气象图形图象软件2.ppt

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1、气象图形图像软件,课程安排,GraDS绘图软件 Origin绘图软件 Compaq Array Viewer介绍,GrADS,Grid Analysis and Display System,GrADS主页 http:/www.iges.org/grads/LASG中文讨论区:http:/,GRADS是当今气象界广泛使用的一种数据处理和显示软件系统。该软件系统通过其集成环境，可以对气象数据进行读取、加工、图形显示和打印输出。数据可以是格点资料，也可以是站点资料；数据格式可以是二进制，也可以是GRIB码，从而具有操作简单、功能强大、显示快速、出图类型多样化、图形美观等特点。正因为如此，GRADS

2、已迅速成为国内外气象界通用的标准图形环境之一。,1运行环境和基本操作,操作系统：LinuxMacintosh OSXSun OSMS WindowsSGI/IRIXDECIBM/AIX版本：GrADS 2.0（a0、a1、a2、a3）、GrADS 1.8s11、GrADS 1.9b4、GrADS 1.7.ftp:/iges.org/grads/安装,1运行环境和基本操作,操作界面,提示：选择风景画（横放，11*8.5）还是肖像画（竖放，8.5*11）(硬拷贝输出)直接回车横放no 竖放,1运行环境和基本操作,以versions 1.9为例，各程序功能：,1运行环境和基本操作,基本概念,三种文件

3、：.dat:原始数据文件.ctl：原始数据描述文件.gs：GrADS控制文件,1运行环境和基本操作,(1).dat 二进制无格式记录的原始数据文件，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，格式是二进制无格式数据。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照水平、垂直、物理变量、时间序列的顺序排放。第一维：从西到东第二维；从南到北第三维：从低层到高层第四维：变量第五维：时间,GrADS数据数据类型与格式支持的数据格式：netCDF数据格式 HDF 数据格式

4、 Binary数据格式 站点数据格式 GRIB数据格式,数据存放：,1运行环境和基本操作,DSET model.datOPTIONS little_endianUNDEF-2.56E33TITLE 5 Days of Sample Model OutputXDEF 72 LINEAR 0.0 5.0YDEF 46 LINEAR-90.0 4.0ZDEF 7 LEVELS 1000 850 700 500 300 200 100TDEF 5 LINEAR 02JAN1987 1DYVARS 8PS 0 99 Surface PressureU 7 99 U WindsV 7 99 V Winds

5、Z 7 99 Geopotential HeightsT 7 99 TemperatureQ 5 99 Specific HumidityTS 0 99 Surface TemperatureP 0 99 PrecipitationENDVARS,(2).ctl原始数据描述文件。是一个文本文件，用于描述原始数据文件的基本信息，包括数据集文件名、数据类型、数据结构、变量描述等。在GrADS中至少得首先打开一个数据描述文件。,格点数据的ctl文件,1运行环境和基本操作,DSET data-set-name（给定二进制原始数据文件的文件名（包含路径）DTYPE（数据类型）(station/grib)

6、（可省略）OPTIONS（可省略）选项：yrev:y维数方向反向zrev:z维数方向反向template：用于多个时间序列原始文件仅用一个描述.UNDEF value（定义缺测值）TITLE string（用字符串简略描述数据文件的内容）（可省略）,Model.ctl,1运行环境和基本操作,XDEF number LINEAR start incrementXDEF number LEVELS value-list,时空维数环境设置,number：x方向格点数，用整数；LINEAR：格距均匀；start:起始经度，负数表示西经；increment：格距；LEVELS：格距不均匀，用枚举法列出各

7、网格点对应的经度值；value-list：顺序列出各格点的经度值，可在下一行续行。,例：XDEF 72 LINEAR 0.0 5.0,1运行环境和基本操作,YDEF number mapping start YDEF number mapping Mapping:映射方式：,1运行环境和基本操作,ZDEF number mapping ZDEF number mapping,例如：ZDEF 7 LEVELS 1000 850 700 500 300 200 100,TDEF number LINEAR start-time incrementnumber:时次数start-time格式：hh:

