福衛七號 FORMOSAT-7：多個檔案分析
(使用Octave)

• 下載福衛七號的某一天整天的大氣觀測資料，例如：2024年的第65天(2024/3/5) https://tacc.cwa.gov.tw/data-service/fs7rt_tdpc/level2/wetPf2/2024.065/，下載後的檔案儲存在"C:\fs7data\fs7_2024065"的資料夾中。

• 使用Octave的程式功能下載大量的檔案需要等待一段時間；如要節省時間，可以運用網路上的免費軟體下載大量的檔案。

% 安裝io函式庫，以便用於大量資料的讀寫

pkg install -forge io

pkg load io

% 目標 URL 應該指向包含檔清單的頁面

url = 'https://tacc.cwa.gov.tw/data-service/fs7rt_tdpc/level2/wetPf2/2024.065/'; % 替換為實際 URL

% 本地目錄，用於保存下載的檔

output_dir = 'C:\fs7data\fs7_2024065'; % 替換為實際的本地目錄

if ~exist(output_dir, 'dir')

    mkdir(output_dir);

end

% 下載目錄頁面內容

html = urlread(url);

% 使用規則運算式提取所有檔連結

file_links = regexp(html, 'href="(.*?)"', 'tokens');

file_links = [file_links{:}];

% 迴圈下載每個檔

for i = 1:length(file_links)

    file_url = [url file_links{i}];

    output_file = fullfile(output_dir,

file_links{i});

    try

        urlwrite(file_url, output_file);

        fprintf('Downloaded: %s\n', output_file);

    catch

        fprintf('Failed to download: %s\n', file_url);

    end

end

fprintf('All files downloaded to %s\n', output_dir);

% 安裝和載入 netcdf 套件

pkg load netcdf

% 設置資料夾路徑和結果文件路徑

folder_path = 'C:\fs7data\fs7_2024065';

result_file = 'C:\fs7data\results.csv';

% 找到所有_nc結尾的NetCDF檔案

file_list = dir(fullfile(folder_path, '*_nc'));

% 打開結果文件

fid = fopen(result_file, 'w');

% 寫入CSV文件的標題

fprintf(fid, 'File,Minimum_Temperature,Height,Longitude,Latitude\n');

% 遍歷每個檔案並處理

for i = 1:length(file_list)

    file_path = fullfile(folder_path, file_list(i).name);

    try

        % 開啟 NetCDF 檔案

        ncid = netcdf_open(file_path, 'NC_NOWRITE');

        % 讀取溫度、高度、經度和緯度資料

        temp = netcdf_getVar(ncid, netcdf_inqVarID(ncid, 'Temp'));

        height = netcdf_getVar(ncid, netcdf_inqVarID(ncid, 'MSL_alt'));

        lon = netcdf_getVar(ncid, netcdf_inqVarID(ncid, 'lon'));

        lat = netcdf_getVar(ncid, netcdf_inqVarID(ncid, 'lat'));

        % 找到最低溫度的位置

        [min_temp, min_temp_index] = min(temp(:));

        % 將線性索引轉換為多維索引

        [i1, i2, i3] = ind2sub(size(temp), min_temp_index);

        % 根據找到的位置，取得對應的高度、經度和緯度

        min_height = height(i1, i2, i3);

        min_lon = lon(i3);

        min_lat = lat(i2);

        % 寫入結果文件

        fprintf(fid, '%s,%f,%f,%f,%f\n', file_list(i).name, min_temp, min_height, min_lon, min_lat);

        % 關閉 NetCDF 檔案

        netcdf_close(ncid);

    catch

        fprintf('Error processing file: %s\n', file_list(i).name);

        if exist('ncid', 'var')

            netcdf_close(ncid);

        end

    end

end

% 關閉結果文件

fclose(fid);

% 讀取 CSV 文件，跳過第一行（標題行）

file_path = 'c:\fs7data\results.csv';

data = csvread(file_path);       % 從第一行開始讀取 

% data = csvread(file_path, 1, 0); % 從第二行開始讀取

% 顯示 CSV 檔內容

disp('FileName, MinTemp, MinMSLAlt, lon, lat');

more

disp(data);

pkg load io % 載入 IO 包以讀取 CSV 檔

% 讀取 CSV 文件，跳過第一行（標題行）

file_path = 'c:\fs7data\results.csv';

data = csvread(file_path, 1, 0); % 從第二行開始讀取

% 提取經度、緯度和高度資料

lon = data(:, 4); % 假設經度在第四列

lat = data(:, 5); % 假設緯度在第五列

height = data(:, 3); % 假設高度在第三列

% 繪製三維散點圖

figure;

scatter3(lon, lat, height, 'filled');

xlabel('Longitude');

ylabel('Latitude');

zlabel('Height');

title('3D Scatter Plot of Longitude, Latitude, and Height');

