GrADS实用绘图(基2)
GrADS绘图与编程(值得收藏)
二、文本格式数据
GrADS格式
现有如下资料： 名称： U850，V850，U200，V200，H500 和TSFC 范围： 60~150E，0~40N 分辨率：2.5×2.5 时间： 1982年1月~1985年12月的逐月资料。
如何将上述资料写成GrADS下的数据格式？
lon) y (或lat) z (或lev) t (或time)
从西向东的水平坐标 从南到北的水平坐标 从地面到高空的垂直坐标 时序坐标。
如 ： set lon 40 160 ；set lat 0 60 定义了水平变化范围 set lat 30；set lon 0 180 定义了沿30N的纬向变化范围 set time jan81 dec94 定义了从81年1月到94年12月的时段
z
(X,Y) (X,Y)
v
t
• T=1 • T=2 • T=3
U V H T
U200
分(z)
时(v)
5月20日(t)
秒(x,y)
18
FORTRAN源程序
Parameter(ii=37,jj=17) Real var(ii,jj) Open(1,file=„u850.dat‟) Open(2,file=„v850.dat‟) Open(3,file=„u200.dat‟) Open(4,file=„v850.dat‟) Open(5,file=„h500.dat‟) Open(6,file=„tsfc.dat‟)
7
简
介
• GrADS 是Grid Analysis and Display System的缩写,它由美国马里兰大学气象 系Brian E. Doty开发。利用该系统可实现 包括格点数据和站点数据的彩色气象图 形分析和显示。具有操作简便、功能丰 富、图形美观、显示快速的特点。在国 内外气象界得到广泛应用。 • 版本：V1.5, V1.6.8, V1.7.7，V1.7.9等
GrADS学习资料：第2章 数据处理
big-endian、little-endian 用于自动改变二进制位存放顺序
<template> 多个时间序列原始数据文件用一个数据描 述文件统一地描述描述这些原始数据时采用的选项， 这些数据文件的文件名形式由 dset 定义的形式命名 文件名，提示所含数据的时次。
例如：
正确的替换为： %y2 两位数年 %y4 4 位数年 %m1 1 或2 位数月 %m2 2 位数月（用 0补齐 1 位数） %mc 3 字符月份缩写 %d1 1 或2 位数天 %d2 2 位数天 %h1 1 或2 位数小时 %h2 2 位小时
设置X方向格点与经度的对应关系
XDEF number <LINEAR Start increment> 或 XDEF number <LEVELS value-list>
number（>=1）给定格点数，整形； LINEAR指明是等间隔分布格点， Start起点坐标，负数表示西经； increment网格间距。 LEVELS参数指明是不等间隔分布格点，列 出具体每个格点的坐标值（以空格分开）。
open(1,file='u.dat')
open(2,file='v.dat')
open(3,file='sst.dat')
! 打开目标文件
open(12,file='mhy.grd',form='binary')
! 把数据文件读入
do 100 it=1,nt do 50 iz=1,nz
read(1,*) ((u(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) 50 continue
GrADS基础绘图
绘图速度较慢，当数据文件较大时，读入很容易内存溢出 远程处理比较麻烦。
grads的优点; （1），最多能读入20个数据文件，数据读取迅速，出图速度快，但是要写描述文件和gs文 件比较麻烦。 （2），在画二维等值线图时，图形非常平滑，这点是我到现在还没大规模用matlab的主要 原因。 （3），它包含了很多气象上所需要的函数，在gs文件里可以直接调用，因此在用它时也省 了不少事。
Grads在win/Linux下的下载、安装、运行
程序：
Windows：grads-1.8sl11-win32e.exe Linux：grads-bin-1.9b4-linuxRH9.tar.gz grads-1.8sl11-linux.tar.gz data.tar.Z
环境变量：
Windows：