8、mmZddmmmyyyy,例：14:20Z22JAN1987 12Z1JAN1990 JUN1960,hh:两位数的小时,mm：两位数的分钟,dd：为一或二位数的日期,mmm：三个字符的月份缩写,yyyy：为两位或四位数年份（两位代表年份：1950-2049）,注：不给出时，hh缺省为00时，mm缺省为00分，dd缺省为1号，月年值不能缺省。整个时间串不能有空格。,increment为时间增量，格式为vvkk,其中vv为增量值，用或位整型数表示，kk为增量类型，有如下几种：,1运行环境和基本操作,VARS number:表示变量描述开始，并给出变量个数每个变量描述记录格式如下：,abrev:由

9、个字符组成的变量名，要求以字母开头levs：表示该变量在本数据集中含有的垂直层次数，整型数，若该量为地表变量，仅一层，则设为units：预留量，暂设为常数99description:为一段说明该变量的字符串，最多40个字符,ENDVARS:表示数据描述文件结束,PS 0 99 Surface Pressure,Model.ctl,1运行环境和基本操作,(3).gs GrADS控制文件，用GrADS命令 run执行。这也是一个纯文本文件，内含用描述语言 script language写成的批处理 GrADS系统设置和命令，可集成处理 GrADS命令。,运行*.gs文件：直接在ga-输入run.g

10、s文件(含路径)，run 可省略,reinitopen h:2model.ctlset lat 20 40set lon 90 120set z 5set t 1d t,*.gs文件简单范例：,reinit*同时关闭所有打开的文件，并释放所有定义的对象enable print h:21.gmf*与print合用，输出图形open h:2model.ctlset lat 20 40*设置纬度set lon 90 120*设置经度set z 5*设置高度set t 1*设置时间d z*显示图形命令：d（或display）c*清屏（或clear）.d u;v*显示图形命令：d（或display）pr

11、int*将当前显示的图形保存到输出文件中）disable print*关闭该输出文件,(1)二维等值线绘图(2)二维填色等值线绘图(3)标示网格点数值(4)矢量箭头形式绘二维风场(5)天气填图(6)直方图(7)单线图(8)用指定颜色填充特定点(9)风向杆形式绘二维风场,根据需要，GrADS可画以下不同类型的图,练习写*.ctl文件,exer.dat 数据，保存在d:model路径下，数据类型为格点资料,缺测值为99999，x方向 80个格点，从西经140度开始，从西到东排列，格距为1度，y方向 50个格点，从北纬20度开始，从南到北排列，格距为1度，垂直方向7层，线性排列1000hpa到400

12、hpa，间隔100hpa：时间从2008年4月10日00时开始到4月12日00，每12小时一次变量u(风向的东西分量，7层)v(风向的南北分量，7层)rh(相对湿度，5层)slp（海平面气压，0层）,简单演示,DSET model.datOPTIONS little_endianUNDEF-2.56E33TITLE 5 Days of Sample Model OutputXDEF 72 LINEAR 0.0 5.0YDEF 46 LINEAR-90.0 4.0ZDEF 7 LEVELS 1000 850 700 500 300 200 100TDEF 5 LINEAR 02JAN1987 1

13、DYVARS 8PS 0 99 Surface PressureU 7 99 U WindsV 7 99 V WindsZ 7 99 Geopotential HeightsT 7 99 TemperatureQ 5 99 Specific HumidityTS 0 99 Surface TemperatureP 0 99 PrecipitationENDVARS,model.dat 文件描述文件如下：,2基本绘图指令,一 图形类型设置命令：set gxout graphics-typegraphics-type包括以下图形类型：,coutour 二维等值线绘图shaded 二维填色等值线绘图

