气象常用绘图软件grads

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GrADS快速参考手册

GrADS快速参考手册
设置y轴标注的颜色<粗细<大小>>
x轴标注位置,offset:英寸;side=b,下|t,上
y轴标注位置,offset:英寸;side=r,右|l,左
数据中z维用对数坐标
设置坐标轴框的颜色<粗细>
y轴数据变化范围从vlo到vhi
x轴数据变化范围从vlo到vhi
把断点数据连上/不连上
在图上方居中写标题string
define
列出当前所有定义的变量名称
dims
列出当前打开的描述文件维数信息
gxinfo
列出图形系统的窗口信息
shades
填色图中每种颜色的序号和它所对应的数值范围
pos
等待用户在图形区单击鼠标,反回一对位置坐标值
time
返回时间维信息
fwrite
返回当前fwrite命领输出文件的名称
string s
给出经度-纬度坐标值 lon lat, 返回xy坐标值
pp2xy ppx ppy
给出页面坐标 ppx ppy,返回xy坐标值
set imprun script-name
在每个display命令前自动执行一遍script-name文件中的命令组
run file-name <params> file-name <params>
set zlog on|off
设置z坐标取对数坐标,或关闭此设制
set strmden value
设置流线密度[1-10],缺省为5
set stnopts <dig3> <nodig3>
以后3位数标数值
set mdlopts noblank|blank|dig3|nodig3

气象绘图软件GrADS高级使用技巧

气象绘图软件GrADS高级使用技巧

收稿日期:2002-11-1作者简介:高文良,男,31岁,主要从事短期气候预测等研究工作。

气象绘图软件GrADS 高级使用技巧高文良1 刘晓燕2 曾小东3(11成都高原气象研究所 成都 610072; 21阿坝州金川县气象局 62410031阿坝州马尔康县气象局 624000)摘 要:本文通过介绍气象绘图软件GrADS 使用中的一些高级技巧,分析了GrADS Script 语言中的难理解之处,并介绍了在GrADS 中做合成分析和t 检验的程序,可以对学习和使用GrADS 的科研人员起参考、帮助作用,达到事半功倍的效果,促进GrADS 软件的应用更广泛、深入,提高科研人员的工作效率。

关键词:GrADS ;技巧;程序中图分类号:TP391文献标识码:C文章编号:1003-7187(2002)04-0057-031 引言气象绘图软件GrADS (Grid Analysis and Dis 2play System )是免费共享软件,可随时从互联网上下载(http :///grads/),后续版本正陆续推出[1]。

GrADS 有丰富的内部函数,可以对数据进行计算和分析处理。

它支持处理格点资料和站点资料,并且支持对GriB 码文件、特殊格式文件(如一字节整型、二字节整型、大中型机器二进制数据等)的直接读取,气象科研领域应用非常广泛[2]。

在其最新1.8SL 9版本中,GrADS 又将应用领域推进到了海洋学科,功能也得到了进一步地增强和扩展。

但在使用GrADS 的过程中,特别是使用GrADS Script 语言编程当中,有一些问题需要特别注意。

因为GrADS Script 语言是一种类似于VB Script (或MA TL AB Script )的高级语言,稍不注意就容易出现错误,且查错十分困难,这点与其他语言有较大的差别。

2 站点数据处理GrADS 中站点数据处理基于格点数据的基础之上,需先将站点数据通过Cressman 客观分析方法内插至格点上,然后再依照格点资料的处理方式对站点资料数据进行分析和处理。

