" +\
905#         ' equation (T,P) ...'
906                p0=100000.
907                p=ncobj.variables['psfc'][:]
908                tk = (ncobj.variables['t'][:])*(p/p0)**(2./7.)
909                qv = ncobj.variables['q'][:]
910
911                data1 = 10.*0.6112*np.exp(17.67*(tk-273.16)/(tk-29.65))
912                data2 = 0.622*data1/(0.01*p-(1.-0.622)*data1)
913
914                varNOcheckv = qv/data2
915                dimensions = ncobj.variables['psfc'].dimensions
916                shape = ncobj.variables['psfc'].shape
917
918            elif varn == 'WRFrhs':
919#        print '    ' + main + ": computing surface relative humidity from WRF as 'Tetens'" +\
920#         ' equation (T,P) ...'
921                p0=100000.
922                p=ncobj.variables['PSFC'][:]
923                tk = (ncobj.variables['T2'][:] + 300.)*(p/p0)**(2./7.)
924                qv = ncobj.variables['Q2'][:]
925
926                data1 = 10.*0.6112*np.exp(17.67*(tk-273.16)/(tk-29.65))
927                data2 = 0.622*data1/(0.01*p-(1.-0.622)*data1)
928
929                varNOcheckv = qv/data2
930                dimensions = ncobj.variables['PSFC'].dimensions
931                shape = ncobj.variables['PSFC'].shape
932
933            elif varn == 'WRFT':
934# To compute CF-times from WRF kind
935#
936                import datetime as dt
937
938                times = ncobj.variables['Times']
939                dimt = times.shape[0]
940                varNOcheckv = np.zeros((dimt), dtype=np.float64)
941                self.unitsval = 'seconds since 1949-12-01 00:00:00'
942                refdate = datetimeStr_datetime('1949-12-01_00:00:00')
943
944                dimensions = tuple([ncobj.variables['Times'].dimensions[0]])
945                shape = tuple([dimt])
946
947                for it in range(dimt):
948                    datevalS = datetimeStr_conversion(times[it,:], 'WRFdatetime',    \
949                      'YmdHMS')
950                    dateval = dt.datetime.strptime(datevalS, '%Y%m%d%H%M%S')
951                    difft = dateval - refdate
952                    varNOcheckv[it] = difft.days*3600.*24. + difft.seconds +        \
953                          np.float(int(difft.microseconds/10.e6))
954
955            elif varn == 'WRFt':
956#        print '    ' + main + ': computing temperature from WRF as inv_potT(T + 300) ...'
957                p0=100000.
958                p=ncobj.variables['P'][:] + ncobj.variables['PB'][:]
959
960                varNOcheckv = (ncobj.variables['T'][:] + 300.)*(p/p0)**(2./7.)
961                dimensions = ncobj.variables['T'].dimensions
962                shape = ncobj.variables['P'].shape
963
964            elif varn == 'WRFtd':
965#        print '    ' + main + ': computing dew-point temperature from WRF as inv_potT(T + 300) and Tetens...'
966# tacking from: http://en.wikipedia.org/wiki/Dew_point
967                p0=100000.
968                p=ncobj.variables['P'][:] + ncobj.variables['PB'][:]
969
970                temp = (ncobj.variables['T'][:] + 300.)*(p/p0)**(2./7.)
971
972                qv = ncobj.variables['QVAPOR'][:]
973
974                tk = temp - 273.15
975                data1 = 10.*0.6112*np.exp(17.67*(tk-273.16)/(tk-29.65))
976                data2 = 0.622*data1/(0.01*p-(1.-0.622)*data1)
977
978                rh = qv/data2
979               
980                pa = rh * data1/100.
981                varNOcheckv = 257.44*np.log(pa/6.1121)/(18.678-np.log(pa/6.1121))
982
983                dimensions = ncobj.variables['T'].dimensions
984                shape = ncobj.variables['P'].shape
985
986            elif varn == 'WRFwd':
987#        print '    ' + main + ': computing wind direction from WRF as ATAN2PI(V,U) ...'
988                uwind = ncobj.variables['U'][:]
989                vwind = ncobj.variables['V'][:]
990                dx = uwind.shape[3]
991                dy = vwind.shape[2]
992
993# de-staggering
994                ua = 0.5*(uwind[:,:,:,0:dx-1] + uwind[:,:,:,1:dx])
995                va = 0.5*(vwind[:,:,0:dy-1,:] + vwind[:,:,1:dy,:])
996
997                theta = np.arctan2(ua, va)
998                theta = np.where(theta < 0., theta + 2.*np.pi, theta)
999                varNOcheckv = 360.*theta/(2.*np.pi)
1000
1001                dimensions = tuple(['Time','bottom_top','south_north','west_east'])
1002                shape = ua.shape
1003
1004            elif varn == 'WRFwds':
1005#        print '    ' + main + ': computing surface wind direction from WRF as ATAN2(V,U) ...'
1006                theta = np.arctan2(ncobj.variables['V10'][:], ncobj.variables['U10'][:])
1007                theta = np.where(theta < 0., theta + 2.*np.pi, theta)
1008               
1009                varNOcheckv = 360.*theta/(2.*np.pi)
1010                dimensions = ncobj.variables['V10'].dimensions
1011                shape = ncobj.variables['V10'].shape
1012
1013            elif varn == 'TSwds':
1014#        print '    ' + main + ': computing surface wind direction from TSs as ATAN2(v,u) ...'
1015                theta = np.arctan2(ncobj.variables['v'][:], ncobj.variables['u'][:])
1016                theta = np.where(theta < 0., theta + 2.*np.pi, theta)
1017
1018                varNOcheckv = 360.*theta/(2.*np.pi)
1019                dimensions = ncobj.variables['v'].dimensions
1020                shape = ncobj.variables['v'].shape
1021
1022            elif varn == 'WRFws':
1023#        print '    ' + main + ': computing wind speed from WRF as SQRT(U**2 + V**2) ...'
1024                uwind = ncobj.variables['U'][:]
1025                vwind = ncobj.variables['V'][:]
1026                dx = uwind.shape[3]
1027                dy = vwind.shape[2]
1028                 
1029# de-staggering
1030                ua = 0.5*(uwind[:,:,:,0:dx-1] + uwind[:,:,:,1:dx])
1031                va = 0.5*(vwind[:,:,0:dy-1,:] + vwind[:,:,1:dy,:])
1032
1033                varNOcheckv = np.sqrt(ua*ua + va*va)
1034                dimensions = tuple(['Time','bottom_top','south_north','west_east'])
1035                shape = ua.shape
1036
1037            elif varn == 'TSwss':
1038#        print '    ' + main + ': computing surface wind speed from TSs as SQRT(u**2 + v**2) ...'
1039                varNOcheckv = np.sqrt(ncobj.variables['u'][:]*                       \
1040                  ncobj.variables['u'][:] + ncobj.variables['v'][:]*                 \
1041                  ncobj.variables['v'][:]) 
1042                dimensions = ncobj.variables['u'].dimensions
1043                shape = ncobj.variables['u'].shape
1044
1045            elif varn == 'WRFwss':
1046#        print '    ' + main + ': computing surface wind speed from WRF as SQRT(U**2 + V**2) ...'
1047                varNOcheckv = np.sqrt(ncobj.variables['U10'][:]*                     \
1048                  ncobj.variables['U10'][:] + ncobj.variables['V10'][:]*             \
1049                  ncobj.variables['V10'][:]) 
1050                dimensions = ncobj.variables['U10'].dimensions
1051                shape = ncobj.variables['U10'].shape
1052
1053            elif varn == 'WRFz':
1054                grav = 9.81
1055#        print '    ' + main + ': computing geopotential height from WRF as PH + PHB ...'
1056                varNOcheckv = (ncobj.variables['PH'][:] + ncobj.variables['PHB'][:])/grav
1057                dimensions = ncobj.variables['PH'].dimensions
1058                shape = ncobj.variables['PH'].shape
1059
1060            else:
1061                print errormsg
1062                print '  ' + fname + ": variable '" + varn + "' nor ready !!"
1063                quit(-1)
1064
1065            self.dimensions = dimensions
1066            self.shape = shape
1067            self.__values = varNOcheckv
1068
1069    def __getitem__(self,elem):
1070        return self.__values[elem]
1071
1072def adding_station_desc(onc,stdesc):
1073    """ Function to add a station description in a netCDF file
1074      onc= netCDF object
1075      stdesc= station description lon, lat, height
1076    """
1077    fname = 'adding_station_desc'
1078
1079    newvar = onc.createVariable( 'station', 'c', ('StrLength'))
1080    newvar[0:len(stdesc[0])] = stdesc[0]
1081
1082    newdim = onc.createDimension('nst',1)
1083
1084    if onc.variables.has_key('lon'):
1085        print warnmsg
1086        print '  ' + fname + ": variable 'lon' already exist !!"