14、grid 二维场不画图，在网格中央标示网格点数值vector 矢量箭头形式绘二维风场stream 流线形式绘二维风场barb 风向杆形式绘二维风场bar 直方图line 单线图fgrid 二维场不画等值线，仅用指定颜色填充特定点model 天气填图,二 图形要素设置,对图形类型为等值线（gxout=contour）起作用的设置：set ccolor color 设置等值线颜色，颜色号color为0黑、1白、2红、3绿、4兰、5青、6紫、7黄、8桔黄、9灰。clear或display即重新设定颜色set ccolor rainbow 设置等值线用七色序列表示set ccolor revrain

15、设置等值线用反序的七色序列表示set cstyle style 设置等值线线形，style：1实线、2长虚线、3短虚线、4长短虚线、5点线，clear或display即重新设定,set cthick thckns设置等值线线宽，取值1-10之间的整数，缺省为4set clab on/off/forced/string/auto设置等值线标记方式，一直持续到重新设置,2.对图形类型为等值线（gxout=contour或shaded）起作用的设置：set cint value设置等值线间隔。clear或display即重新设定或回到缺省设置set clevs lev1 lev2设置特定等值线值，只

16、画lev1 lev2值所在的等值线，clear或d即重新设定set cmin value不画低于此value的等值线，c或d即重新设定set cmax value不画高于此value的等值线，c或d即重新设定set black val1 val2不画值介于val1和val2之间的等值线，c或d即重新设定,*仅对gxout=shaded起作用的设置：cbarn sf vert xmid ymid 绘制shaded 图形的填色标尺 sf：色标尺寸，1为全尺寸，0.5为半英寸 vert：0为水平，1为竖直 xmid ymid:色标中心点的位置 例：cbarn 1 1 8.8 4.3,3.,4.,5.

17、,什么是虚页？,6 如何画矩形、直线等命令,6 如何画矩形、直线等命令,三 坐标要素控制,实习要求：一、熟悉基本环境、打开、运行相关文件，熟练简单绘图命令二、学会画等值线图、阴影图、流场图、单线图、熟练选择各种线形、颜色、标记等,3变量和函数的定义、功能,完整的变量名形式为：abbreb.file#(dimexpr,dimexpr,)其中 abbreb:是数据描述文件给出的变量名缩写 file#为包含此变量的已打开的文件序号 dimexpr为当前维数环境进行的局地维数设置表达式，其中绝对维数表达式为：x|y|z|t|lon|lat|lev|time=value 例：z.2(lev=500):表

18、示文件2中高度为500hPa等压面上的变量z u.2(t=2,lev=500):表示文件2中时次为2高度为 500hPa等压面上的变量u,相对维数表达式（相对于当前维数环境设置）：x|y|z|t|lon|lat|lev|time+/-offsetoffset：为相对偏差维数值例：ps.1(time-12hr):相对于当前时间之前12小时时刻的1号文件中的变量ps q.2(t-1,lev=850):2号文件中相对于当前时刻前一时刻，高度为850hpa面上的变量q,表达式GraDS的变量可进行运算：+-*/,即可以在*.gs中输入命令：d z-z(t-1),定义临时变量,例：define zave

19、=(z(lev=850)+z(lev=500)/2 d zave,可定义一些新的临时变量供以后的操作使用，定义方式如下：define varname=expression,GraDS可调用的内部函数,4 如何把文本数据写成二进制数据,文本数据,程序：real p400(150,91)open(1,file=f:208092420.000)open(2,file=f:208092420.dat,form=binary)read(1,*)read(1,*)read(1,*)do j=1,91read(1,*)(p400(i,j),i=1,150)enddo do j=1,91 write(2)(p

20、400(i,j),i=1,150)enddoend,相应的描述文件：DSET n:208092420.datTITLE 400 heightundef 999999XDEF 150 LINEAR 30 1.0YDEF 91 LINEAR 0.0 1.0ZDEF 1 LEVELS 400 1TDEF 1 LINEAR 20z24sep2008 1DYVARS 1z 1 99 Surface PressureENDVARS,5台站资料的使用,台站资料,站点数据排放次序:micaps第三类数据通用格式（共计14行）diamond 3 05年05月18日20时6小时降水量05 05 18 20-1 6