基于GRADS和GIS的离散站点绘图技术研究与实现

基于GRADS和GIS的离散站点绘图技术研究与实现
区域外 的 色斑 图 白化 掉 , 生成 p g格式 图片 。 n
批 处理 操作 。该 软件 具有 操作 简单 、 能强 大 、 功 显示 快 速 、 图类 型 多样 化 、 出 图形 美 观 等 特 点 , 同时 兼 具
有 多种 地 图投影 坐标 系统 , 经成 为 国 内外 气 象 数 已
气 象离 散站 点二 进制 文 本 数据 一 般 包 括 “ 号 站 经度 纬度 要 素” 内容 , 等 格式 如下 :
5 08 1 3. 5 3 73 2 7 3 1 4 4. 4 57 81 1 3. 5 3 7 3 0 1 5 3. 3 4
有 机结 合起 来 , 构建 离散 站 点 的绘 图 系统 , 为公 众气 象 服务 、 策气 象服 务提 供更 有针 对性 的产 品 , 决 可有 力 地支 撑气 象 防灾减 灾业 务 。
收 稿 日期 :0 1—1 21 2—1 ; 订 日期 :0 2— 3— 3 9修 2 1 0 2
将文 本按 照如 下数 据格 式读取 并 写入二 进制 文
作 者 简 介 : 学 峰 (9 9 , , 东 菏 泽 人 , 程 师 , 士 , 要 从 事 台 风 降 水 预 报 技术 研 究 . — i: sx@16 tm 范 17 -) 男 山 工 学 主 Ema l tf 2 .o la f
1 研 究 思 路
研究 开发 该 系统 遵 循 设计 模 块 化 、 程序 维 护 简
单、 用户使 用方 便 等原 则 。研 究开 发 时根据 G A S RD 、 G S的 自身 功能 , 托 c +B i e 编 程工 具 将 两 者 I 依 + ul r d 有机 结合 起来 。具 体思 路如 下 :
范 学峰 ,席世 平

GRADS中文说明

GRADS中文说明

目录前言 (5)第一章启动GrADS 及打开文件 (5)一.启动GrADS (5)二.打开文件 (6)第二章维数环境 (6)set lat|lon|lev|time val1<val2> (6)set x|y|z|t vall <val2 > (6)第三章显示命令及动画 (7)一、显示命令 (7)二、动画 (7)set loopdim x︱y|z|t (7)set looping on|off (7)第四章图形输出类型 (8)对格点数据: (8)bar: 直方图 (8)barb:风向杆形式绘二维风场 (8)contour:二维等值现图 (8)errbar:单线图及误差分布 (8)frgid:用指定颜色填充二维格点场 (8)fwrite:图形不在屏幕上显示,而是将输出结果存入一个由“set fwrite 文件名”所指定的文件中。

(8)gid:以网格形式在各网点中央标出该点数值 (8)line:单线图 (8)linefill:两单曲线之间填色 (8)scatter:散点图 (8)shaded:二维填色图 (8)stat:输出有关的统计量 (8)stream:流线形式绘二维风场 (8)vector:向量间箭头形式绘二维风场 (8)对站点数据: (8)barb:在各站点绘风向标 (8)findstn:搜索最近的站点(详见描述语言部分) (8)model:以天气图形式将天气观测各分量填放在站点四周 (8)value:在各站点标值 (8)wxsym:绘wx天气符号 (8)Draw wxsym symbol x y size<color<thicks>> (9)对于model,命令为set gxout model ,然后再添图,形式为displayu;v;t;d;slp;delta;cld;wx;vis (9)第五章 GrADS资料格式 (9)格点资料资料描述文件 (9)以下是一个资料描述文件的例子: (9)1、DSET data-set-name (11)2、TITLE string (11)3、UNDEF value (11)4、OPTIONS <keywords> (12)5、XDEF number<LINEAR start increment>或XDEF number<LEVELS value-list> (12)6、YDEF number mapping start<increment>或YDEF number<LEVELS value-list> (13)7、ZDEF number mapping <start increment>或ZDEF number<value-list> (13)8、TDEF number LINEAR start-time increment (14)9、VARS number (14)二. 台站资料资料描述文件 (15)第六章变量名和表达式 (15)一、变量名和表达式 (15)二、表达式 (16)第七章函数 (16)一. aave函数 (16)二.abs函数 (16)三.acos函数 (17)四、asin函数 (17)五、atan2函数 (17)六、ave函数 (17)七、cdiff函数 (17)八、const函数 (18)九、cos函数 (18)十、exp函数 (18)十一、gr2stn函数 (19)十二、hcurl函数 (19)十三、hdivg函数 (19)十四、log函数 (19)十五、log10函数 (19)十六、mag函数 (19)十七、maskout函数 (20)十八、oacres函数 (20)十九、pow函数 (20)二十、sin函数 (20)二十一、skip函数 (20)二十二、smth9函数 (21)二十三、sqrt函数 (21)二十四、stnave函数 (21)二十五、stnmin函数 (21)二十六、stnmax函数 (21)二十七、tan函数 (22)二十八、tloop函数 (22)二十九、tvrh2q函数 (22)三十、tvrh2t函数 (22)三十一、vint函数 (23)第八章图形要素设置 (23)对于图形类型为contour起作用的设置 (23)set ccolor color——设置等值线颜色 (23)set ccolor rainbow——设定等值线颜色用彩虹表示 (23)set cstyle style——设定等值线线型 (23)Set cthick thckns——设定等值线线宽hckns(取值范围1~20) (23)Set cterp on|off——设置样条差值光滑开关 (23)Set clab on|off|forced|string|auto——控制等值线的标记方式。