1087        print "    renaming it as 'lonst'"
1088        lonname = 'lonst'
1089    else:
1090        lonname = 'lon'
1091
1092    newvar = onc.createVariable( lonname, 'f4', ('nst'))
1093    basicvardef(newvar, lonname, 'longitude', 'degrees_West' )
1094    newvar[:] = stdesc[1]
1095
1096    if onc.variables.has_key('lat'):
1097        print warnmsg
1098        print '  ' + fname + ": variable 'lat' already exist !!"
1099        print "    renaming it as 'latst'"
1100        latname = 'latst'
1101    else:
1102        latname = 'lat'
1103
1104    newvar = onc.createVariable( latname, 'f4', ('nst'))
1105    basicvardef(newvar, lonname, 'latitude', 'degrees_North' )
1106    newvar[:] = stdesc[2]
1107
1108    if onc.variables.has_key('height'):
1109        print warnmsg
1110        print '  ' + fname + ": variable 'height' already exist !!"
1111        print "    renaming it as 'heightst'"
1112        heightname = 'heightst'
1113    else:
1114        heightname = 'height'
1115
1116    newvar = onc.createVariable( heightname, 'f4', ('nst'))
1117    basicvardef(newvar, heightname, 'height above sea level', 'm' )
1118    newvar[:] = stdesc[3]
1119
1120    return
1121
1122class Quantiles(object):
1123    """ Class to provide quantiles from a given arrayof values
1124    """
1125
1126    def __init__(self, values, Nquants):
1127        import numpy.ma as ma
1128
1129        if values is None:
1130            self.quantilesv = None
1131
1132        else:
1133            self.quantilesv = []
1134
1135            vals0 = values.flatten()
1136            Nvalues = len(vals0)
1137            vals = ma.masked_equal(vals0, None)
1138            Nvals=len(vals.compressed())
1139
1140            sortedvals = sorted(vals.compressed())
1141            for iq in range(Nquants):
1142                self.quantilesv.append(sortedvals[int((Nvals-1)*iq/Nquants)])
1143
1144            self.quantilesv.append(sortedvals[Nvals-1])
1145
1146
1147def getting_ValidationValues(okind, dimt, ds, trjpos, ovs, ovo, tvalues, oFill, Ng, kvals):
1148    """ Function to get the values to validate accroding to the type of observation
1149      okind= observational kind
1150      dimt= initial number of values to retrieve
1151      ds= dictionary with the names of the dimensions (sim, obs)
1152      trjpos= positions of the multi-stations (t, Y, X) or trajectory ([Z], Y, X)
1153      ovs= object with the values of the simulation
1154      ovs= object with the values of the observations
1155      tvalues= temporal values (sim. time step, obs. time step, sim t value, obs t value, t diff)
1156      oFill= Fill Value for the observations
1157      Ng= number of grid points around the observation
1158      kvals= kind of values
1159        'instantaneous':  values are taken as instantaneous values
1160        'tbackwardSmean':  simulated values are taken as time averages from back to the point
1161        'tbackwardOmean':  observed values are taken as time averages from back to the point
1162    return:
1163      sovalues= simulated values at the observation point and time
1164      soSvalues= values Ngrid points around the simulated point
1165      soTtvalues= inital/ending period between two consecutive obsevations (for `single-station')
1166      trjs= trajectory on the simulation space
1167    """
1168    fname = 'getting_ValidationValues'
1169
1170    sovalues = []
1171
1172    if kvals == 'instantaneous':
1173        dimtf = dimt
1174    elif kvals == 'tbackwardSmean':
1175        print '  ' + fname + ':',kvals,'!!'
1176        uniqt = np.unique(tvalues[:,3])
1177        dimtf = len(uniqt)
1178        print '    initially we got',dimt,'values which will become',dimtf
1179        postf = {}
1180        for it in range(dimtf):
1181            if it == 0:
1182                postf[uniqt[it]] = [0,0]
1183            elif it == 1:
1184                posprev = postf[uniqt[it-1]][1]
1185                posit = list(tvalues[:,3]).index(uniqt[it])
1186                postf[uniqt[it]] = [posprev, posit+1]
1187            else:
1188                posprev = postf[uniqt[it-1]][1]
1189                posit = list(tvalues[:,3]).index(uniqt[it])
1190                postf[uniqt[it]] = [posprev+1, posit+1]
1191    elif kvals == 'tbackwardOmean':
1192        print '  ' + fname + ':',kvals,'!!'
1193        uniqt = np.unique(tvalues[:,2])
1194        dimtf = len(uniqt)
1195        print '     initially we got',dimt,'values which will become',dimtf
1196    else:
1197        print errormsg
1198        print '  ' + fname + ": kind of values '" + kvals + "' not ready!!"
1199        quit(-1)
1200
1201# Simulated values spatially around
1202    if ds.has_key('Z'):
1203        soSvalues = np.zeros((dimt, Ng*2+1, Ng*2+1, Ng*2+1), dtype = np.float)
1204        if okind == 'trajectory':
1205            trjs = np.zeros((4,dimt), dtype=int)
1206        else:
1207            trjs = None
1208    else:
1209        soSvalues = np.zeros((dimt, Ng*2+1, Ng*2+1), dtype = np.float)
1210        if okind == 'trajectory':
1211            trjs = np.zeros((3,dimt), dtype=int)
1212        else:
1213            trjs = None
1214
1215    if okind == 'single-station':
1216        soTtvalues = np.zeros((dimt,2), dtype=np.float)
1217    else:
1218        None
1219
1220    if okind == 'multi-points':
1221        for it in range(dimt):
1222            slicev = ds['X'][0] + ':' + str(trjpos[2,it]) + '|' +  ds['Y'][0] +      \
1223              ':' + str(trjpos[1,it]) + '|' + ds['T'][0]+ ':' + str(tvalues[it][0])
1224            slicevar, dimslice = slice_variable(ovs, slicev)
1225            sovalues.append([ slicevar, ovo[tvalues[it][1]]])
1226            slicev = ds['X'][0] + ':' + str(trjpos[2,it]-Ng) + '@' +                 \
1227              str(trjpos[2,it]+Ng) + '|' + ds['Y'][0] + ':' +                        \
1228              str(trjpos[1,it]-Ng) + '@' + str(trjpos[1,it]+Ng) + '|' +              \
1229              ds['T'][0]+':'+str(tvalues[it][0])
1230            slicevar, dimslice = slice_variable(ovs, slicev)
1231            soSvalues[it,:,:] = slicevar
1232
1233    elif okind == 'single-station':
1234        for it in range(dimt):
1235            ito = int(tvalues[it,1])
1236            if valdimsim.has_key('X') and valdimsim.has_key('Y'):
1237                slicev = ds['X'][0] + ':' + str(stationpos[1]) + '|' +               \
1238                  ds['Y'][0] + ':' + str(stationpos[0]) + '|' +                      \
1239                  ds['T'][0] + ':' + str(int(tvalues[it][0]))
1240            else:
1241                slicev = ds['T'][0] + ':' + str(int(tvalues[it][0]))
1242            slicevar, dimslice = slice_variable(ovs, slicev)
1243            if ovo[int(ito)] == oFill or ovo[int(ito)] == '--':
1244                sovalues.append([ slicevar, fillValueF])
1245#            elif ovo[int(ito)] != ovo[int(ito)]:
1246#                sovalues.append([ slicevar, fillValueF])
1247            else:
1248                sovalues.append([ slicevar, ovo[int(ito)]])
1249            if valdimsim.has_key('X') and valdimsim.has_key('Y'):
1250                slicev = ds['X'][0] + ':' + str(stationpos[1]-Ng) + '@' +            \
1251                  str(stationpos[1]+Ng+1) + '|' + ds['Y'][0] + ':' +                 \
1252                  str(stationpos[0]-Ng) + '@' + str(stationpos[0]+Ng+1) + '|' +      \