% 繪製三維表面圖（插值）

figure;

lon_dense = linspace(min(lon), max(lon), 100);

lat_dense = linspace(min(lat), max(lat), 100);

[lon_grid, lat_grid] = meshgrid(lon_dense, lat_dense);

height_grid = griddata(lon, lat, height, lon_grid, lat_grid);

surf(lon_grid, lat_grid, height_grid);

shading interp; % 平滑渲染

colorbar; % 添加顏色條 (有colorbar的話，3D圖不能旋轉)

xlabel('Longitude');

ylabel('Latitude');

zlabel('Height');

title('3D Surface Plot of Longitude, Latitude, and Height');

pkg load io % 載入 IO 包以讀取 CSV 檔

% 讀取 CSV 文件，跳過第一行（標題行）

file_path = 'c:\fs7data\results.csv';

data = csvread(file_path, 1, 0); % 從第二行開始讀取

% 提取經度、緯度和高度資料

lon = data(:, 4); % 假設經度在第四列

lat = data(:, 5); % 假設緯度在第五列

height = data(:, 3); % 假設高度在第三列

% 繪製二維散點圖，使用高度進行著色

figure;

scatter(lon, lat, 36, height, 'filled'); % 36 是點的大小

xlabel('Longitude');

ylabel('Latitude');

title('Scatter Plot of Longitude, Latitude, and Height');

colorbar; % 添加顏色條

pkg load io % 載入 IO 包以讀取 CSV 檔

% 讀取 CSV 文件，跳過第一行（標題行）

file_path = 'c:\fs7data\results.csv';

data = csvread(file_path, 1, 0); % 從第二行開始讀取

% 提取經度、緯度和高度資料

lon = data(:, 4); % 假設經度在第四列

lat = data(:, 5); % 假設緯度在第五列

height = data(:, 3); % 假設高度在第三列

% 創建更密集的經度和緯度網格

lon_dense = linspace(min(lon), max(lon), 100); % 創建 100 個均勻分佈的經度值

lat_dense = linspace(min(lat), max(lat), 100); % 創建 100 個均勻分佈的緯度值

[lon_grid, lat_grid] = meshgrid(lon_dense, lat_dense); % 創建經緯度的二維網格

% 使用 griddata 進行插值

interpolated_height = griddata(lon, lat, height, lon_grid,

lat_grid);

% 繪製填充後的資料

% 使用 pcolor 函數繪製填充圖，並設置邊界線為不可見

figure;

pcolor(lon_grid, lat_grid, interpolated_height);

shading interp; % 平滑渲染

colorbar; % 添加顏色條

title('Interpolated Height Data');

xlabel('Longitude');

ylabel('Latitude');

下載簡易的海岸線向量檔，並儲存在c:/fs7data/資料夾中
https://www.naturalearthdata.com/downloads/110m-physical-vectors/

pkg load io % 載入 IO 包以讀取 CSV 檔

pkg load mapping % 載入 Mapping 包以讀取 Shapefile 檔

% 讀取 CSV 文件，跳過第一行（標題行）

file_path = 'c:\fs7data\results.csv';

data = csvread(file_path, 1, 0); % 從第二行開始讀取

% 提取經度、緯度和溫度資料

lon = data(:, 4); % 假設經度在第四列

lat = data(:, 5); % 假設緯度在第五列

temperature = data(:, 2); % 假設溫度在第二列

% 創建更密集的經度和緯度網格

lon_dense = linspace(min(lon), max(lon), 100); % 創建 100 個均勻分佈的經度值

lat_dense = linspace(min(lat), max(lat), 100); % 創建 100 個均勻分佈的緯度值

[lon_grid, lat_grid] = meshgrid(lon_dense, lat_dense); % 創建經緯度的二維網格

% 使用 griddata 進行插值

interpolated_temperature = griddata(lon, lat, temperature,

lon_grid, lat_grid);

% 繪製填充後的資料

% 使用 pcolor 函數繪製填充圖，並設置邊界線為不可見

figure;

pcolor(lon_grid, lat_grid, interpolated_temperature);

shading interp; % 平滑渲染

colorbar; % 添加顏色條

title('對流層頂溫度');

xlabel('Longitude');

ylabel('Latitude');

hold on;

% 讀取 Shapefile 文件

coastline = shaperead('c:\fs7data\ne_10m_coastline.shp');

% 繪製海岸線

for k = 1:length(coastline)

    plot(coastline(k).X,

coastline(k).Y, 'k'); % 使用黑色繪製海岸線

end

hold off;

% 設置 x 軸和 y 軸比例相同

axis equal;

% 設置 x 軸和 y 軸範圍

xlim([-180 180]);

ylim([-90 90]);