资料同化 | 搭建docker环境-1-编程知识

Community Gridpoint Statistical Interpolation (GSI) system

DTC 是一个分布式设施，NWP 社区可以在这里测试和评估用于研究和操作的新模型和技术。

DTC

DTC的目标包括：

链接研究和操作社区
研究成果转化为实际操作的速度
加快改善天气预报
开发和测试有前途的数值预报新技术
为模型和数据同化系统的循环或实时测试提供机会

开发测试中心(Developmental Testbed Center，DTC)目前维护并支持 GSI 系统的社区版本(现在是3.7版本)。GSI 是由美国国家海洋和大气管理局(NOAA)、美国国家航空航天局(美国国家航空航天局)和国家大气研究中心(nCAR)共同开发的一个数据同化系统。下面演示如何在Linux系统上搭建一个数据同化系统，再次之前已经在系统上安装好了WRF以及docker。

前期准备

你必须要在你的系统上拥有docker软件，前往以下网页进行下载和安装docker

https://www.docker.com

docker

对于mac用户

只需从其官方网站下载“ docker”并安装即可。

对于 Debian/Ubuntu based Linux systems (recent releases)
使用以下命命令进行安装

   curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -sudo add-apt-repository "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"sudo apt-get updateapt-cache policy docker-cesudo apt-get install -y docker-ce

注意：如果curl命令不可用，则改为使用 wget，如下所示:

wget https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg; cat gpg | apt-key add -

一般来说，你需要系统管理员权限才能安装 docker。

对于 Windows 用户，强烈建议安装 VirtualBox，然后安装基于 Ubuntu 的虚拟机在这个基于 Ubuntu 的虚拟机中，你可以按照上面的步骤安装 docker

由于我所使用的Linux系统已经提取装好了docker，所以下面我直接开始使用啦

下载GSI Docker Container

下载地址：

https://dtcenter.org/community-code/gridpoint-statistical-interpolation-gsi/download

Download

Get and run comgsi/docker

参考教程：https://dtcenter.org/sites/default/files/community-code/gsi/release-notes/README.GSI_Docker

1 获取 comgsi/docker image

存在两种获取comgsi/docker的方法，一个是直接通过docker拉取，另一个是通过下载源文件，我这里是通过下载源文件进行的

获取方法1

在linux 界面直接创建一个自己的mygsidocker文件夹后，使用wget命令下载docker，然后解压下载的压缩包，最后使用docker命令加载解压缩的文件

mkdir mygsidocker
cd mygsidocker
wget https://dtcenter.org/dfiles/code/gsi/comgsi_docker.tar.gz
gunzip comgsi_docker.tar.gz
docker load -i comgsi_docker.tar

wget

获取方法2


docker pull comgsi/docker

Docker 会自动从 hub.docker.com 下载 comgsi/docker。

Comgsi/docker 容器的大小为695 MB。

如果从 hub.docker.com 下载速度太慢，请考虑方法1

2 启动容器：comgsi/docker

运行以下命令，为了获取一个运行脚本:"rungsidocker"来启动comgsi/docker

echo 'docker run -h mygsidocker -v "$(pwd)":/tutorial -ti --rm comgsi/docker' > rungsidocker; chmod +x rungsidocker

这里的mygsidocker是我创建的文件夹名称，可以自己根据自己创建的文件夹名称进行相应更改。运行完上述命令后，你会发现mygsidocker下面多个了脚本：./rungsidocker

现在，您可以每次输入 ./rungsidocker来启动 comgsi/docker

如果运行过程中出现：

权限警告

需要运行以下命令更改目标目录的权限：

sudo chmod 777 .

然后再次运行./rungsidocker：

一旦 comgsi/docker 成功启动，您将在 docker 中看到类似如下的输出:

comgsi@mygsidocker:/tutorial$

注意1: 这个/tutorail 是主机系统下的目录映射，您可以在其中执行 rungsidocker命令。这个映射允许您从主机系统访问 docker 中的文件，并且您的文件不会消失
注意2: 在 /tutorial 下将自动创建三个目录 /build, /case_data, /run

重新打开一个Linux页面，使用docker ps 命令,可以查看当前的运行容器内容

现在您知道 comgsi/docker 容器 ID 是: 08aeab0a3728，输入

docker exec -it 08aeab0a3728 bash

你会进入一个新的shell页面，这类似于游戏里面的双开了哈哈哈(懂的都懂

3 在comgsi/docker中运行 GSI/EnKF

以下所有步骤都在 comgsi/docker 容器的 shell 中完成，即运行./rungsidocker之后的页面

使用wget下载 GSI/EnKF 压缩包：

wget https://dtcenter.org/sites/default/files/comGSIv3.7_EnKFv1.3.tar.gz

在docker的 /tutorial目录下，可以看到
comGSIv3.7_EnKFv1.3.tar.gz

使用tar命令进行解压缩:

tar xvfz comGSIv3.7_EnKFv1.3.tar.gz

编译GSI/EnKF

cd build
cmake ../comGSIv3.7_EnKFv1.3
make

根据主机的不同，需要10 ~ 20分钟才能完成编译。

如果不想从源代码进行编译，可以跳过步骤(2)并下载预编译的代码可执行文件

wget http://dtcenter.org/com-GSI/MPMC/precompiled.tar.gz
tar xvfz precompiled.tar.gz

链接可执行文件到 run/

cd ../run
ln -sf ../build/bin/gsi.x . 
ln -sf ../build/bin/enkf_wrf.x .

现在，您可以按照 DTC 网站上的说明在 run/目录下运行所有教程案例

注意1：你可以下载案例的数据到/tutorial/case_data目录下面
注意2：在comgsi/docker下面，如果你的系统支持并行运算，可以进行多核计算

    e.g.:   mpirun -n 2 run.case03-conv.ksh

检测运行

进入docker环境，进入build/bin/ 文件夹，运行 ./gsi.x

没有啥问题，下一步就可以进行后续的案例测试啦

https://dtcenter.org/about

https://dtcenter.org/sites/default/files/community-code/gsi/release-notes/README.GSI_Docker

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