1253                  ds['T'][0] + ':' + str(int(tvalues[it,0]))
1254            else:
1255                slicev = ds['T'][0] + ':' + str(int(tvalues[it][0]))
1256            slicevar, dimslice = slice_variable(ovs, slicev)
1257            soSvalues[it,:,:] = slicevar
1258
1259            if it == 0:
1260                itoi = 0
1261                itof = int(tvalues[it,1]) / 2
1262            elif it == dimt-1:
1263                itoi = int( (ito + int(tvalues[it-1,1])) / 2)
1264                itof = int(tvalues[it,1])
1265            else:
1266                itod = int( (ito - int(tvalues[it-1,1])) / 2 ) 
1267                itoi = ito - itod
1268                itod = int( (int(tvalues[it+1,1]) - ito) / 2 )
1269                itof = ito + itod
1270
1271            soTtvalues[it,0] = valdimobs['T'][itoi]
1272            soTtvalues[it,1] = valdimobs['T'][itof]
1273
1274    elif okind == 'trajectory':
1275        if ds.has_key('Z'):
1276            for it in range(dimt):
1277                ito = int(tvalues[it,1])
1278                if notfound[ito] == 0:
1279                    trjpos[2,ito] = index_mat(valdimsim['Z'][tvalues[it,0],:,        \
1280                      trjpos[1,ito],trjpos[0,ito]], valdimobs['Z'][ito])
1281                    slicev = ds['X'][0]+':'+str(trjpos[0,ito]) + '|' +               \
1282                      ds['Y'][0]+':'+str(trjpos[1,ito]) + '|' +                      \
1283                      ds['Z'][0]+':'+str(trjpos[2,ito]) + '|' +                      \
1284                      ds['T'][0]+':'+str(int(tvalues[it,0]))
1285                    slicevar, dimslice = slice_variable(ovs, slicev)
1286                    sovalues.append([ slicevar, ovo[int(ito)]])
1287                    minx = np.max([trjpos[0,ito]-Ng,0])
1288                    maxx = np.min([trjpos[0,ito]+Ng+1,ovs.shape[3]])
1289                    miny = np.max([trjpos[1,ito]-Ng,0])
1290                    maxy = np.min([trjpos[1,ito]+Ng+1,ovs.shape[2]])
1291                    minz = np.max([trjpos[2,ito]-Ng,0])
1292                    maxz = np.min([trjpos[2,ito]+Ng+1,ovs.shape[1]])
1293
1294                    slicev = ds['X'][0] + ':' + str(minx) + '@' + str(maxx) + '|' +  \
1295                      ds['Y'][0] + ':' + str(miny) + '@' + str(maxy) + '|' +         \
1296                      ds['Z'][0] + ':' + str(minz) + '@' + str(maxz) + '|' +         \
1297                      ds['T'][0] + ':' + str(int(tvalues[it,0]))
1298                    slicevar, dimslice = slice_variable(ovs, slicev)
1299
1300                    sliceS = []
1301                    sliceS.append(it)
1302                    sliceS.append(slice(0,maxz-minz))
1303                    sliceS.append(slice(0,maxy-miny))
1304                    sliceS.append(slice(0,maxx-minx))
1305
1306                    soSvalues[tuple(sliceS)] = slicevar
1307                    if ivar == 0:
1308                        trjs[0,it] = trjpos[0,ito]
1309                        trjs[1,it] = trjpos[1,ito]
1310                        trjs[2,it] = trjpos[2,ito]
1311                        trjs[3,it] = tvalues[it,0]
1312                else:
1313                    sovalues.append([fillValueF, fillValueF])
1314                    soSvalues[it,:,:,:]= np.ones((Ng*2+1,Ng*2+1,Ng*2+1),             \
1315                      dtype = np.float)*fillValueF
1316# 2D trajectory
1317        else:
1318            for it in range(dimt):
1319                if notfound[it] == 0:
1320                    ito = tvalues[it,1]
1321                    slicev = ds['X'][0]+':'+str(trjpos[2,ito]) + '|' +               \
1322                      ds['Y'][0]+':'+str(trjpos[1,ito]) + '|' +                      \
1323                      ds['T'][0]+':'+str(tvalues[ito,0])
1324                    slicevar, dimslice = slice_variable(ovs, slicev)
1325                    sovalues.append([ slicevar, ovo[tvalues[it,1]]])
1326                    slicev = ds['X'][0] + ':' + str(trjpos[0,it]-Ng) + '@' +         \
1327                      str(trjpos[0,it]+Ng) + '|' + ds['Y'][0] + ':' +                \
1328                      str(trjpos[1,it]-Ng) + '@' + str(trjpos[1,it]+Ng) +            \
1329                      '|' + ds['T'][0] + ':' + str(tvalues[it,0])
1330                    slicevar, dimslice = slice_variable(ovs, slicev)
1331                    soSvalues[it,:,:] = slicevar
1332                else:
1333                    sovalues.append([fillValue, fillValue])
1334                    soSvalues[it,:,:] = np.ones((Ng*2+1,Ng*2+1),                     \
1335                      dtype = np.float)*fillValueF
1336                print sovalues[varsimobs][:][it]
1337    else:
1338        print errormsg
1339        print '  ' + fname + ": observatino kind '" + okind + "' not ready!!"
1340        quit(-1)
1341
1342# Re-arranging final values
1343##
1344    if kvals == 'instantaneous':
1345        return sovalues, soSvalues, soTtvalues, trjs
1346
1347    elif kvals == 'tbackwardSmean':
1348        fsovalues = []
1349        if ds.has_key('Z'):
1350            fsoSvalues = np.zeros((dimtf, Ng*2+1, Ng*2+1, Ng*2+1), dtype = np.float)
1351            if okind == 'trajectory':
1352                ftrjs = np.zeros((4,dimtf), dtype=int)
1353            else:
1354                ftrjs = None
1355        else:
1356            fsoSvalues = np.zeros((dimtf, Ng*2+1, Ng*2+1), dtype = np.float)
1357            if okind == 'trajectory':
1358                ftrjs = np.zeros((3,dimtf), dtype=int)
1359            else:
1360                ftrjs = None
1361
1362        if okind == 'single-station':
1363            fsoTtvalues = np.zeros((dimtf,2), dtype=np.float)
1364        else:
1365            None
1366
1367        for it in range(1,dimtf):
1368            tv = uniqt[it]
1369            intv = postf[tv]
1370
1371# Temporal statistics
1372            sovs = np.array(sovalues[intv[0]:intv[1]])[:,0]
1373            minv = np.min(sovs)
1374            maxv = np.max(sovs)
1375            meanv = np.mean(sovs)
1376            stdv = np.std(sovs)
1377
1378            fsovalues.append([meanv, np.array(sovalues[intv[0]:intv[1]])[0,1], minv, \
1379              maxv, stdv])
1380            if ds.has_key('Z'):
1381                if okind == 'trajectory':
1382                    for ip in range(4):
1383                        ftrjs[ip,it] = np.mean(trjs[ip,intv[0]:intv[1]])
1384                for iz in range(2*Ng+1):
1385                    for iy in range(2*Ng+1):
1386                        for ix in range(2*Ng+1):
1387                            fsoSvalues[it,iz,iy,ix] = np.mean(soSvalues[intv[0]:     \
1388                              intv[1],iz,iy,ix])
1389            else:
1390                if okind == 'trajectory':
1391                    for ip in range(3):
1392                        ftrjs[ip,it] = np.mean(trjs[ip,intv[0]:intv[1]])
1393                for iy in range(2*Ng+1):
1394                    for ix in range(2*Ng+1):
1395                        fsoSvalues[it,iy,ix] = np.mean(soSvalues[intv[0]:intv[1],    \
1396                          iy,ix])
1397            fsoTtvalues[it,0] = soTtvalues[intv[0],0]
1398            fsoTtvalues[it,1] = soTtvalues[intv[1],0]
1399
1400        return sovalues, soSvalues, soTtvalues, trjs
1401
1402    elif kvals == 'tbackwardOmean':
1403        print '  ' + fname + ':',kvals,'!!'
