GrADS绘图软件安装及入门
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基础绘》课件
GrADS的主要应用领 域
GrADS被广泛应用于气象 学、气候学、海洋学、环 境科学等领域的数据处理 和可视化。
安装及环境配置
1
GrADS的安装步骤
详细介绍如何下载、安装和配置GrADS软件。
2
GrADS环境的配置
探索如何设置和调整GrADS的环境变量以适应个人需求。
3
GrADS的基本设置
了解GrADS的基本设置和首选项，以优化您的工作流程。
GrADS与其他软件集成
GrADS和Python的 数据交互
探索如何结合GrADS和 Python的强大功能，进行数 据交互和自动化处理。
GrADS与Matlab的 数据联动
了解如何在GrADS和Matlab 之间无缝传递数据，实现更 多分析和可视化功能。
GrADS在GIS领域的 应用
发现如何将GrADS与地理信 息系统（GIS）工具结合，实 现空间数据的分析和可视化。
总结
GrADS的优缺点评价
综合评价GrADS的优点和不足，帮助您了解 该工具是否适合自己的数据可视化需求。
GrADS使用心得交流
分享使用GrADS的一些心得体会和实用技巧， 促进经验交流和学习。
GrADS高阶绘图技能
GrADS高级绘图基础
学习如何创建精美且高度可定 制的数据可视化图表，彰显数 据的特点和趋势。
GrADS图像调整及美化
发掘GrADS图像调整和美化工 具，使您的图表更具吸引力和 专业性。
GrADS数据可视化技巧
了解如何创建交互式、动态和 多维数据可视化，提升数据沟 通的效果。
GrADS案例分析
1
GrADS数据处理应用案例
2
分享一些使用GrADS进行数据处理和
实验二 GrADS软件的应用
实验二 GrADS软件的应用一.实验目的1.掌握GrADS(Grid Analysis and Display System)软件的安装。
2.掌握GrADS软件的启动方法。
3.熟悉GrADS的常用命令。
4.了解GrADS软件包内的常用文件。
5.掌握GrADS画图的方法。
6.掌握查看画好的图片的方法。
二.实验内容1.软件安装2.启动软件方法开始运行cmd 然后输入C：\grads19 \win32 \grads.exe或打开C盘-grads19-win32-grads.exe3.常用命令Reinit 重新初始化GrADS设置，同时关闭所有打开的文件，并释放所有定义的对象open 打开数据文件set t 9 设定时次固定为数据集中第九个时次set lon 90 140 设定经度变化从东经90度至140度set lat 10 60 设定纬度变化从北纬10度至北纬60度set mpdset cnworld 设置地图数据集set map color style thickness 用定制的颜色，线性和线宽绘背景地图draw map 低级绘图指令，直接进行所指定图形元素操作set lev 200 设定高度维数固定为200h Pa 等压面enable print 打开磁盘文件，用于存放随后print命令转换生成的当前屏幕图形的图元数据set grads off 不打印出GrADS标记set grid off' 不画网格set cthick 6 设置等值线线宽set clopts 1 6 0.12 设置等值线标记的颜色set xlopts 1 6 0.18 设置等值线x轴标记的颜色set ylopts 1 6 0.18 设置等值线y轴标记的颜色set gxout contour 二维等值线绘图set cint 4 设置等值线间隔d smth9(u) 温度Print 将当前图形窗口重的图形转化为图元数据，存放在先前enable 命令指定的磁盘文件中，每执行一次prin t 即向该文件中附加一幅窗口图形4.GrADS软件包内的常用文件.dat 二进制无格式记录的原始气象数据文件，其数据既可以是格点数据，也可以是站点数据。
GrADS绘图基础
显示图形 ga-> display u gaga-> d u; v.2 gaga-> d u; v.2; mag(u,v.2) ga 保存图形 ga-> enable print gaa.gmf ga-> print gaga-> disable print ga 清屏 ga-> clear gaga-> c ga重置缺省环境, 重置缺省环境, 不关闭 数据文件 ga-> reset ga重新初始化, 重新初始化, 关闭 reinit
Linux： Linux： 在.cshrc 文件中添加: 文件中添加: # 执行文件路径：setenv PATH /usr/local/grads/bin:${PATH} 执行文件路径： # 字体和底图文件路径：setenv GADDIR /usr/local/grads/dat 字体和底图文件路径： # 脚本库的路径：setenv GASCRP /usr/local/grads/lib 脚本库的路径：
GrADS基础绘图 GrADS基础绘图
