Changeset 343 in lmdz_wrf for trunk


Ignore:
Timestamp:
Mar 9, 2015, 5:32:39 PM (10 years ago)
Author:
lfita
Message:

Adding 'nan' checking on single station observed values

File:
1 edited

Legend:

Unmodified
Added
Removed
  • trunk/tools/validation_sim.py

    r341 r343  
    1111from optparse import OptionParser
    1212from netCDF4 import Dataset as NetCDFFile
     13from scipy import stats as sts
     14import numpy.ma as ma
    1315
    1416main = 'validarion_sim.py'
     
    294296
    295297    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
    296533
    297534def coincident_CFtimes(tvalB, tunitA, tunitB):
     
    576813        'WRFp': pressure from WRF variables
    577814        'WRFrh': relative humidty fom WRF variables
     815        'WRFT': CF-time from WRF variables
    578816        'WRFt': temperature from WRF variables
    579817        'WRFtd': dew-point temperature from WRF variables
     
    645883                shape = ncobj.variables['P'].shape
    646884
     885            elif varn == 'WRFT':
     886# To compute CF-times from WRF kind
     887#
     888                import datetime as dt
     889
     890                times = ncobj.variables['Times']
     891                dimt = times.shape[0]
     892                varNOcheckv = np.zeros((dimt), dtype=np.float64)
     893                self.unitsval = 'seconds since 1949-12-01 00:00:00'
     894                refdate = datetimeStr_datetime('1949-12-01_00:00:00')
     895
     896                dimensions = tuple([ncobj.variables['Times'].dimensions[0]])
     897                shape = tuple([dimt])
     898
     899                for it in range(dimt):
     900                    datevalS = datetimeStr_conversion(times[it,:], 'WRFdatetime',    \
     901                      'YmdHMS')
     902                    dateval = dt.datetime.strptime(datevalS, '%Y%m%d%H%M%S')
     903                    difft = dateval - refdate
     904                    varNOcheckv[it] = difft.days*3600.*24. + difft.seconds +        \
     905                          np.float(int(difft.microseconds/10.e6))
     906
    647907            elif varn == 'WRFt':
    648908#        print '    ' + main + ': computing temperature from WRF as inv_potT(T + 300) ...'
     
    7401000  '[constant] to variables values; divc,[constant]: divide by [constant] to ' +      \
    7411001  'variables values'
    742 varNOcheck = ['WRFdens', 'WRFght', 'WRFp', 'WRFrh', 'WRFt', 'WRFtd', 'WRFws',        \
     1002varNOcheck = ['WRFdens', 'WRFght', 'WRFp', 'WRFrh', 'WRFT', 'WRFt', 'WRFtd', 'WRFws',\
    7431003  'WRFwd', 'WRFz']
    7441004varNOcheckinf = "'WRFdens': air density from WRF variables; 'WRFght': geopotential"+ \
    7451005  " height from WRF variables; 'WRFp': pressure from WRF variables; 'WRFrh': " +     \
    746   "relative humidty fom WRF variables; 'WRFt': temperature from WRF variables; " +  \
    747   "'WRFtd': dew-point temperature from WRF variables; 'WRFws': wind speed from " +   \
    748   "WRF variables; 'WRFwd': wind speed direction from WRF variables; 'WRFz': " +     \
    749   "height from WRF variables"
     1006  "relative humidty fom WRF variables; 'WRFT': CF-time from WRF variables'WRFt'; " + \
     1007  " temperature from WRF variables; 'WRFtd': dew-point temperature from WRF " +      \
     1008  "variables; 'WRFws': wind speed from WRF variables; 'WRFwd': wind speed " +        \
     1009  "direction from WRF variables; 'WRFz': height from WRF variables"
    7501010
    7511011dimshelp = "[DIM]@[simdim]@[obsdim] ',' list of couples of dimensions names from " + \
     
    9251185    if not osim.dimensions.has_key(dims[dn][0]):
    9261186        print errormsg
    927         print '  ' + main + ": simulation file does not have dimension '" +          \
    928           dims[dn][0] + "' !!"
     1187        print '  ' + main + ": simulation file '" + opts.fsim + "' does not have " + \
     1188          "dimension '" + dims[dn][0] + "' !!"
     1189        print '    it has: ',osim.dimensions
    9291190        quit(-1)
     1191
    9301192    if not osim.variables.has_key(vardims[dn][0]) and not                            \
    9311193      searchInlist(varNOcheck,vardims[dn][0]):
    9321194        print errormsg
    933         print '  ' + main + ": simulation file does not have varibale dimension '" + \
    934           vardims[dn][0] + "' !!"
     1195        print '  ' + main + ": simulation file '" + opts.fsim + "' does not have " + \
     1196          "varibale dimension '" + vardims[dn][0] + "' !!"
     1197        print '    it has variables:',osim.variables
    9351198        quit(-1)
    9361199    if searchInlist(varNOcheck,vardims[dn][0]):
     
    9401203
    9411204# General characteristics
    942 dimtobs = len(valdimobs['T'])
    943 dimtsim = len(valdimsim['T'])
     1205dimtobs = valdimobs['T'].shape[0]
     1206dimtsim = valdimsim['T'].shape[0]
    9441207
    9451208print main +': observational time-steps:',dimtobs,'simulation:',dimtsim
     