1404        uniqt = np.unique(tvalues[:,2])
1405        dimtf = len(uniqt)
1406        print '     initially we got',dimt,'values which will become',dimtf
1407
1408
1409    return 
1410
1411
1412####### ###### ##### #### ### ## #
1413
1414strCFt="Refdate,tunits (CF reference date [YYYY][MM][DD][HH][MI][SS] format and " +  \
1415  " and time units: 'weeks', 'days', 'hours', 'miuntes', 'seconds')"
1416
1417kindobs=['multi-points', 'single-station', 'trajectory']
1418strkObs="kind of observations; 'multi-points': multiple individual punctual obs " +  \
1419  "(e.g., lightning strikes), 'single-station': single station on a fixed position,"+\
1420  "'trajectory': following a trajectory"
1421simopers = ['sumc','subc','mulc','divc']
1422opersinf = 'sumc,[constant]: add [constant] to variables values; subc,[constant]: '+ \
1423  'substract [constant] to variables values; mulc,[constant]: multipy by ' +         \
1424  '[constant] to variables values; divc,[constant]: divide by [constant] to ' +      \
1425  'variables values'
1426varNOcheck = ['WRFdens', 'WRFght', 'WRFp', 'WRFrh', 'TSrhs', 'WRFrhs', 'WRFT',       \
1427  'WRFt', 'WRFtd', 'WRFwd', 'TSwds', 'WRFwds', 'WRFws', 'TSwss', 'WRFwss', 'WRFz'] 
1428varNOcheckinf = "'WRFdens': air density from WRF variables; " +                      \
1429  "'WRFght': geopotentiali height from WRF variables; " +                            \
1430  "'WRFp': pressure from WRF variables; " +                                          \
1431  "'WRFrh': relative humidty fom WRF variables; " +                                  \
1432  "'WRFrhs': surface relative humidity from WRF variables; " +                       \
1433  "'WRFT': CF-time from WRF variables; " +                                           \
1434  "'WRFt': temperature from WRF variables; " +                                       \
1435  "'WRFtd': dew-point temperature from WRF variables; " +                            \
1436  "'WRFwd': wind direction from WRF variables; " +                                   \
1437  "'WRFwds': surface wind direction from WRF variables; " +                          \
1438  "'WRFws': wind speed from WRF variables; " +                                       \
1439  "'WRFwss': surface wind speed from WRF variables; " +                              \
1440  "'WRFz': height from WRF variables"
1441
1442dimshelp = "[DIM]@[simdim]@[obsdim] ',' list of couples of dimensions names from " + \
1443  "each source ([DIM]='X','Y','Z','T'; None, no value)"
1444vardimshelp = "[DIM]@[simvardim]@[obsvardim] ',' list of couples of variables " +    \
1445  "names with dimensions values from each source ([DIM]='X','Y','Z','T'; None, " +   \
1446  "no value, WRFdiagnosted variables also available: " + varNOcheckinf + ")"
1447varshelp="[simvar]@[obsvar]@[[oper]@[val]] ',' list of couples of variables to " +   \
1448  "validate and if necessary operation and value (sim. values) available " +         \
1449  "operations: " + opersinf + " (WRFdiagnosted variables also available: " +         \
1450  varNOcheckinf + ")"
1451statsn = ['minimum', 'maximum', 'mean', 'mean2', 'standard deviation']
1452gstatsn = ['bias', 'simobs_mean', 'sim_obsmin', 'sim_obsmax', 'sim_obsmean', 'mae',  \
1453  'rmse', 'r_pearsoncorr', 'p_pearsoncorr', 'deviation_of_residuals_SDR',            \
1454  'indef_of_efficiency_IOE', 'index_of_agreement_IOA', 'fractional_mean_bias_FMB']
1455ostatsn = ['number of points', 'minimum', 'maximum', 'mean', 'mean2',                \
1456  'standard deviation']
1457
1458parser = OptionParser()
1459parser.add_option("-d", "--dimensions", dest="dims", help=dimshelp, metavar="VALUES")
1460parser.add_option("-D", "--vardimensions", dest="vardims",
1461  help=vardimshelp, metavar="VALUES")
1462parser.add_option("-k", "--kindObs", dest="obskind", type='choice', choices=kindobs, 
1463  help=strkObs, metavar="FILE")
1464parser.add_option("-l", "--stationLocation", dest="stloc", 
1465  help="name (| for spaces), longitude, latitude and height of the station (only for 'single-station')", 
1466  metavar="FILE")
1467parser.add_option("-o", "--observation", dest="fobs",
1468  help="observations file to validate", metavar="FILE")
1469parser.add_option("-s", "--simulation", dest="fsim",
1470  help="simulation file to validate", metavar="FILE")
1471parser.add_option("-t", "--trajectoryfile", dest="trajf",
1472  help="file with grid points of the trajectory in the simulation grid ('simtrj')", 
1473  metavar="FILE")
1474parser.add_option("-v", "--variables", dest="vars",
1475  help=varshelp, metavar="VALUES")
1476
1477(opts, args) = parser.parse_args()
1478
1479####### ###### ##### #### ### ## #
1480# Number of different statistics according to the temporal coincidence
1481#  0: Exact time
1482#  1: Simulation values between consecutive observed times
1483Nstsim = 2
1484
1485stdescsim = ['E', 'B']
1486Lstdescsim = ['exact time', 'between observational time-steps']
1487
1488#######    #######
1489## MAIN
1490    #######
1491
1492ofile='validation_sim.nc'
1493
1494if opts.dims is None:
1495    print errormsg
1496    print '  ' + main + ': No list of dimensions are provided!!'
1497    print '    a ',' list of values X@[dimxsim]@[dimxobs],...,T@[dimtsim]@[dimtobs]'+\
1498      ' is needed'
1499    quit(-1)
1500else:
1501    simdims = {}
1502    obsdims = {}
1503    print main +': couple of dimensions _______'
1504    dims = {}
1505    ds = opts.dims.split(',')
1506    for d in ds:
1507        dsecs = d.split('@')
1508        if len(dsecs) != 3:
1509            print errormsg
1510            print '  ' + main + ': wrong number of values in:',dsecs,' 3 are needed !!'
1511            print '    [DIM]@[dimnsim]@[dimnobs]'
1512            quit(-1)
1513        if dsecs[1] != 'None':
1514            dims[dsecs[0]] = [dsecs[1], dsecs[2]]
1515            simdims[dsecs[0]] = dsecs[1]
1516            obsdims[dsecs[0]] = dsecs[2]
1517
1518            print '  ',dsecs[0],':',dsecs[1],',',dsecs[2]
1519       
1520if opts.vardims is None:
1521    print errormsg
1522    print '  ' + main + ': No list of variables with dimension values are provided!!'
1523    print '    a ',' list of values X@[vardimxsim]@[vardimxobs],...,T@' +  \
1524      '[vardimtsim]@[vardimtobs] is needed'
1525    quit(-1)
1526else:
1527    print main +': couple of variable dimensions _______'
1528    vardims = {}
1529    ds = opts.vardims.split(',')
1530    for d in ds:
1531        dsecs = d.split('@')
1532        if len(dsecs) != 3:
1533            print errormsg
1534            print '  ' + main + ': wrong number of values in:',dsecs,' 3 are needed !!'
1535            print '    [DIM]@[vardimnsim]@[vardimnobs]'
1536            quit(-1)
1537        if dsecs[1] != 'None':
1538            vardims[dsecs[0]] = [dsecs[1], dsecs[2]]
1539            print '  ',dsecs[0],':',dsecs[1],',',dsecs[2]
1540
1541if opts.obskind is None:
1542    print errormsg
1543    print '  ' + main + ': No kind of observations provided !!'
1544    quit(-1)
1545else:
1546    obskind = opts.obskind
1547    if obskind == 'single-station':
1548        if opts.stloc is None:
1549            print errormsg
1550            print '  ' + main + ': No station location provided !!'
1551            quit(-1)
1552        else:
1553            stationdesc = [opts.stloc.split(',')[0].replace('|',' '),                \
1554              np.float(opts.stloc.split(',')[1]), np.float(opts.stloc.split(',')[2]),\
1555              np.float(opts.stloc.split(',')[3])]
1556
1557if opts.fobs is None:
1558    print errormsg
1559    print '  ' + main + ': No observations file is provided!!'
1560    quit(-1)
1561else:
1562    if not os.path.isfile(opts.fobs):
1563        print errormsg
1564        print '   ' + main + ": observations file '" + opts.fobs + "' does not exist !!"
1565        quit(-1)
1566
1567if opts.fsim is None:
1568    print errormsg
1569    print '  ' + main + ': No simulation file is provided!!'
1570    quit(-1)
1571else:
1572    if not os.path.isfile(opts.fsim):
1573        print errormsg
1574        print '   ' + main + ": simulation file '" + opts.fsim + "' does not exist !!"
1575        quit(-1)
1576
1577if opts.vars is None:
1578    print errormsg
1579    print '  ' + main + ': No list of couples of variables is provided!!'
1580    print '    a ',' list of values [varsim]@[varobs],... is needed'
1581    quit(-1)
1582else:
1583    valvars = []
1584    vs = opts.vars.split(',')
1585    for v in vs:
1586        vsecs = v.split('@')
1587        if len(vsecs) < 2:
1588            print errormsg
1589            print '  ' + main + ': wrong number of values in:',vsecs,                \
1590              ' at least 2 are needed !!'
1591            print '    [varsim]@[varobs]@[[oper][val]]'
1592            quit(-1)
1593        if len(vsecs) > 2:
1594            if not searchInlist(simopers,vsecs[2]): 
1595                print errormsg
1596                print main + ": operation on simulation values '" + vsecs[2] +       \
1597                  "' not ready !!"
1598                quit(-1)
1599
1600        valvars.append(vsecs)
1601
1602# Openning observations trajectory
1603##
1604oobs = NetCDFFile(opts.fobs, 'r')
1605
1606valdimobs = {}
1607for dn in dims:
1608    print dn,':',dims[dn]
1609    if dims[dn][1] != 'None':
1610        if not oobs.dimensions.has_key(dims[dn][1]):
1611            print errormsg
1612            print '  ' + main + ": observations file does not have dimension '" +    \
1613              dims[dn][1] + "' !!"
1614            quit(-1)
1615        if vardims[dn][1] != 'None':
1616            if not oobs.variables.has_key(vardims[dn][1]):
1617                print errormsg
1618                print '  ' + main + ": observations file does not have varibale " +  \
1619                  "dimension '" + vardims[dn][1] + "' !!"