GrADS绘图学习技巧与实例(阿木)

GrADS绘图学习技巧与实例(阿木)

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!(笔者:阿木)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。

气象常用绘图软件grads

气象常用绘图软件grads

27
常用的绘图控制语句


设置数据维数 set lat 15 55 set lev 850 设置坐标 set xlopts color thickness size set xlopts 2 4 0.18 set zlog on set xlabs x1|x2|x3|x4……
X坐标设置
Z坐标取对数坐标
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地理网格数据说明
从控制文件可以看到,地理网格资料其实是一个 71×41的数组资料。 在GrADS中打开此控制文件(Grid.ctl), 设定图形输出类型 set gxout grid 可看到所有的数据均由0和1组成。其中需要绘制等 值线的区域由1填充,而其他的区域由0填充。

46
47
地理数据的进一步说明
8
Set mpdset yunn
9
中国政区图
Set mpdset cn
10
主要内容
气象中常用的绘图方法
Grads, surfer, matlab, mapinfo……
11
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 目前使用得比较多的V1.8sl11
33
麦卡托投影
Mercator‘s projection风矢量
34
极地投影
等值线、色斑
35
地图投影设置

grads常用命令

grads常用命令

第一个命令:这样将得到一个动画显示的序列,现在输入:claerset lon -90set lat -90 90set lev 1000 100set t 1d td u该情况下我们设置y(纬度)和z(高度)变化,所以我们得到一个竖直切面图。

我们显示了两个变量,他们重叠在一起。

你可以让任意多的变量重叠在一起,只要你不使用clear命令就行了。

另一个例子,这种情况X和T是变化的(哈莫图):cset lon -180 0set lat 40set lev 500set t 1 5d z现在已经知道怎样使用选定的部分数据绘图了,下面我们学习怎样操作数据。

设置维数环境为Z,Y变化:clearset lon -180 0set lat 0 90set lev 500set t 1现在假设我们想显示华氏温度代替开尔文温度。

可以这样转换:display (t-273.16)*9/5 32任何由标准的运算符,-,* 和/ 组成的表达式都是允许的,并且操作数可以包含常量,变量,或者函数。

一个包含函数的例子:d sqrt(u*u v*v)有一个函数用来计算风的级数。

d mag(u,v)另一个内建函数计算平均值:clear d ave(a,t=1,t=5)这种情况我们可以计算5天的平均。

我们也可以从数据中移除平均值(距平值):d z-ave(z,t=1,t=5)也可以在x方向作平均并求距平:cleard z-ave(z,x=1,x=72)也可以做时间差分:cleard z(t=2)-z(t=1)完整规范的变量名是:name.file(dim |-|=va lue,…) 如果我们打开了两个文件,也许一个是模式输出,另一个是分析,我们应该区分用如下方法二者:display z.2-z.1另一个内置的函数通过有线差分计算水平涡度相关cleard hcurl(u,v)还有另外一个计算数值方向的质量积分:cleard vint(ps,q,275)这儿我们计算了可降水量(单位mm)现在来讨论控制图形输出的话题。