Panoply OpenDX (formerly IBM Data Explorer) NCL (NCAR Command Language) ncBrowse (netCDF File Browser) HDF (Hierarchical Data Format) interface GrADS (Grid Analysis and Display System) FERRET NetCDF Toolbox for MATLAB-5 IDV (Integrated Data Viewer) Origin surfer
命令顺序 grads –b|l|p|c open/run set display draw print quit/reinit
显示类型
Grads使用手册
1
令。详见§6。 (4) .exe 系统命令文件，是 GrADS 系统在 DOS 环境下的各执行文件。如 grads.exe 为 GrADS
图形分析和显示命令；dos4gw.exe 为 DOS 的扩展环境；gxps.exe、gxpsc.exe、gxpscw.exe 都是图元文件转换为 postscript 文件的执行文件；gxtran.exe 是图元文件转换到显示器上 显示的执行文件；gx.exe 是将图元文件转换为各种不带 ps 解释器的打印机输出的执行文 件。详见§1.3。 (5) .gmf（.met） GrADS 系统图元输出文件，格式由 GrADS 内定，文件名随用户自定，
中国科学院大气物理研究所 大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室 National Key Laboratory of Numerical Modelling for Atmospheric Sciences and Geophysical Fluid Dynamics ( LASG ) Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences
gradsnc
GrADS with readline, printim, LATS, read/write NetCDF
gradshdf GrADS with readline, printim, LATS, read/write HDF, read NetCDF
gribmap
"Maps" a GRIB data set to a GrADS descriptor file
§1.3 基本操作
新版本的 GrADS 交互环境中可以使用上下左右箭头键对曾经使用的命令进行调用和编 辑，但仅限于本次启动 GrADS 交互环境后所使用的命令。
(完整版)GrADS绘图软件使用手册
GrADS绘图软件实用手册2002年1月目录第一章GrADS绘图软件概述1.GrADS绘图软件简介2.Internet上的GrADS资源2.1GrADS在Internet上的主页2.2windows环境下GrADS资源3.GrADS绘图软件的安装（windows环境）3.1在windows环境下安装GrADS软件包X server 的安装第二章GrADS绘图模板1.GrADS示例演示1.1 启动GrADS1.2 退出GrADS1.3 示例演示GrADS命令的使用2.GrADS绘图模板3.GrADS模板的高级应用GrADS描述语言GrADS高级模板的应用第三章GrADS数据格式1.格点数据描述文件1.1 数据描述文件各项解释1.2 生成model.le.dat和model.le.ctl文件的程序代码片段2.站点数据的格式附录1.如何精确控制图形输出的尺寸—Landscape纸型2.台站资料的显示3.Linux环境下的安装第二章GrADS绘图软件概述1GrADS绘图软件简介The Grid Analysis and Display System(GrADS) 是一套应用广泛、使用方便的科学数据绘图软件包。
其主要特点：●GrADS属于自由软件，可以从Internet上免费获得。
●可运行于各种Windows 和Unix工作平台。
●GrADS可用于4D数据的分析。
既经度、纬度、层（气压层、高度层等）和时间/xyzt 4维。
数据可以是格点化的数据或离散点数据。
GrADS特别适用于气象类数据的分析。
但也完全可以用于更广泛类型的数据分析。
●GrADS有多种显示方式：等值线、流线、矢量图、风矢量图、站点填图、折线图、直方图等多种两维图形。
●可处理多种数据格式的数据。
GRIB、NetCDF、HDF-SDS等通用数据格式和系统自定义的一种二进制数据格式。
●采用命令行输入的方式交互式地显示图形。
并有多种命令对数据进行再加工。
GrADS绘图学习技巧与实例