1620                quit(-1)
1621            valdimobs[dn] = oobs.variables[vardims[dn][1]][:]
1622    else:
1623        if dn == 'X':
1624            valdimobs[dn] = stationdesc[1]
1625        elif dn == 'Y':
1626            valdimobs[dn] = stationdesc[2]
1627        elif dn == 'Z':
1628            valdimobs[dn] = stationdesc[3]
1629
1630osim = NetCDFFile(opts.fsim, 'r')
1631
1632valdimsim = {}
1633for dn in dims:
1634    if dims[dn][0] != 'None':
1635        if not osim.dimensions.has_key(dims[dn][0]):
1636            print errormsg
1637            print '  ' + main + ": simulation file '" + opts.fsim +                  \
1638              "' does not have dimension '" + dims[dn][0] + "' !!"
1639            print '    it has: ',osim.dimensions
1640            quit(-1)
1641
1642        if not osim.variables.has_key(vardims[dn][0]) and                            \
1643          not searchInlist(varNOcheck,vardims[dn][0]):
1644            print errormsg
1645            print '  ' + main + ": simulation file '" + opts.fsim +                  \
1646              "' does not have varibale dimension '" + vardims[dn][0] + "' !!"
1647            print '    it has variables:',osim.variables
1648            quit(-1)
1649        if searchInlist(varNOcheck,vardims[dn][0]):
1650            valdimsim[dn] = compute_varNOcheck(osim, vardims[dn][0])
1651        else:
1652            valdimsim[dn] = osim.variables[vardims[dn][0]][:]
1653
1654# General characteristics
1655dimtobs = valdimobs['T'].shape[0]
1656dimtsim = valdimsim['T'].shape[0]
1657
1658print main +': observational time-steps:',dimtobs,'simulation:',dimtsim
1659
1660notfound = np.zeros((dimtobs), dtype=int)
1661
1662if obskind == 'multi-points':
1663    trajpos = np.zeros((2,dimt),dtype=int)
1664    for it in range(dimtobs):
1665        trajpos[:,it] = index_2mat(valdimsim['X'],valdimsim['Y'],                    \
1666          [valdimobs['X'][it],valdimobss['Y'][it]])
1667elif obskind == 'single-station':
1668    trajpos = None
1669    stationpos = np.zeros((2), dtype=int)
1670    if valdimsim.has_key('X') and valdimsim.has_key('Y'):
1671        stsimpos = index_2mat(valdimsim['Y'],valdimsim['X'],[valdimobs['Y'],         \
1672          valdimobs['X']])
1673        iid = 0
1674        for idn in osim.variables[vardims['X'][0]].dimensions:
1675            if idn == dims['X'][0]:
1676                stationpos[1] = stsimpos[iid]
1677            elif idn == dims['Y'][0]:
1678                stationpos[0] = stsimpos[iid]
1679
1680            iid = iid + 1
1681        print main + ': station point in simulation:', stationpos
1682        print '    station position:',valdimobs['X'],',',valdimobs['Y']
1683        print '    simulation coord.:',valdimsim['X'][tuple(stsimpos)],',',          \
1684          valdimsim['Y'][tuple(stsimpos)]
1685    else:
1686        print main + ': validation with two time-series !!'
1687
1688elif obskind == 'trajectory':
1689    if opts.trajf is not None:
1690        if not os.path.isfile(opts.fsim):
1691            print errormsg
1692            print '   ' + main + ": simulation file '" + opts.fsim + "' does not exist !!"
1693            quit(-1)
1694        else:
1695            otrjf = NetCDFFile(opts.fsim, 'r')
1696            trajpos[0,:] = otrjf.variables['obssimtrj'][0]
1697            trajpos[1,:] = otrjf.variables['obssimtrj'][1]
1698            otrjf.close()
1699    else:
1700        if dims.has_key('Z'):
1701            trajpos = np.zeros((3,dimtobs),dtype=int)
1702            for it in range(dimtobs):
1703                if np.mod(it*100./dimtobs,10.) == 0.:
1704                    print '    trajectory done: ',it*100./dimtobs,'%'
1705                stsimpos = index_2mat(valdimsim['Y'],valdimsim['X'],                 \
1706                  [valdimobs['Y'][it],valdimobs['X'][it]])
1707                stationpos = np.zeros((2), dtype=int)
1708                iid = 0
1709                for idn in osim.variables[vardims['X'][0]].dimensions:
1710                    if idn == dims['X'][0]:
1711                        stationpos[1] = stsimpos[iid]
1712                    elif idn == dims['Y'][0]:
1713                        stationpos[0] = stsimpos[iid]
1714                    iid = iid + 1
1715                if stationpos[0] == 0 and stationpos[1] == 0: notfound[it] = 1
1716             
1717                trajpos[0,it] = stationpos[0]
1718                trajpos[1,it] = stationpos[1]
1719# In the simulation 'Z' varies with time ... non-hydrostatic model! ;)
1720#                trajpos[2,it] = index_mat(valdimsim['Z'][it,:,stationpos[0],         \
1721#                  stationpos[1]], valdimobs['Z'][it])
1722        else:
1723            trajpos = np.zeros((2,dimtobs),dtype=int)
1724            for it in range(dimtobs):
1725                stsimpos = index_2mat(valdimsim['Y'],valdimsim['X'],                 \
1726                  [valdimobs['Y'][it],valdimobss['X'][it]])
1727                stationpos = np.zeros((2), dtype=int)
1728                iid = 0
1729                for idn in osim.variables[vardims['X'][0]].dimensions:
1730                    if idn == dims['X'][0]:
1731                        stationpos[1] = stsimpos[iid]
1732                    elif idn == dims['Y'][0]:
1733                        stationpos[0] = stsimpos[iid]
1734                    iid = iid + 1
1735                if stationpos[0] == 0 or stationpos[1] == 0: notfound[it] = 1
1736
1737                trajpos[0,it] = stationspos[0]
1738                trajpos[1,it] = stationspos[1]
1739
1740        print main + ': not found',np.sum(notfound),'points of the trajectory'
1741
1742# Getting times
1743tobj = oobs.variables[vardims['T'][1]]
1744obstunits = tobj.getncattr('units')
1745if vardims['T'][0] == 'WRFT':
1746    tsim = valdimsim['T'][:]
1747    simtunits = 'seconds since 1949-12-01 00:00:00'
1748else:
1749    tsim = osim.variables[vardims['T'][0]][:]
1750    otsim = osim.variables[vardims['T'][0]]
1751    simtunits = otsim.getncattr('units')
1752
1753simobstimes = coincident_CFtimes(tsim, obstunits, simtunits)
1754
1755#
1756## Looking for exact/near times
1757#
1758
1759# Exact Coincident times
1760##
1761exacttvalues0 = []
1762for it in range(dimtsim):   
1763    ot = 0
1764    for ito in range(ot,dimtobs-1):
1765        if valdimobs['T'][ito] == simobstimes[it]:
1766            ot = ito
1767            exacttvalues0.append([it, ito, simobstimes[it], valdimobs['T'][ito]])
1768
1769exacttvalues = np.array(exacttvalues0, dtype=np.float)
1770Nexactt = len(exacttvalues[:,0])
1771
1772print main + ': found',Nexactt,'Temporal same values in simulation and observations'
1773
1774# Sim Coincident times
1775##
1776sumsimval = 0.
1777sum2simval = 0.
1778Nsimt = 0
1779coindtvalues0 = []
1780coindtvalues0st = []
1781tsiminit = 0
1782tsimend = 0
1783
1784for it in range(dimtsim):   
1785    ot = 0
1786    for ito in range(ot,dimtobs-1):
1787        if valdimobs['T'][ito] < simobstimes[it] and valdimobs['T'][ito+1] >         \
1788          simobstimes[it]:
1789            ot = ito
1790            tdist = simobstimes[it] - valdimobs['T'][ito]
1791            coindtvalues0.append([it, ito, simobstimes[it], valdimobs['T'][ito],     \
1792              tdist])
1793            Nsimt = Nsimt + 1
1794            if tsiminit == 0: tsiminit=simobstimes[it]
1795            tsimend = simobstimes[it]
1796        elif simobstimes[it] > valdimobs['T'][ito+1]:
1797            coindtvalues0st.append([Nsimt, ito, valdimobs['T'][ito],tsimend-tsiminit])
1798
1799coindtvalues = np.array(coindtvalues0, dtype=np.float)
1800coindtvaluesst = np.array(coindtvalues0st, dtype=np.float)
1801
1802Ncoindt = len(coindtvalues[:,0])
1803print main + ': found',Ncoindt,'Simulation time-interval (within consecutive ' +     \
1804  'observed times) coincident times between simulation and observations'
1805
1806if Ncoindt == 0:
1807    print warnmsg
1808    print main + ': no coincident times found !!'