用GrADS制作ncep再分析资料气象要素图

用GrADS制作ncep再分析资料气象要素图

文件名 Air. 1991. nc Hgt1991. nc rhum1991. nc shum1991. nc omega1991. nc uwnd1991. nc vwnd1991. nc
图 1 1991 年 1 月 1 日 00 时 850hPa 气温图
( 20~ 35 N、 120~ 135 E)
图 3 1991 年 1 月 1 日 00 时 250 hPa 气温剖面图
( 20 ~ 35 N 、 120 ~ 135 E)
draw t itle air NCEP DATA at 1000 hPa in 19919- 6 printim p. gif white 其中, 第 1 行 sdfopen air. 91. nc 用于打开所用 的 ncep 要素文件 , 每 2~ 7 行是写上图的标题 air NCEP DATA at 1000 hPa in 1991- 9- 6 , 第 8 行是 生成名叫 p. gif 的图形文件。
36
杨兆礼 : 用 GrADS 制作Байду номын сангаасncep 再分析资 料气象要素图
2004. 4
3. 2
等压面选择
00 时为 5, 依次类推。例如 , 9 月 6 日 18 时为 1000,
类似地, 我们可以使用 set lev 250 来选择 250 则时次选择为 set t 1000 。 hPa 面上的要素图 , 如图 3 所示。 4 gs 文件的用法 gs 文件是 grads 的控制文件 , 用 grads 命令 run 执 行。 下面 举 个 简 单 例子 说 明 gs 文 件的 用 法 ( ncep. gs) : sdfopen air. 91. nc set lev 925 set t 1000 set lat - 60 80 set lon 50 320 d air
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也可以是gmf格式的

默认输出的图形格式为GrADS meta file,可用附带程序Gv.exe 或者Gv32.exe查看并拷贝到Word文档中。
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Gv图形处理程序
31
麦卡托投影
Mercator‘s projection
等值线
32
麦卡托投影
Mercator‘s projection等值线+色斑
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地理网格数据说明
从控制文件可以看到,地理网格资料其实是一个 71×41的数组资料。 在GrADS中打开此控制文件(Grid.ctl), 设定图形输出类型 set gxout grid 可看到所有的数据均由0和1组成。其中需要绘制等 值线的区域由1填充,而其他的区域由0填充。

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47
地理数据的进一步说明
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常用的绘图控制语句
等值线线形、间隔…… set cstyle style set cint value set cmin(cmax) set black value1 value2 设置绘图区大小 set parea 1 10.5 1 8

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图形的输出方式

图形输出语句:
printim d:\300.gif gif white x1024 y768
41
对以上流程的检验
需要初步检验一下成果,以确保下一步绘制等值线 的资料成功。 在GrADS命令窗口中打开相应站点资料控制文件名 并显示变量,可看到数据标记在相应的站点上。
42
带有国界的地图:
Set mpdset mres
Set mpdset hires
43
特定的地理网格数据

此文件为创建插值网格而建立。一般而言,我们不 需自己创建。对于特定的问题,需要特定的地理网 格数据。
ห้องสมุดไป่ตู้

49
绘制站点数据等值线主要命令
open d:\kkk\Grid.ctl open d:\kkk\T160.ctl ……………………..
第1个文件中 的变量 第2个文件中 的变量
define A=oacres(g(t=1), t.2, 2.0)
define B=maskout(A,g(t=1)-0.5) display B ……………………..
24
站点数据描述文件
sample2.ctl
dset D:\sample2.grd dtype station stnmap D:\sample2.map undef -999.0 title Rain data of 160 station of China tdef 49 linear Jan1951 1mo vars 1 R 0 99 temperature endvars
21
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。在GrADS命令提示符下,一步步输 入各种GrADS命令产生各种图形。
22
绘图基本语句

通过描述文件(*.ctl)操作二进制文件。 open 描述文件名
启动GrADS系统时,有以下选择: -b 以批处理形式运行GrADS。 8.5 -l 以风景画形式运行GrADS。 -p 以肖像画形式运行GrADS。
11
11
8.5
20
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。
可通过控制文件观察地理网格数据。常见的控制文 件为Grid.ctl

44
中国区地理网格资料控制文件Grid.ctl

dset d:\kkk\grid.grd undef -999.0 title Sample Data xdef 71 linear 70 1 ydef 41 linear 15 1 zdef 1 linear 500 1 tdef 1 linear jan1951 1mo vars 1 g 0 99 grid data prepared for oacres function Endvars