以下技巧总结都是笔者从学习实践过程中总结出来的，基本的问题。
不求全面，希望对读者学习有用，如果有问题，敬请留言指正，以促进交流学习！1、软件综述：grads软件是一款绘图软件除了绘制图形，还可以提取数据，主要应用是在大气科学中，当然只要是数据处理成grads能够读取的数据文件就可以进行相关绘图。
软件版本问题，软件本身不是很大，我接触到1.8、1.9、2.0版本的，1.8版本的安装很多情况还要修改环境变量、1.9版本的不识别‘sdfopen’命令，最稳定的版本是2.0版本，所以笔者推荐学习者安装2.0版本，选择默认安装路径就可以。
2、文件类型简述：grads处理的是网格数据，可以处理的数据类型有：grd、grib、nc（海洋常用的数据），cdf（雷达卫星数据），其中nc、cdf数据都是自带描述文件，不需要ctl，grib数据要通过命令生成ctl、index数据才可以调用，常用的是grd数据，需要ctl。
3、数据文件转换：grads软件识别的数据是二进制无格式数据，文件类型是‘binary’，写入和生成时是不需要格式的如read(20) sst(i,j,iz,it),20为文件号，通常是十进制数据与grd数据间转换，这里给一个grd转换成txt数据的fortran程序：parameter(nx=56,ny=41,nz=1,nt=360)dimension sst(nx,ny,nz,nt)real sstopen(15,file='sst.grd',form='binary') ！固定的用form=‘binary’就是二进制数据open(16,file='sst.txt') ！新建txt文件do it=1,ntdo iz=1,nzread(15) ((sst(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) ！read后只有文件号，数据是无格式的enddoenddodo it=1,ntdo iz=1,nzwrite(16,*) ((sst(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) ！输出时是txt文件可直接看的数据，有格式输出，有*enddoenddoclose(15)close(16)end写程序时：注意格点数要与数据对应，如：上程序对应的数据是经度90~200，纬度-20~60，时间：1971.01~2000.12共360个月的海面温度数据，数据格点精度2*2 ，nx=(200-90)/2+1,ny=(60-(-20))/2+1,nt=360，nz=1，大气的数据要根据数据的层次确定几层。
GrADS实用绘图--站点图 函数使用
存放在 系统变量 result中
16
六. set gxout其它选项(D)2—print / fwrite
输出格式
set prnopts format(%g) line_n(8) blank_n(1) { |u}
LASG动力论坛版
数据写屏输出 set gxout print binary数据输出 set gxout fwrite
• 注意点
♥♥♥
– 为避免插值出现虚假结果, 参考网格的间隔与站点 间距相近为好; – 具体情况具体分析, 并不一定Cressman函数更好!
12
LASG动力论坛版
六. 图形显示(D)2
• 变量定义技巧
— 站点绘图扩展
♥♥♥
– define命令只适用于格点数据; – 在当前缺省文件为格点数据时, 可以用define 命令将站点数填色(马赛克图) stat 按set fgvals指定值填网格颜色 print 网格填值 fwrite
findstn 寻找最近的站点 model 站点填图 stnmark 标记站点位置 value 标站点值
tserbarb 单站的风羽时间序列 tserwx 单站天气现象时间序列 wxsym 在站点上标记天气符号(set wxopt)
天气符号颜色
set wxcols #c1 #c2 …
字符大小
set digsize #inch
粗 细
set cthick #thick
颜 色
set ccolor #color
u,v,t,d,slp,Δp: 风,温度,露点,地面气压,变压 cloud: [1~9] 标记的类型, [20~25]云量: 20晴, 21少云, 22中云, 23多云, 24阴; 25缺测(M)
GrADS绘图学习技巧与实例
以下技巧总结都是笔者从学习实践过程中总结出来的，基本的问题。