1809    print '  stopping it'
1810    quit(-1)
1811
1812# Validating
1813##
1814
1815onewnc = NetCDFFile(ofile, 'w')
1816
1817# Dimensions
1818newdim = onewnc.createDimension('time',None)
1819newdim = onewnc.createDimension('betweentime',None)
1820newdim = onewnc.createDimension('bnds',2)
1821newdim = onewnc.createDimension('obstime',None)
1822newdim = onewnc.createDimension('couple',2)
1823newdim = onewnc.createDimension('StrLength',StringLength)
1824newdim = onewnc.createDimension('xaround',Ngrid*2+1)
1825newdim = onewnc.createDimension('yaround',Ngrid*2+1)
1826newdim = onewnc.createDimension('gstats',13)
1827newdim = onewnc.createDimension('stats',5)
1828newdim = onewnc.createDimension('tstats',6)
1829newdim = onewnc.createDimension('Nstsim', 2)
1830
1831# Variable dimensions
1832##
1833newvar = onewnc.createVariable('exacttime','f8',('time'))
1834basicvardef(newvar, 'obstime', 'exact coincident time observations and simulation', obstunits)
1835set_attribute(newvar, 'calendar', 'standard')
1836print 'Lluis Nexacttvalues:',len(exacttvalues[:,3])
1837newvar[:] = exacttvalues[:,3]
1838
1839newvar = onewnc.createVariable('obstime','f8',('obstime'))
1840basicvardef(newvar, 'obstime', 'time observations for between values', obstunits)
1841set_attribute(newvar, 'calendar', 'standard')
1842set_attribute(newvar, 'bounds', 'time_bnds')
1843newvar[:] = coindtvalues[:,3]
1844
1845newvar = onewnc.createVariable('betweentime','f8',('betweentime'))
1846basicvardef(newvar, 'obstime', 'time simulations for between values', simtunits )
1847set_attribute(newvar, 'calendar', 'standard')
1848set_attribute(newvar, 'bounds', 'time_bnds')
1849newvar[:] = coindtvalues[:,2]
1850
1851newvar = onewnc.createVariable('couple', 'c', ('couple','StrLength'))
1852basicvardef(newvar, 'couple', 'couples of values', '-')
1853writing_str_nc(newvar, ['sim','obs'], StringLength)
1854
1855newvar = onewnc.createVariable('statistics', 'c', ('stats','StrLength'))
1856basicvardef(newvar, 'statistics', 'statitics from values', '-')
1857writing_str_nc(newvar, statsn, StringLength)
1858
1859newvar = onewnc.createVariable('gstatistics', 'c', ('gstats','StrLength'))
1860basicvardef(newvar, 'gstatistics', 'global statitics from values', '-')
1861writing_str_nc(newvar, gstatsn, StringLength)
1862
1863newvar = onewnc.createVariable('tstatistics', 'c', ('tstats','StrLength'))
1864basicvardef(newvar, 'tstatistics', 'statitics from values along time', '-')
1865writing_str_nc(newvar, ostatsn, StringLength)
1866
1867newvar = onewnc.createVariable('ksimstatistics', 'c', ('Nstsim','StrLength'))
1868basicvardef(newvar, 'ksimstatistics', 'kind of simulated statitics', '-')
1869writing_str_nc(newvar, Lstdescsim, StringLength)
1870
1871
1872if obskind == 'trajectory':
1873    if dims.has_key('Z'):
1874        newdim = onewnc.createDimension('trj',3)
1875    else:
1876        newdim = onewnc.createDimension('trj',2)
1877
1878    newvar = onewnc.createVariable('obssimtrj','i',('obstime','trj'))
1879    basicvardef(newvar, 'obssimtrj', 'trajectory on the simulation grid', '-')
1880    newvar[:] = trajpos.transpose()
1881
1882if dims.has_key('Z'):
1883    newdim = onewnc.createDimension('simtrj',4)
1884else:
1885    newdim = onewnc.createDimension('simtrj',3)
1886
1887Nvars = len(valvars)
1888for ivar in range(Nvars):
1889    simobsvalues = []
1890
1891    varsimobs = valvars[ivar][0] + '_' + valvars[ivar][1]
1892    print '  ' + varsimobs + '... .. .'
1893
1894    if not oobs.variables.has_key(valvars[ivar][1]):
1895        print errormsg
1896        print '  ' + main + ": observations file has not '" + valvars[ivar][1] +     \
1897          "' !!"
1898        quit(-1)
1899
1900    if not osim.variables.has_key(valvars[ivar][0]):
1901        if not searchInlist(varNOcheck, valvars[ivar][0]):
1902            print errormsg
1903            print '  ' + main + ": simulation file has not '" + valvars[ivar][0] +   \
1904              "' !!"
1905            quit(-1)
1906        else:
1907            ovsim = compute_varNOcheck(osim, valvars[ivar][0])
1908    else:
1909        ovsim = osim.variables[valvars[ivar][0]]
1910
1911    for idn in ovsim.dimensions:
1912        if not searchInlist(simdims.values(),idn):
1913            print errormsg
1914            print '  ' + main + ": dimension '" + idn + "' of variable '" +          \
1915              valvars[ivar][0] + "' not provided as reference coordinate [X,Y,Z,T] !!"
1916            quit(-1)
1917
1918    ovobs = oobs.variables[valvars[ivar][1]]
1919    if searchInlist(ovobs.ncattrs(),'_FillValue'): 
1920        oFillValue = ovobs.getncattr('_FillValue')
1921    else:
1922        oFillValue = None
1923
1924# Observed values temporally exact times
1925    Esimobsvalues, EsimobsSvalues, EsimobsTtvalues, trjsim =                         \
1926        getting_ValidationValues(obskind, Nexactt, dims, trajpos, ovsim, ovobs,      \
1927        exacttvalues, oFillValue, Ngrid, 'instantaneous')
1928
1929# Observed values temporally around coincident times
1930    simobsvalues, simobsSvalues, simobsTtvalues, trjsim =                            \
1931        getting_ValidationValues(obskind, Ncoindt, dims, trajpos, ovsim, ovobs,      \
1932        coindtvalues, oFillValue, Ngrid, 'tbackwardSmean')
1933
1934# Re-arranging values...
1935    Earrayvals = np.array(Esimobsvalues)
1936    arrayvals = np.array(simobsvalues)
1937    if len(valvars[ivar]) > 2:
1938        const=np.float(valvars[ivar][3])
1939        if valvars[ivar][2] == 'sumc':
1940            EsimobsSvalues = EsimobsSvalues + const
1941            Earrayvals[:,0] = Earrayvals[:,0] + const
1942            simobsSvalues = simobsSvalues + const
1943            arrayvals[:,0] = arrayvals[:,0] + const
1944        elif valvars[ivar][2] == 'subc':
1945            EsimobsSvalues = EsimobsSvalues - const
1946            Earrayvals[:,0] = Earrayvals[:,0] - const
1947            simobsSvalues = simobsSvalues - const
1948            arrayvals[:,0] = arrayvals[:,0] - const
1949        elif valvars[ivar][2] == 'mulc':
1950            EsimobsSvalues = EsimobsSvalues * const
1951            Earrayvals[:,0] = Earrayvals[:,0] * const
1952            simobsSvalues = simobsSvalues * const
1953            arrayvals[:,0] = arrayvals[:,0] * const
1954        elif valvars[ivar][2] == 'divc':
1955            EsimobsSvalues = EsimobsSvalues / const
1956            Earrayvals[:,0] = Earrayvals[:,0] / const
1957            simobsSvalues = simobsSvalues / const
1958            arrayvals[:,0] = arrayvals[:,0] / const
1959        else:
1960            print errormsg
1961            print '  ' + fname + ": operation '" + valvars[ivar][2] + "' not ready!!"