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常用的绘图控制语句


设置数据维数 set lat 15 55 set lev 850 设置坐标 set xlopts color thickness size set xlopts 2 4 0.18 set zlog on set xlabs x1|x2|x3|x4……
X坐标设置
Z坐标取对数坐标
17
GrADS 软件包的组成



Grads.exe Dos4gw.exe Gribmap.exe Gribscan.exe Gxtran.exe Stnmap.exe Wgrib.exe Gv.exe
系统的核心文件,由此进入GrADS环境
由GrADS.exe文件调用 产生格点资料映射文件(*.idx) 看Grib码资料,转为TXT格式文件 显示*.gmf格式的图形文件 产生台站资料的映射文件(*.map) Grib码资料的解读程序
40
建立相应的控制文件和站点映射文件
建立站点资料控制文件(*.ctl)。 建立相应的站点映射文件: 在命令提示符(Windows2000系统中为:开始- >运行->‘cmd.exe’)下,运行GrADS安装目 录/Win32/stnmap.exe程序。 命令格式:stnmap 站点资料控制文件名 成功的话将会产生相应的资料地图映射文件 (*.map)
运行可执行文件(GrADS-1.8sl11-win32e.exe) 进入第一个画面:
用鼠标选择“Install” 键,
14
在windows环境下安装GrADS软件包
15
在windows环境下安装GrADS软件包
系统显示缺省安装在:“c:\Program File\pcGrADS”。
16
在windows环境下安装GrADS软件包
插值半径
50
绘图结果
地图上长 江、黄河、 南海的绘 制依靠特 定的GS程 序完成
51
52
需要注意的问题


因绘制站点数据等值线涉及方面较多,应该首先确 保插值前站点数据文件和站点地图映射文件(*.map) 正确生成,否则插值极易失败。 若站点数据包含多个时次,应该注意使地理网格数 据控制文件的时间与其保持一致,在插值函数中最 好有时间声明。
12
GrADS可处理的文件结构类型



站点数据文件,包含各个站点的经纬信息以及 物理量信息。 netCDF(Network Common Data Form)格式, 自带描述数据文件。 GRIB格式,较高压缩率的数据文件。(需控 制文件以及额外的GRIB索引文件*.idx)
13
在windows环境下安装GrADS软件包
将*.gmf格式的图形文件转换为*.wmf 格式
18
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;下部为打开的GrADS命令窗口。
19
启动GrADS
GrADS在初始化绘图环境之前,将提示用户选择风景 画(Landscape)或肖像画(Portrait)形式。风景画形式的大 小为11×8.5英寸,肖像画为 8.5 ×11英寸。
8
Set mpdset yunn
9
中国政区图
Set mpdset cn
10
主要内容
气象中常用的绘图方法
Grads, surfer, matlab, mapinfo……
11
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 目前使用得比较多的V1.8sl11
33
麦卡托投影
Mercator‘s projection风矢量
34
极地投影 等值线、色斑
35
地图投影设置
set mproj proj proj取值包括: latlon-缺省设置,用固定的投影角进行lat/lon投影 scaled-用不固定的投影角进行latlon投影 nps-北半球极地投影 sps-南半球极地投影 robinson- robinson投影 lambert- lambert投影
36
站点资料绘图一般程序
所需的资料信息 站点的某种物理量,各个站点的经纬度信息资料 利用Fortran程序建立站点资料的二进制文件。 利用stnmap程序生成站点映射文件。 特定的地理网格数据文件和对应的控制文件 利用GrADS自带的插值函数将站点数据插值 到特定的网格上。

37
站点资料二进制文件建立
气象中常用绘图方法
——学习经验交流
2012/7/22
500hPa高度场(1、4、7、10月)
2
3
亚洲季风区7月850hPa矢量图
4
冬季1000hPa高度场多冰年、少冰年平均环流及它们的 合成场(阴影区为通过0.05信度检验)
5
6
SST和Sea Level分布图
7
Set mpdset neim shanx1 shanx2 ……
38
变量声明部分以及初始化
parameter (N=160) real lat(N), lon(N), T(N) character*8 staid(N) integer lev, flag real tim tim=0.0 flag=1 lev=1
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