何晏春 20082008-2-23
提纲
1、grads功能概述 grads功能概述 （1）、软件性能介绍:主要是与matlab对比 ）、软件性能介绍:主要是与matlab对比 （2）、 grads在win/Linux下的下载、安装、运行： grads在win/Linux下的下载、安装、运行： linux/windows环境变量的设置，安装后各个目录文件的内容 linux/windows环境变量的设置，安装后各个目录文件的内容 （3）、紧接着进行grads的简单操作：对nc资料的操作，画两张简单的图：contour与shaded叠加 ）、紧接着进行grads的简单操作：对nc资料的操作，画两张简单的图：contour与shaded叠加 （2）、Grads网络资源 ）、Grads网络资源 2、Grads的图形显示类型及绘图设置 Grads的图形显示类型及绘图设置 （1）、一维：直方、折现、散点、误差图.... ）、一维：直方、折现、散点、误差图.... （2）、二维：等值线、阴影图、风矢量、流线图、站点天气图 （3）、图形设置：坐标、线型、页面、地图投影、地表状况、图形信息开关 3, Grads 函数 4、grads 批处理脚本 3、Grads数据准备 Grads数据准备 （1）、ncep资料的直接读取 ）、ncep资料的直接读取 （2）、二进制格点数据的生成、数据描述文件ctl作用 ）、二进制格点数据的生成、数据描述文件ctl作用 介绍grads格点数据的存储结构，即维数环境，生成二进制的fortran程序段； 介绍grads格点数据的存储结构，即维数环境，生成二进制的fortran程序段； ctl文件的作用，ctl文件的结构。 ctl文件的作用，ctl文件的结构。 （3）、mm5out_to_Grads,wrfoutput_to_grads, ）、mm5out_to_Grads,wrfoutput_to_grads, （4）、站点数据的准备以及站点图形的绘制 4、grads函数的使用： grads函数的使用： （1）、数学函数 (2）、统计函数 (2）、统计函数 （3）、网格处理函数 ....... 5、实例示范 （1） precluster应用 precluster应用 （2） pc演示，用grads的totourial。 pc演示，用grads的totourial。
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画图入门
命令：query dims
ga-> q dims Default file number is: 1 X is varying Lon = 100 to 150 X = 1 to 101 Y is varying Lat = 0 to 40 Y = 1 to 81 Z is fixed Lev = 1000 Z = 1 T is fixed Time = 00Z19JUL2005 T = 1
• 3、图形显示类型及绘图设置：
（1）一维：直方、折现、散点、误差图....（excel 2003） （2）二维：标量场——等值线、阴影图 矢量场——风矢量、流线图 站点—— （3） draw line/string/title/mark……
标量场分析
1. 等值线
2. 阴影图 1. 等值线
设置 set gxout contour
Outline
• 1、grads功能概述(不讲) • 2、Grads数据准备：
（1）ncep资料的直接读取 （2）mm5out_to_Grads,wrfoutput_to_grads （3）二进制格点数据dat的生成和数据描述文件ctl作用 （4）站点数据的准备以及站点图形的绘制
• 3、图形显示类型及绘图设置：
ga-> q files File 1 : TC0801-StrkPro024 2008041714 Descriptor: strike024_041714.ctl Binary: strike024_041714.dat File 2 : TC0801-StrkPro024 2008041720 Descriptor: strike024_041720.ctl Binary: strike024_041720.dat
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，
GrADS 的绘图工作区分三个层次，一层是实际页（real page），即硬拷贝的 A4 纸大小， 单位为英寸（注意横放或竖放）；一层是虚拟页（virtual page），单位也是英寸，缺省时虚页 等同于实页；第三层是在虚页中指定绘图区域，其单位用的虚页中的虚英寸，即缺省时等同 于实际英寸，当设置虚页后按比例度量。注意第三层所定义的区域只包含图形，不包括坐标 轴、标题等附属信息的位置，即要预留出附属信息的区域。
