#!/usr/bin/env python
# coding: utf-8

# # Time format in netcdf files
# ## Представление времени в файлах netcdf
# 
# #### Автор: Шабанов П.А.
# #### E-mail: pa.shabanov@gmail.com
# #### Blog: geofortran.blogspot.com
# 
# 13:43 15.05.2015
# 
# ### Аннотация:
# 
# В данном сообщении будет показано как представить ифнормацию о времени из файлов netcdf в наглядном виде.
# 
# -------------------------------------
# 
# Обычно время (time) является одним из самых востребованных измерений (dimension) при работе с netcdf файлами. Удобно именно время делать осью без ограничений по длине (unlimited). Но в отличие от переменных (солёность, температура, давление и др.), формат времени по умолчанию далёк от привычного ГОД-МЕСЯЦ-ДЕНЬ-ЧАС-МИН-СЕК. 
# 
# В netcdf отсчёты времени ведутся от некоторой довольно далёкой от нас даты, в примере это будет 1800 год. Шаг по времени зависит от временного разрешения данных, в примере это 1 час. Обычное значение переменной времени выглядит примерно так: 1498761. Сразу непонятно какая именно это дата.
# 
# Для преобразования временного формата из файла netcdf воспользуемся модулем netCDF4, а именно функцией num2date из него. Эта функция берёт на вход массив значений времени t и параметр units, который представляет собой строку. Информацию об этой строке можно взять прямо из файла с помощью метода units, который есть у ПЕРЕМЕННОЙ "Время" (times).
# 
# В качестве исходного netcdf файла был взят файл формата netcdf4 из реанализа NCEP/NCAR I.
# 
# -------------------------------------
# 
# **Электронные ресурсы**:
# 
# +[Реанализ NCEP/NCAR I](http://www.esrl.noaa.gov/psd/data/gridded/data.nmc.reanalysis.html)
# 
# +[Описание](https://docs.python.org/2/library/datetime.html#module-datetime) модуля datetime.
# 
# --------------------------------------
# 
# **Ключевые слова:** #python, #scipy, #datetime, #netcdftime, #netcdf

# In[1]:


import os

import numpy as np
from matplotlib import rcParams
import netCDF4 as nc
from netCDF4 import num2date


pwd = os.getcwd()
os.chdir(u'D://NCDATA//ncep_ncar_I//monthly//')
print pwd

param = 'hgt'
fname = 'mon.mean.nc'
ncname = '%s.%s' % (param, fname)
ncfile = nc.Dataset(ncname, 'r')
os.chdir(pwd)

# ****************************************

# Это переменная "Время"
times = ncfile.variables['time']
# Это значения переменной "Время"
t = ncfile.variables['time'][:]

v = ncfile.variables[param][:]
print(ncfile.variables[param])

print(ncfile.variables['time'])
dates = num2date(times[:], units=times.units)
print (u'Тип массива dates %s' % type(dates[0]))


for i in range(10):
    print ('%d %s' % (i, dates[i]))
    
i = 0
print (u'Временная запись N %d:' % (i))
print ('----------------------')
print (u'Год %d' % dates[i].year)
print (u'Месяц %d' % dates[i].month)
print (u'День %d' % dates[i].day)
print (u'Час %d' % dates[i].hour)
print (u'Секунда %d' % dates[i].second)


# Функция num2date возвращает список, состоящий из объектов типа datetime.datetime, у котрого есть методы year, month, dat, hour, second. Обращаясь к каждой записи datetime с соответствующим методом можно получить представление даты в наглядном виде - в виде числа или строки.
# 
# Оформив часть кода в виде функции можно автоматизированно переводить время из внутреннего формата netcdf в удобный пользователю вид. Например, это можно сделать так:

# In[13]:


import os

import numpy as np
from matplotlib import rcParams
import netCDF4 as nc
from netCDF4 import num2date


def date2arr(date):
    year = int(date.year)
    month = int(date.month)
    day = int(date.day)
    dlist = [year, month, day]
    return dlist

pwd = os.getcwd()
os.chdir(u'D://NCDATA//ncep_ncar_I//monthly//')
print pwd

param = 'hgt'
fname = 'mon.mean.nc'
ncname = '%s.%s' % (param, fname)
ncfile = nc.Dataset(ncname, 'r')
os.chdir(pwd)

# ****************************************

# Это переменная "Время"
times = ncfile.variables['time']
# Это значения переменной "Время"
t = ncfile.variables['time'][:]


print(ncfile.variables['time'])

dates = num2date(times[:], units=times.units)

figs = map(date2arr, dates)
figs = np.array(figs, dtype='int')
print (np.shape(figs))
print u'Первый год', figs[0, 0]
print u'Последний год', figs[-1, 0]
print figs[0:20]


# Таким образом, дата 1498761 из примера выше - это 09:00 24.12.1970. Просто и наглядно.

# In[16]:


from netCDF4 import num2date

units = 'hours since 1800-01-01 00:00:0.0'
idate = num2date(1498761, units)
print str(idate)