不求全面，希望对读者学习有用，如果有问题，敬请留言指正，以促进交流学习！1、软件综述：grads软件是一款绘图软件除了绘制图形，还可以提取数据，主要应用是在大气科学中，当然只要是数据处理成grads能够读取的数据文件就可以进行相关绘图。
软件版本问题，软件本身不是很大，我接触到1.8、1.9、2.0版本的，1.8版本的安装很多情况还要修改环境变量、1.9版本的不识别‘sdfopen’命令，最稳定的版本是2.0版本，所以笔者推荐学习者安装2.0版本，选择默认安装路径就可以。
2、文件类型简述：grads处理的是网格数据，可以处理的数据类型有：grd、grib、nc（海洋常用的数据），cdf（雷达卫星数据），其中nc、cdf数据都是自带描述文件，不需要ctl，grib数据要通过命令生成ctl、index数据才可以调用，常用的是grd数据，需要ctl。
3、数据文件转换：grads软件识别的数据是二进制无格式数据，文件类型是‘binary’，写入和生成时是不需要格式的如read(20) sst(i,j,iz,it),20为文件号，通常是十进制数据与grd数据间转换，这里给一个grd转换成txt数据的fortran程序：parameter(nx=56,ny=41,nz=1,nt=360)dimension sst(nx,ny,nz,nt)real sstopen(15,file='sst.grd',form='binary') ！固定的用form=‘binary’就是二进制数据open(16,file='sst.txt') ！新建txt文件do it=1,ntdo iz=1,nzread(15) ((sst(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) ！read后只有文件号，数据是无格式的enddoenddodo it=1,ntdo iz=1,nzwrite(16,*) ((sst(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) ！输出时是txt文件可直接看的数据，有格式输出，有*enddoenddoclose(15)close(16)end写程序时：注意格点数要与数据对应，如：上程序对应的数据是经度90~200，纬度-20~60，时间：1971.01~2000.12共360个月的海面温度数据，数据格点精度2*2 ，nx=(200-90)/2+1,ny=(60-(-20))/2+1,nt=360，nz=1，大气的数据要根据数据的层次确定几层。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
误差线图 set gxout errbar d line1;line2 颜 色
set ccolor #color
标记颜色
set ccolor #color
标记大小
set digsize #inch
线 宽
set cthick [1~10]
3
LASG动力论坛版
四. 图形显示(D)1
本节内容提要
基本概念
– 数据文件 – .ctl文件 – 维数环境
— 格点绘图
内建图形样式及其定制
– 1-D序列图 – 2-D平面图 – 定制
自由图形 动画*
4
LASG动力论坛版
四. 图形显示(D)1
基本概念
– 数据文件 – 数据描述文件*.ctl
8
LASG动力论坛版
四. 图形显示(D)1
"画布" — 横放 / 纵放
$ grads -l 或 $ grads –p
— 设置布局
虚拟页面尺寸(单位: 英寸!
ga-> set vpage 0 11 0 8.5 ga-> set vpage 0 8.5 0 11
1inch=2.54cm) grads –l grads –p 画布为Letter纸 大小, 不可超出! 请预留坐标和标 题的位置!
scatter
set xlint int set ylint int
18
LASG动力论坛版
四. 图形显示(D)1
等值线平滑
set cterp on/ off
on/ off/ linear
~ csmooth
— 2-D单变量图1
等值线图 set gxout contour ~ ~ shaded
等值线颜色
标记类型
set cmark #marker
线 型
set cstyle #style
17
LASG动力论坛版
四. 图形显示(D)1
errbar
— 1-D双变量图示例
set xaxis strt end int set yaxis strt end int set vrange vlo vhi set vrange2 vlo vhi
文件的字节数相同, GrADS通过描述文件(.ctl)正确识别.