21、 1 5 10 25 50 100 1 25 39 122.7 37.3 122.5 36.7 120.8 36.2 119.3 35.0 120.4 34.3 121.3 38.5 121.2 40.3 118.5 38.6 120.8 38.1 1 582,54115 118.07 43.60 800 054134 121.28 43.60 242.458634 118.25 28.68 114 7.058718 116.38 27.20 95.459102 115.65 24.95 299.657894 114.16 26.58 838.0158519 116.68 29.00 41 6

22、.057793 114.38 27.80 129 8.057598 114.58 29.03 147 12.058626 117.21 28.30 49 22.058506 115.98 29.58 1165 46.058813 116.33 26.85 142.0158715 116.65 27.58 82 3.057799 114.97 27.12 78 7.058527 117.20 29.30 60 5.054857 120.33 36.07 77 053446 109.85 40.66 1069 0,台站号 经度 纬度 海拔高度 降水,地面报变量,台站型离散资料画图的一般原则1、把台

23、站资料r.dat写成二进制文件r.grd 2、编写r.grd数据的数据说明文件r.ctl 3、用r.ctl生成r.map文件 4、生成插值用的背景格点文件 5、编写grid.grd的.ctl文件：grid.ctl 6、把r.grd插值到grid.grd的网格点上，并画图,1、把台站资料*.000写成二进制文件*.dat 运行fortran程序shikuang1.f,parameter(n=582)character*8 stid(n)real rlat(n),rlon(n),rain(n),nh(n)open(1,file=H:wwwstation05051820.000)open(10,fi

24、le=H:wwwstation05051820.dat,form=bin-*ary)do i=1,14 read(1,*)enddodo i=1,n read(1,*,end=1111)stid(i),rlon(i),rlat(i),nh(i),rain(i)1111 continue enddoclose(1),tim=0.0*本次报告的相对时刻nlev=1*一组地面报nflag=1*=1：表示有地面报；=0则无 do i=1,nwrite(10)stid(i),rlat(i),rlon(i),tim,nlev,nflag,rain(i)enddonlev=0*表示该时刻记录结束write(

25、10)stid(n-1),rlat(n-1),rlon(n-1),tim,nlev,nflagclose(10)end,2、编写*.dat数据的数据说明文件*.ctl,dset H:wwwstation05051820.datdtype stationstnmap H:wwwstation05051820.mapundef-999.0tdef 1 linear 00z16aug2002 1dyvars 1rain 0 99 rainendvars,rain.ctl,3、用*.ctl生成*.map文件,“开始”/“所有程序”/“附件”/打开“命令提示符”，进入dos 系统，进入“C:Progra

26、m FilesPCGrADSwin32e”，运行“stnmap”提示输入“stn ctl filename”如“H:wwwstationrain.ctl”生成相应的*.map文件,4、生成插值用的网格点文件(已有),grid.grd,5、编写grid.grd的.ctl文件：grid.ctl（已有）,grid.ctl,dset H:wwwstationgrid.grdundef-999.0 xdef 40 linear 95 1ydef 40 linear 5 1zdef 1 linear 1 1tdef 1 linear 00z16aug2002 1dyvars 1g 0 99 grid da

27、ta is prepared for oacres functionendvars,6、把*.dat插值到grid.grd的网格点上，并画图(编写*.gs),reinitopen H:wwwstationgrid.ctlopen H:wwwstationrain.ctlenable print H:wwwstation05051820.gmfset lon 105 126set lat 23 38define ro=oacres(g,rain.2,2.5,0.8)set grid offset xlint 1set ylint 1set xlopts 1 4 0.1set ylopts 1 4 0.1set cint 10set grads offset gxout contourset clab forcedd roprintdisable print,oacres函数：功能：Cressman内插函数，将台站资料插至格点上。,6小时降水分布图,