VIC Image 驱动程序

前言
一、VIC模型输入
二、运行VIC Image驱动程序
- 2.1 依赖
- 2.2 编译
- 2.3 运行VIC
- 2.4 其它命令行选项
三、VIC模型Image驱动程序输出
- 3.1 模型结果
- 3.2 VIC运行日志
- 3.3 状态文件（可选）

前言

Image驱动程序代表了VIC模型的现代实施方案。它使用netCDF作为输入输出，时间先于空间的运行评估顺序，使用MPI来进行并行处理。

一、VIC模型输入

VIC模型的输入文件可以通过不同的程序或数据集进行构建。下面是对每个输入文件的结构和构建方法的描述。以Stehekin盆地数据集为例，给出一个综合示例，包括每个输入文件，下载链接：downloads page

运行VIC，必须以下输入数据：

全局参数文件详情：这是VIC的主要输入文件，它给出了VIC输入/输出文件的位置和模拟设定的参数。
气象驱动文件详情：网格化、优于逐日时序气象数据的输入。
参数文件详情：地表描述的空间参数文件。
域名文件详情：VIC运行的域名信息。

其它选项：

常量文件详情：时空维度模型参数是常量
初始状态文件详情：水储量（土壤湿度，积雪等），能量储存（土壤温度等）和其它描述当前系统状态的信息。前一VIC模型模拟保存的状态文件可以用作下一VIC模拟运行的初始状态文件。
湖/湿地参数文件详情：文件包含了湖模型的参数。默认情况下，VIC不模拟湖或谁表面的截留。

二、运行VIC Image驱动程序

2.1 依赖

Image驱动有3个依赖：

C编译器。我们常规测试VIC使用如下编译器：
——GNU(gcc 版本4+)
——Clang（clang 版本3+）
VIC还可以使用以下编译器：
——Intel（icc）
——PGI（pgcc）
MPI。我们测试VIC使用以下MPI安装：
——OpenMPI（版本1.5.4+）
——MPICH（版本1.2+）
netCDF4

**Note**:编译Image驱动程序还可以使用OpenMP。现在近乎所有的C编译器都包括了OpenMP标准，用户需要确认makfile有相适应的编译标志（通常为-fopenmp）。可以根据下面的讨论来了解如何控制OpenMP并行。

2.2 编译

大多数实例中，你需要编辑Makefile 文件中NETCDF_PATH 和 MPI_PATH变量。
如果你想使用除了 mpicc 其他编译器，可以编辑 Makefile或是设置MPICC
环境变量，示例

MPICC = /path/to/mpi_c_complier

在Makefile文件中会自动的判定编译VIC，处理netCDF所需的标志和库体。它们可以通过设置下面两个环境变量来重写。这些变量可以通过运行 nc-config --all 来规定。

NC_LIBS = "-L/path/to/libs..."
NC_CFLAGS = "-I/path/to/includes -your_c_flags..."

在某些MPI库版本，你可能还要在编译前设置环境变量 MX_RCACHE = 2。

为了可以使用河流汇流扩展模块，你还必须设置 ROUT 选项。这包括在 Makefile 文件中设置扩展和在输入参数文件中添加特定路径。若了解更多关于汇流扩展模块的信息，可参考routing extension documentation。

变更目录，cd 到“Image Driver”源程序目录，打印 make

cd vic/drivers/image
make

若这步完成无误，你可以在此目录中看到 vic_image.exe 文件， vic_image.exe 是这个模型的可执行文件。

2.3 运行VIC

在命令行输入：

./vic_image.exe -g global_parameter_filename.txt

这里 global_parameter_filename = 与你的项目相关的全局参数文件的名字。
VIC 图像驱动程序可以利用MPI或OpenMP进行并行处理。

Note！！！我们鼓励用户咨询他们的系统管理员的帮助来配置VIC Image驱动程序来进行并行处理。

使用多核处理器和MPI运行VIC Image驱动程序，输入下面信息：

mpiexec -np $n_proc ./vic_image.exe -g global_parameter_filename.txt

这里 n_proc = 使用的处理器核数。注意不同的MPI应用可以使用不同的名字来执行MPI,例如：mpirun,mpiexec_mpt,或 mpiexec.hydra。
为了通过OpenMP线程使用多核处理器来运行VIC模型，设置环境变量 OMP_NUM_THREADS:

export OMP_NUM_THREADS = 8
./vic_image.exe -g global_parameter_filename.txt

2.4 其它命令行选项

VIC还有其它命令行选项：

./vic_image.exe -v: 解释VIC版本
./vic_image.exe -h: 打印VIC命令行选项的列表
./vic_iamge.exe -o: 打印当前执行中的编译时间设置；若更改这些设置，你需要编辑相应的头文件（例如，vic_def.h 或 vic_driver_shared.h）使用 make_full 重新编译。

三、VIC模型Image驱动程序输出

3.1 模型结果

输入结果文件可以由用户来控制，通过在全局参数文件中来设定。若在全局参数文件中没有给定输出文件的指令，VIC将会输出默认参数对应的默认文件。

如何控制VIC输出文件的内容：详情
可输出变量的列表（在 vic_driver_shared_all.h）：详情
默认输出文件：详情
如何添加新的输出变量：详情（当前是不可用）

3.2 VIC运行日志

若全局参数文件中提供了LOG_DIR变量，VIC将会把日志输出到日志文件中（文件名由运行时间来决定）。默认日志文件位置 stderr。日志文件的长度在 Makefile 文件中 LOG_LVL 设定。

3.3 状态文件（可选）

VIC可以输出模拟过程中任一节点的水文状态到文件中（通常是最终状态），目的是在后面模拟重启时作为初始状态文件。这个在循环或方法重现时很有用。

状态文件结构
在全局参数文件中，可以设定保存哪个节点的水文状态，状态文件的命名/位置。

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