UNIT=10的数据文件 在实际空间上的结构
高度
经度
UNIT=20 的数据文 件在实际 空间上的 结构
高度
纬 度
纬 度
经度
6
LASG动力论坛版
四. 图形显示(D)1
– 维数环境
— 格点绘图
网格坐标系 x, y, z, t ~ 如同数组下标 实际坐标系 lon, lat, lev, time 缺省维数环境
绘图区范围设置
ga-> set parea 1 10.5 1 8
9
LASG动力论坛版
四. 图形显示(D)1
— 实现一页多图
将画布分成几个小的虚页
panels_demo.gs ~ 各虚页相对独立, 不能跨虚页作图写字符
在一个虚页上设置多个绘图区
pages.gs
设置绘图窗口尺寸
'set xsize x y'
四. 图形显示(D)1
一页多图范例
pages.gs
panels_demo.gs
(注意区别)
12
LASG动力论坛版
四. 图形显示(D)1
设置图形类型 1-D图 2-D图
— 设置图形类型
set gxout …
– 维数环境 x | y | z | t 只有1维变化 – 单站的探空曲线, 台风年频数序列… – 维数环境 x | y | z | t 中有2维变化 – 水平分布 / 垂直剖面 / 经向剖面 / 纬向剖面 / 任意剖面 时间演变 /…
'set csmooth on' 'set gxout shaded' 'set black 760 780' 'd var' 'set gxout contour' 'set cint 5' 'd var' 'set clevs 0' 'set ccolor 1' 'd lat'
— 2-D单变量图范例
set ccolor rainbow ~ ~ revrain ~ ~ #color
等值线标记方式
set clab on/ off/ forced/ string/ auto
等值线间隔
set cint int
特征线值/颜色
set clevs v1 v2 … set ccols #c1 #c2…
线 宽
set cthick [1~10]
直方图 set gxout bar
外观属性
set baropts filled ~ ~ outline
颜 色
set ccolor #color
缺测点
set missconn on ~ ~ off
线 宽
set cthick [1~10]
折线图 set gxout line
标记类型
set cmark #mark
tserbarb 单站的风羽时间序列 tserwx 单站天气现象时间序列 wxsym 在站点上标记天气符号(set wxopt)
14
LASG动力论坛版
四. 图形显示(D)1
柱间距
set bargap percent
— 1-D单变量序列图
颜 色
set ccolor #color
基 线
set barbase top ~ ~ bottom ~ ~ value
7
LASG动力论坛版
四. 图形显示(D)1
内建图形及其定制
– 布局/ 一页多图
画布/ 虚页/ 绘ຫໍສະໝຸດ 区大小— 格点绘图命令顺序 set display draw print
– 图形类型
等值线/ 填色/ 流线/ 风矢/ 站点/…
– 图形要素
标题/ 标值 坐标和坐标轴 线型/颜色/标记 字符/天气符号 地图底图 / 投影方式 / 分辨率
set mpdset lowres set mproj latlon set map auto set map 1 1 1 draw map
run cbarn.gs
set grads on set grads off
Set timelab on Set timelab off
11
LASG动力论坛版
errbar 标误差线 linefill 两线之间填色 scatter 散点图 grfill fgrid grid
按网格填色(马赛克图) stat 按set fgvals指定值填网格颜色 print 网格填值 fwrite
findstn 寻找最近的站点 model 站点填图 stnmark 标记站点位置 value 标站点值
display u;v;mag(u,v)
风羽图 set gxout barb 风羽绘制方式
set hempref auto ~ ~ nhem ~ ~ shem
特征值/颜色
set clevs v1 v2 … set ccols #c1 #c2…
箭头大小比例
set arrowhead ±inch
流线图 set gxout stream 流线密度
— 格点绘图
气象要素场按照 一定格式存储 说明数据文件的内容
沿纬线方向的点数 (x方向维数) 沿经线方向的点数 (y方向维数) 沿垂直方向的点数 (z方向维数) 有多少个时间点 (t方向维数) 有多少气象要素/ 每个气象要素的层次
构成 "维数环境"
5
LASG动力论坛版
四. 图形显示(D)1
.ctl文件相当于翻译官——
— 格点绘图
i 经度 j 纬度 k 高度
Write(10,rec=1) ( ( ( temp (i, j, k), i=1,18), j=1,9), k=1,5) Write(20,rec=1) ( ( ( temp (i, j, k), i=1,5), j=1,9), k=1,18)
线 型
set cstyle #style
标记大小
set digsiz #inch
set xlopts #color thick size set ylopts #color thick size
LASG动力论坛版
set xlpos offset side set ylpos offset side
set xlabs b1|b2|b3|… set ylabs b1|b2|b3|…
16
LASG动力论坛版
四. 图形显示(D)1
— 1-D双变量序列图
散点图 set gxout scatter d var1;var2 双线填色图 set gxout linefill d line1;line2 颜 色 set lfcols #c1 #c2
15
四. 图形显示(D)
filled bar linefill
— 1-D序列图示例
line
line
outline bar linefill
'set t 3 9' 'define red=lat-lat' 'set t 1 12' … 'd red'
set xlevs x1 x2 x3… set ylevs y1 y2 y3…
21
LASG动力论坛版
四. 图形显示(D)1