(1) .dat 二进制无格式记录的原始气象数据文件，其数据既可以是格点数据，也可以是站 点数据。它们是从其它气象数据（如站点气象报、格点气象报、模式格点输出结果）转 换生成的。对格点数据而言，其格式为二进制无格式直接或顺序记录格式。总之对格点 数据，整个数据集是一个大的五维数据场，包括三维物理空间、一维物理变量、一维时 间变量，存放时以二维数组片的形式按水平、垂直、物理变量、时间序列的顺序排放， 详情参见§4。
本手册下载： GrADS 中文讨论区：
/grads/ /grads/gadoc/library.html /atmos/gadoc/library.html （本地） /grads/index.html /cgi-bin/forum/forums.cgi?forum=3
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GrADS绘图软件安装于入门目录第一章GrADS绘图软件概述1.GrADS绘图软件简介2.GrADS绘图软件的安装（windows环境）3.1在windows环境下安装GrADS软件包第二章GrADS绘图模板1.GrADS示例演示启动GrADS退出GrADS示例演示GrADS命令的使用第二章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。
如求平均；计算涡度、散度、垂直积分、计算差分等。
图形可以按多种格式存储：ps、png、jpg、tiff、gif、windows metafile等。
自身以 metafile格式存储。
提供多种辅助工具软件。
如看图、打印、图形格式转换（gv）等工具。
2Internet上的GrADS资源GrADS在Internet上的主页GrADS主页地址：从GrADS主页上可以找到预编译好了的适合于windows环境下的GrADS软件包，windows环境下GrADS资源——GrADS软件包安装执行程序。
目前在windows环境下较新的版本为GrADS第版。
下载GrADS演示数据：从和文件；或者GRIB码格式的数据：、和3GrADS绘图软件的安装（windows环境）在 windows下运行GrADS的条件：安装GrADS软件包3.1在windows环境下安装GrADS软件包运行上述可执行文件（双击）进入第一个画面：用鼠标选择“OK” 键，进入第二步，显示GrADS的安装向导，选择“Next”进入第三步，显示信息如下：选择“I Accept Tems”键：进入第四步，要确定最终安装目录。
系统显示缺省安装在:“C:\OpenGrADS” 目录下。
但为了在Dos环境下运行方便，最好不要安装在目录名中有空隔的目录下—如“P rogram File”。
因此这里可改为“c:\Open GrADS”或其它。
修改完后用鼠标点击“OK”键安装程序开始安装。
安装程序将修改你的文件中的set path=（…原path加上);c:\pcgrads\win32(若安装在Program File目录下，c:\progra~1\pcgrads\win32)。
安装完后可从“开始”看到如下画面：表示GrADS软件包已安装成功，现在可以开始使用GrADS软件了。
Getting_Started和tutorial是入门和初学指南；users是在线帮助手册。
在开始使用前，先来考察一下安装程序在GrADS的目标目录（如上例中的“c:\Open GrADS”）下安装的内容：win32下安装有GrADS的所有可执行程序；dat目录下有运行GrADS所需的字库和地图数据文件；doc目录下存放帮助和说明文件；lib目录下存放了一些有趣的模板。
GrADS常用命令列表Grads经典GrADS，支持Grib,NetCDF,IEEE格式的数据。
GradsC压缩模式的GrADS，占内存最小。
GradsGUI（假）图形界面的。
GradsHDF与经典GrADS相当，多增加了HDF-SDS格式。
GradsNC与经典GrADS相同。
gv32Windows下看图（metafile格式）及格式转换工具。
rxvt在Windows下打开一个命名行窗口。
第三章GrADS绘图模板初学者可以通过“初学指南”既参考GrADS软件的“Tutorial”联机帮助文件开始学习。
GrADS并不直接使用“数据文件”，而是通过“描述文件”间接使用“数据文件”。
GrADS中“打开一个数据文件”既是指打开一个数据描述文件。
关于GrADS数据格式和用户如何生成该格式的数据，将有下面章节讲述；关于GRIB、NETCDF等数据格式的使用也将有专门论述。
以下以第一组数据说明GrADS的使用。
在使用数据前，先将数据，和文件存于硬盘上的某一目录下，如C:\OpenGrADS\Contents\Resources\SampleDatasets。
首先来了解一下数据的内容。
是一组模式输出的全球5天数值预报结果，包括了多个要素、多层，按经纬度网格存放的数据。