    10261289tobj = oobs.variables[vardims['T'][1]]
    10271290obstunits = tobj.getncattr('units')
    1028 tobj = osim.variables[vardims['T'][0]]
    1029 simtunits = tobj.getncattr('units')
    1030 
    1031 simobstimes = coincident_CFtimes(valdimsim['T'], obstunits, simtunits)
     1291if vardims['T'][0] == 'WRFT':
     1292    tsim = valdimsim['T'][:]
     1293    simtunits = 'seconds since 1949-12-01 00:00:00'
     1294else:
     1295    tsim = osim.variables[vardims['T'][0]]
     1296    simtunits = tobj.getncattr('units')
     1297
     1298simobstimes = coincident_CFtimes(valdimsim['T'][:], obstunits, simtunits)
    10321299
    10331300# Concident times
     
    11571424    elif obskind == 'single-station':
    11581425        for it in range(Ncoindt):
    1159             slicev = dims['X'][0]+':'+str(stationpos[1]) + '|' +                      \
    1160               dims['Y'][0]+':'+str(stationpos[0]) + '|' +                             \
    1161               dims['T'][0]+':'+str(coindtvalues[it][0])
     1426            ito = int(coindtvalues[it,1])
     1427            slicev = dims['X'][0] + ':' + str(stationpos[1]) + '|' +                 \
     1428              dims['Y'][0] + ':' + str(stationpos[0]) + '|' +                        \
     1429              dims['T'][0] + ':' + str(int(coindtvalues[it][0]))
    11621430            slicevar, dimslice = slice_variable(ovsim, slicev)
    1163             slicev = dims['X'][0] + ':' + str(trajpos[2,it]-Ngrid) + '@' +           \
    1164               str(trajpos[2,it]+Ngrid) + '|' + dims['Y'][0] + ':' +                  \
    1165               str(trajpos[1,it]-Ngrid) + '@' + str(trajpos[1,it]+Ngrid) + '|' +      \
    1166               dims['T'][0] + ':' + str(coindtvalues[it,0])
     1431            if ovobs[int(ito)] != ovobs[int(ito)]:
     1432                simobsvalues.append([ slicevar, fillValueF])
     1433            else:
     1434                simobsvalues.append([ slicevar, ovobs[int(ito)]])
     1435            slicev = dims['X'][0] + ':' + str(stationpos[1]-Ngrid) + '@' +           \
     1436              str(stationpos[1]+Ngrid+1) + '|' + dims['Y'][0] + ':' +                \
     1437              str(stationpos[0]-Ngrid) + '@' + str(stationpos[0]+Ngrid+1) + '|' +    \
     1438              dims['T'][0] + ':' + str(int(coindtvalues[it,0]))
    11671439            slicevar, dimslice = slice_variable(ovsim, slicev)
    11681440            simobsSvalues[it,:,:] = slicevar
     1441
    11691442    elif obskind == 'trajectory':
    11701443        if dims.has_key('Z'):
     
    12501523            quit(-1)
    12511524
     1525# statisics sim
     1526    simstats = np.zeros((5), dtype=np.float)
     1527    simstats[0] = np.min(arrayvals[:,0])
     1528    simstats[1] = np.max(arrayvals[:,0])
     1529    simstats[2] = np.mean(arrayvals[:,0])
     1530    simstats[3] = np.mean(arrayvals[:,0]*arrayvals[:,0])
     1531    simstats[4] = np.sqrt(simstats[3] - simstats[2]*simstats[2])
     1532
     1533# statisics obs
     1534    obsmask = ma.masked_equal(arrayvals, fillValueF)
     1535    obsmask2 = obsmask*obsmask
     1536
     1537    print 'Lluis',obsmask
     1538
     1539    obsstats = np.zeros((5), dtype=np.float)
     1540    obsstats[0] = obsmask.min()
     1541    obsstats[1] = obsmask.max()
     1542    obsstats[2] = obsmask.mean()
     1543    obsstats[3] = obsmask2.mean()
     1544    obsstats[4] = np.sqrt(obsstats[3] - obsstats[2]*obsstats[2])
     1545
     1546# Statistics sim-obs
     1547    simobsstats = np.zeros((5), dtype=np.float)
     1548    diffvals = np.zeros((Ncoindt), dtype=np.float)
     1549
     1550    diffvals = arrayvals[:,0] - arrayvals[:,1]
     1551    simobsstats[0] = simstats[0] - obsstats[0]
     1552    simobsstats[1] = np.mean(np.abs(diffvals))
     1553    simobsstats[2] = np.sqrt(simstats[3] + obsstats[3] - 2.*simstats[2]*obsstats[2])
     1554    simobsstats[3], simobsstats[4] = sts.pearsonr(arrayvals[:,0], arrayvals[:,1])
     1555
     1556    print 'Lluis means sim:',simstats[0],'obs:',obsstats[0]
     1557    print 'Lluis tests rmse:',simobsstats[2], np.sqrt(np.mean(diffvals*diffvals))
     1558
    12521559# Statistics around values
    12531560    aroundstats = np.zeros((5,Ncoindt), dtype=np.float)
Note: See TracChangeset for help on using the changeset viewer.