1962            quit(-1)
1963
1964# statisics sim
1965    simstats = np.zeros((2,5), dtype=np.float)
1966    simstats[0,0] = np.min(Earrayvals[:,0])
1967    simstats[0,1] = np.max(Earrayvals[:,0])
1968    simstats[0,2] = np.mean(Earrayvals[:,0])
1969    simstats[0,3] = np.mean(Earrayvals[:,0]*Earrayvals[:,0])
1970    simstats[0,4] = np.sqrt(simstats[0,3] - simstats[0,2]*simstats[0,2])
1971
1972    simstats[1,0] = np.min(arrayvals[:,0])
1973    simstats[1,1] = np.max(arrayvals[:,0])
1974    simstats[1,2] = np.mean(arrayvals[:,0])
1975    simstats[1,3] = np.mean(arrayvals[:,0]*arrayvals[:,0])
1976    simstats[1,4] = np.sqrt(simstats[1,3] - simstats[1,2]*simstats[1,2])
1977
1978# statisics obs
1979# Masking 'nan'
1980    Eobsmask0 = np.where(Earrayvals[:,1] != Earrayvals[:,1], fillValueF, 
1981      Earrayvals[:,1]) 
1982    obsmask0 = np.where(arrayvals[:,1] != arrayvals[:,1], fillValueF, arrayvals[:,1]) 
1983
1984    Eobsmask = ma.masked_equal(Eobsmask0, fillValueF)
1985    Eobsmask2 = Eobsmask*Eobsmask
1986    obsmask = ma.masked_equal(obsmask0, fillValueF)
1987    obsmask2 = obsmask*obsmask
1988
1989    obsstats = np.zeros((2,5), dtype=np.float)
1990    obsstats[0,0] = obsmask.min()
1991    obsstats[0,1] = obsmask.max()
1992    obsstats[0,2] = obsmask.mean()
1993    obsstats[0,3] = obsmask2.mean()
1994    obsstats[0,4] = np.sqrt(obsstats[0,3] - obsstats[0,2]*obsstats[0,2])
1995
1996    obsstats[1,0] = obsmask.min()
1997    obsstats[1,1] = obsmask.max()
1998    obsstats[1,2] = obsmask.mean()
1999    obsstats[1,3] = obsmask2.mean()
2000    obsstats[1,4] = np.sqrt(obsstats[1,3] - obsstats[1,2]*obsstats[1,2])
2001 
2002# Statistics sim-obs
2003    simobsstats = np.zeros((2,13), dtype=np.float)
2004    Ediffvals = np.zeros((Nexactt), dtype=np.float)
2005    diffvals = np.zeros((Ncoindt), dtype=np.float)
2006
2007    Ediffvals = Earrayvals[:,0] - Eobsmask
2008    diffvals = arrayvals[:,0] - obsmask
2009
2010    Ediff2vals = Ediffvals*Ediffvals
2011    Esumdiff = Ediffvals.sum()
2012    Esumdiff2 = Ediff2vals.sum()
2013
2014    diff2vals = diffvals*diffvals
2015    sumdiff = diffvals.sum()
2016    sumdiff2 = diff2vals.sum()
2017
2018    simobsstats[0,0] = simstats[0,0] - obsstats[0,0]
2019    simobsstats[0,1] = np.mean(Earrayvals[:,0]*Eobsmask)
2020    simobsstats[0,2] = Ediffvals.min()
2021    simobsstats[0,3] = Ediffvals.max()
2022    simobsstats[0,4] = Ediffvals.mean()
2023    simobsstats[0,5] = np.abs(Ediffvals).mean()
2024    simobsstats[0,6] = np.sqrt(Ediff2vals.mean())
2025    simobsstats[0,7], simobsstats[0,8] = sts.mstats.pearsonr(Earrayvals[:,0],        \
2026      Eobsmask)
2027
2028    simobsstats[1,0] = simstats[1,0] - obsstats[1,0]
2029    simobsstats[1,1] = np.mean(arrayvals[:,0]*obsmask)
2030    simobsstats[1,2] = diffvals.min()
2031    simobsstats[1,3] = diffvals.max()
2032    simobsstats[1,4] = diffvals.mean()
2033    simobsstats[1,5] = np.abs(diffvals).mean()
2034    simobsstats[1,6] = np.sqrt(diff2vals.mean())
2035    simobsstats[1,7], simobsstats[1,8] = sts.mstats.pearsonr(arrayvals[:,0],         \
2036      obsmask)
2037# From:
2038#Willmott, C. J. 1981. 'On the validation of models. Physical Geography', 2, 184-194
2039#Willmott, C. J. (1984). 'On the evaluation of model performance in physical
2040#  geography'. Spatial Statistics and Models, G. L. Gaile and C. J. Willmott, eds.,
2041#  443-460
2042#Willmott, C. J., S. G. Ackleson, R. E. Davis, J. J. Feddema, K. M. Klink, D. R.
2043#  Legates, J. O'Donnell, and C. M. Rowe (1985), 'Statistics for the Evaluation and
2044#  Comparison of Models', J. Geophys. Res., 90(C5), 8995-9005
2045#Legates, D. R., and G. J. McCabe Jr. (1999), 'Evaluating the Use of "Goodness-of-Fit"
2046#   Measures in Hydrologic and Hydroclimatic Model Validation', Water Resour. Res.,
2047#   35(1), 233-241
2048#
2049# Deviation of residuals (SDR)
2050    simobsstats[0,9] = np.mean(np.sqrt(np.abs((Ediffvals-simobsstats[0,0])*(Ediffvals-\
2051      obsstats[0,0]))))
2052    simobsstats[1,9] = np.mean(np.sqrt(np.abs((diffvals-simobsstats[1,0])*(diffvals- \
2053      obsstats[1,0]))))
2054# Index of Efficiency (IOE)
2055    Eobsbias2series = (Eobsmask - obsstats[0,0])*(Eobsmask - obsstats[0,0])
2056    Esumobsbias2series = Eobsbias2series.sum()
2057    obsbias2series = (obsmask - obsstats[1,0])*(obsmask - obsstats[1,0])
2058    sumobsbias2series = obsbias2series.sum()
2059
2060    simobsstats[0,10] = 1. - Esumdiff2/(Esumobsbias2series)
2061    simobsstats[1,10] = 1. - sumdiff2/(sumobsbias2series)
2062# Index of Agreement (IOA)
2063    Esimbias2series = Earrayvals[:,0] - obsstats[0,0]
2064    simbias2series = arrayvals[:,0] - obsstats[1,0]
2065
2066    Eobsbias2series = Eobsmask - obsstats[0,0]
2067    obsbias2series = obsmask - obsstats[1,0]
2068
2069    Eabssimbias2series = np.abs(Esimbias2series)
2070    abssimbias2series = np.abs(simbias2series)
2071    Eabsobsbias2series = np.where(Eobsbias2series<0, -Eobsbias2series, Eobsbias2series)
2072    absobsbias2series = np.where(obsbias2series<0, -obsbias2series, obsbias2series)
2073
2074    Eabssimobsbias2series=(Eabssimbias2series+Eabsobsbias2series)*(Eabssimbias2series+\
2075      Eabsobsbias2series)
2076    abssimobsbias2series = (abssimbias2series+absobsbias2series)*(abssimbias2series +\
2077      absobsbias2series)
2078
2079    simobsstats[0,11] = 1. - Esumdiff2/(Eabssimobsbias2series.sum())
2080    simobsstats[1,11] = 1. - sumdiff2/(abssimobsbias2series.sum())
2081# Fractional Mean Bias (FMB)
2082    simobsstats[0,12]=(simstats[0,0]-obsstats[0,0])/(0.5*(simstats[0,0]+obsstats[0,0]))
2083    simobsstats[1,12]=(simstats[1,0]-obsstats[1,0])/(0.5*(simstats[1,0]+obsstats[1,0]))
2084
2085# Statistics around sim values exact
2086    Earoundstats = np.zeros((5,Nexactt), dtype=np.float)
2087    for it in range(Nexactt):
2088        Earoundstats[0,it] = np.min(EsimobsSvalues[it,])
2089        Earoundstats[1,it] = np.max(EsimobsSvalues[it,])
2090        Earoundstats[2,it] = np.mean(EsimobsSvalues[it,])
2091        Earoundstats[3,it] = np.mean(EsimobsSvalues[it,]*EsimobsSvalues[it,])
2092        Earoundstats[4,it] = np.sqrt(Earoundstats[3,it] - Earoundstats[2,it]*        \
2093          Earoundstats[2,it])
2094
2095# Statistics around sim values between
2096    aroundstats = np.zeros((5,Ncoindt), dtype=np.float)
2097    for it in range(Ncoindt):
2098        aroundstats[0,it] = np.min(simobsSvalues[it,])
2099        aroundstats[1,it] = np.max(simobsSvalues[it,])
2100        aroundstats[2,it] = np.mean(simobsSvalues[it,])
2101        aroundstats[3,it] = np.mean(simobsSvalues[it,]*simobsSvalues[it,])
2102        aroundstats[4,it] = np.sqrt(aroundstats[3,it] - aroundstats[2,it]*           \
2103          aroundstats[2,it])
2104
2105# exact sim Values to netCDF
2106    newvar = onewnc.createVariable(valvars[ivar][0] + '_Esim', 'f', ('time'),        \
2107      fill_value=fillValueF)
2108    descvar = 'exact time simulated: ' + valvars[ivar][0]
2109    basicvardef(newvar, valvars[ivar][0], descvar, ovobs.getncattr('units'))
2110    print 'Lluis NEarratvals:',len(Earrayvals[:,0])
2111    newvar[:] = Earrayvals[:,0]
2112
2113# exact obs Values to netCDF
2114    newvar = onewnc.createVariable(valvars[ivar][1] + '_Eobs', 'f', ('time'),        \
2115      fill_value=fillValueF)
2116    descvar = 'exact time observed: ' + valvars[ivar][1]
2117    basicvardef(newvar, valvars[ivar][1], descvar, ovobs.getncattr('units'))
2118    newvar[:] = Earrayvals[:,1]
2119
2120# between sim Values to netCDF
2121    newvar = onewnc.createVariable(valvars[ivar][0] + '_sim', 'f', ('betweentime'),  \
2122      fill_value=fillValueF)
2123    descvar = 'between observed time simulated: ' + valvars[ivar][0]
2124    basicvardef(newvar, valvars[ivar][0], descvar, ovobs.getncattr('units'))
2125    newvar[:] = arrayvals[:,0]