以下是清单：ps 0 1 Surface pressure [hPa]ua 7 33 Eastward wind [m/s]va 7 34 Northward wind [m/s]zg 7 7 Geopotential height [m]ta 7 11 Air Temperature [K]hus 7 51 Specific humidity [kg/kg]ts 0 11 Surface (2m) air temperature [K]pr 0 59 Total precipitation rate [kg/(m^2*s)]1.GrADS示例演示目的：学习GrADS的基本使用方法。
介绍GrADS的常用命令。
启动GrADS打开一个MS-DOS窗口。
在MS-DOS窗口输入命令：cdC:\OpenGrADS\Contents\Resources\SampleDatasets再输入命令: grads，显示如下提示：首先显示GrADS的一般信息，最底行提示是用“L andscape”模式（11X8.5英寸）或portrait（ X11英寸—GrADS中长度和大小单位都用英寸）模式显示图形输出窗口。
输入L回车或回车是“L andscape”模式；输入P回车是用portrait模式。
之后进入GrADS 的命令交互模式，等待用户输入命令。
此时你的桌面应如下图所示的特征。
若想启动GrADS直接进入命令交互模式，输入命令：grads –l，直接进入“L andscape”模式或grads –p，直接进入portrait模式。
要获得GrADS命令行帮助，请运行grads –help。
grads -b以批处理方式运行，不显示图形输出grads -l 以“L andscape”模式运行。
grads -p 以“portrait”模式运行。
grads -c 进入GrADS后，执行批处理命令文件，显示图形输出。
grads -cl 以上选项可联合使用。
左上角一个窗口是图形显示区，GrADS的所有图形输出结果在此窗口下显示；下部为原打开的MS-DOS窗口，此时正在运行GrADS，提示显示“ga->”，说明正处于GrADS命令等待状态。
GrADS的所有命令都只能通过该窗口输出，所有文字信息也都由此窗口输出。
GrADS命令采用以下格式：ga->命令 <参数<参数，，>，，>输入的参数不包括“< >”符号，“< >”内的部份可以省略。
所为的命令交互模式既是在GrADS命令提示符下，一步步输入各种GrADS命令产生各种图形。
退出GrADSga->quit示例演示GrADS命令的使用。
例1例2例3例4ga->c 清除图面。
ga->set lat 0 90ga->d z 显示西北半球500hPa层，位势高度。
Lon、lev、t设定值采用前例使用值不变。
例5ga->c 清除图面。
ga->set t 1 5ga ga->d z 动画显示西北半球500hPa层，至位势高度。
例6ga->c 清除图面。
ga->set lat -90 90ga->set lon -90ga->set lev 1000 100ga->set t 1ga->d t 显示沿900W，1000-100hPa温度剖面图。
ga->d u 在上图基础上再叠加上东西风分量。
例7ga->c 清除图面。
ga->set lat 40ga->set lon -180 0ga->set lev 500ga->set t 1 5ga->d z 显示500hPa沿400N，高度的时间剖面。
例8ga->c 清除图面。
ga->d sqrt(u*u+v*v) 显示500hPa全风速值。
或ga->d mag(u,v) GrADS内部定义了多种函数。
例9ga->c 清除图面。
ga->d ave(z, t=1,t=5) 显示500hPa高度5天平均。
ga->d z - ave(z, t=1,t=5) 高度与平均的偏差。
例10ga->c 清除图面。
ga->d z - ave(z, x=1,x=72) 高度与纬向平均值的偏差。
例11ga->c 清除图面。
ga->d z(t=2)-z(t=1) 两个时刻高度的差。
或执ga->d z(t+1)-z例12ga->c 清除图面。
ga->d z(lev=500)-z(lev=700) 两个高度间的厚度。
或执ga->set z 3ga->d z(z+1)-z例13“变量名”是指用户在“·ctl”文件中定义的变量名称。
GrADS可以同时打开多个文件，并为每个打开的文件编一个序列号（从1开始）。
上例中，序列号1指文件，序列号2指。
缺省情况下序列号为1，并可省略。
维数参数指lat/lon/lev/time或x/y/z/t。
下画线部分可省或部分省略。
对于有两个不同文件中的数据作运算时，两种数据网格要一致。
例14例15ga->reset 删除open命令后的所有设置。
ga->set lat 0 90ga->set lon -180 0ga->set lev 500ga->d hcurl(u,v) 由风场导出涡度场。
例16ga-> c 清除图面。
ga->set gxout shaded 以分色图形方式输出。
ga->d hcurl(u,v) 由风场导出涡度场。
ga->’cbarn 1 0’ 画图例。
1:相对长短，>1放大；0:水平；1:垂直。