2126
2127# between obs Values to netCDF
2128    newvar = onewnc.createVariable(valvars[ivar][1] + '_obs', 'f', ('obstime'),      \
2129      fill_value=fillValueF)
2130    descvar = 'observed: ' + valvars[ivar][1]
2131    basicvardef(newvar, valvars[ivar][1], descvar, ovobs.getncattr('units'))
2132    newvar[:] = arrayvals[:,1]
2133
2134# Around values exact
2135    if not onewnc.variables.has_key(valvars[ivar][0] + 'Earound'):
2136        if dims.has_key('Z'):
2137            if not onewnc.dimensions.has_key('zaround'):
2138                newdim = onewnc.createDimension('zaround',Ngrid*2+1)
2139                newvar = onewnc.createVariable(valvars[ivar][0] + 'Earound', 'f',    \
2140                  ('time','zaround','yaround','xaround'), fill_value=fillValueF)
2141        else:
2142            newvar = onewnc.createVariable(valvars[ivar][0] + 'Earound', 'f',        \
2143              ('time','yaround','xaround'), fill_value=fillValueF)
2144
2145        descvar = 'exact around simulated values +/- grid values: ' + valvars[ivar][0]
2146        basicvardef(newvar, varsimobs + 'Earound', descvar, ovobs.getncattr('units'))
2147        newvar[:] = EsimobsSvalues
2148
2149# Around values between
2150    if not onewnc.variables.has_key(valvars[ivar][0] + 'around'):
2151        if dims.has_key('Z'):
2152            if not onewnc.dimensions.has_key('zaround'):
2153                newdim = onewnc.createDimension('zaround',Ngrid*2+1)
2154                newvar = onewnc.createVariable(valvars[ivar][0] + 'around', 'f',     \
2155                  ('betweentime','zaround','yaround','xaround'),fill_value=fillValueF)
2156        else:
2157            newvar = onewnc.createVariable(valvars[ivar][0] + 'around', 'f',         \
2158              ('betweentime','yaround','xaround'), fill_value=fillValueF)
2159
2160        descvar = 'around simulated values +/- grid values: ' + valvars[ivar][0]
2161        basicvardef(newvar, varsimobs + 'around', descvar, ovobs.getncattr('units'))
2162        newvar[:] = simobsSvalues
2163
2164# sim Statistics
2165    if not searchInlist(onewnc.variables,valvars[ivar][0] + 'stsim'):
2166        newvar = onewnc.createVariable(valvars[ivar][0] + 'stsim', 'f', ('Nstsim',   \
2167          'stats'), fill_value=fillValueF)
2168        descvar = 'simulated statisitcs: ' + valvars[ivar][0]
2169        basicvardef(newvar, valvars[ivar][0] + 'stsim', descvar,                     \
2170          ovobs.getncattr('units'))
2171        newvar[:] = simstats
2172
2173# obs Statistics
2174    if not searchInlist(onewnc.variables,valvars[ivar][1] + 'stobs'):
2175        newvar = onewnc.createVariable(valvars[ivar][1] + 'stobs', 'f', ('Nstsim',   \
2176          'stats'), fill_value=fillValueF)
2177        descvar = 'observed statisitcs: ' + valvars[ivar][1]
2178        basicvardef(newvar, valvars[ivar][1] + 'stobs', descvar,                     \
2179          ovobs.getncattr('units'))
2180        newvar[:] = obsstats
2181
2182# sim-obs Statistics
2183    if not searchInlist(onewnc.variables,varsimobs + 'st'):
2184        newvar = onewnc.createVariable(varsimobs + 'st', 'f', ('Nstsim', 'gstats'),  \
2185          fill_value=fillValueF)
2186        descvar = 'simulated-observed tatisitcs: ' + varsimobs
2187        basicvardef(newvar, varsimobs + 'st', descvar, ovobs.getncattr('units'))
2188        newvar[:] = simobsstats
2189
2190# around sim Statistics exact
2191    if not searchInlist(onewnc.variables,valvars[ivar][0] + 'Estaround'):
2192        newvar = onewnc.createVariable(valvars[ivar][0] + 'Estaround', 'f',          \
2193          ('time','stats'), fill_value=fillValueF)
2194        descvar = 'exact around (' +  str(Ngrid) + ', ' + str(Ngrid) +               \
2195          ') simulated statisitcs: ' + valvars[ivar][0]
2196        basicvardef(newvar, valvars[ivar][0] + 'Estaround', descvar,                 \
2197          ovobs.getncattr('units'))
2198        set_attribute(newvar, 'cell_methods', 'Etime_bnds')
2199        newvar[:] = Earoundstats.transpose()
2200
2201    if not searchInlist(onewnc.variables, 'Etime_bnds'):
2202        newvar = onewnc.createVariable('Etime_bnds','f8',('time','bnds'))
2203        basicvardef(newvar, 'Etime_bnds', 'betweentime', obstunits )
2204        set_attribute(newvar, 'calendar', 'standard')
2205        newvar[:] = EsimobsTtvalues
2206
2207# around obs Statistics exact
2208    if not searchInlist(onewnc.variables,valvars[ivar][1] + 'Estaround'):
2209        newvar = onewnc.createVariable(valvars[ivar][1] + 'Estaround', 'f',          \
2210          ('time','tstats'), fill_value=fillValueF)
2211        descvar = 'exact around temporal observed statisitcs: ' + valvars[ivar][1]
2212        basicvardef(newvar, valvars[ivar][1] + 'Estaround', descvar,                  \
2213          ovobs.getncattr('units'))
2214        set_attribute(newvar, 'cell_methods', 'Etime_bnds')
2215
2216        newvar[:] = aroundostats.transpose()
2217
2218# around sim Statistics between
2219    if not searchInlist(onewnc.variables,valvars[ivar][0] + 'staround'):
2220        newvar = onewnc.createVariable(valvars[ivar][0] + 'staround', 'f',           \
2221          ('betweentime','stats'), fill_value=fillValueF)
2222        descvar = 'between around (' +  str(Ngrid) + ', ' + str(Ngrid) +             \
2223          ') simulated statisitcs: ' + valvars[ivar][0]
2224        basicvardef(newvar, valvars[ivar][0] + 'staround', descvar,                  \
2225          ovobs.getncattr('units'))
2226        set_attribute(newvar, 'cell_methods', 'time_bnds')
2227        newvar[:] = aroundstats.transpose()
2228
2229    if not searchInlist(onewnc.variables, 'time_bnds'):
2230        newvar = onewnc.createVariable('time_bnds','f8',('betweentime','bnds'))
2231        basicvardef(newvar, 'time_bnds', 'betweentime', obstunits )
2232        set_attribute(newvar, 'calendar', 'standard')
2233        newvar[:] = simobsTtvalues
2234
2235# around obs Statistics between
2236    if not searchInlist(onewnc.variables,valvars[ivar][1] + 'staround'):
2237        newvar = onewnc.createVariable(valvars[ivar][1] + 'staround', 'f',           \
2238          ('betweentime','tstats'), fill_value=fillValueF)
2239        descvar = 'betweem around temporal observed statisitcs: ' + valvars[ivar][1]
2240        basicvardef(newvar, valvars[ivar][1] + 'staround', descvar,                  \
2241          ovobs.getncattr('units'))
2242        set_attribute(newvar, 'cell_methods', 'time_bnds')
2243        newvar[:] = aroundostats.transpose()
2244
2245        onewnc.sync()
2246
2247if trjsim is not None:
2248    newvar = onewnc.createVariable('simtrj','i',('betweentime','simtrj'))
2249    basicvardef(newvar,'simtrj','coordinates [X,Y,Z,T] of the coincident ' +         \
2250      'trajectory in sim', obstunits)
2251    newvar[:] = trjsim.transpose()
2252
2253# Adding three variables with the station location, longitude, latitude and height
2254if obskind == 'single-station':
2255    adding_station_desc(onewnc,stationdesc)
2256
2257# Global attributes
2258##
2259set_attribute(onewnc,'author_nc','Lluis Fita')
2260set_attribute(onewnc,'institution_nc','Laboratoire de Meteorology Dynamique, ' +    \
2261  'LMD-Jussieu, UPMC, Paris')
2262set_attribute(onewnc,'country_nc','France')
2263set_attribute(onewnc,'script_nc',main)
2264set_attribute(onewnc,'version_script',version)
2265set_attribute(onewnc,'information',                                                 \
2266  'http://www.lmd.jussieu.fr/~lflmd/ASCIIobs_nc/index.html')
2267set_attribute(onewnc,'simfile',opts.fsim)
2268set_attribute(onewnc,'obsfile',opts.fobs)
2269
2270onewnc.sync()
2271onewnc.close()
2272
2273print main + ": successfull writting of '" + ofile + "' !!"
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.