气象中常用绘图方法 学习经验交流 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 8 Set mpdset yunn 9 Set mpdset cn 中国政区图 10 主要内容 气象中常用的绘图方法 Grads, surfer, matlab, mapinfo 11 简介 n 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。 n版本：V1.5, V1.6.8, V1.7.7，V1.7.9等 n目前使用得比较多的V1.8sl11 12 n站点数据文件，包含各个站点的经纬信息以及 物理量信息。 nnetCDF（Network Common Data Form）格式， 自带描述数据文件。 nGRIB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） GrADS可处理的文件结构类型 13 在windows环境下安装GrADS软件包 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 FilepcGrADS”。 16 在windows环境下安装GrADS软件包 17 GrADS 软件包的组成 nGrads.exe 系统的核心文件,由此进入GrADS环境 nDos4gw.exe 由GrADS.exe文件调用 nGribmap.exe 产生格点资料映射文件(*.idx) nGribscan.exe 看Grib码资料，转为TXT格式文件 nGxtran.exe 显示*.gmf格式的图形文件 nStnmap.exe 产生台站资料的映射文件(*.map) nWgrib.exe Grib码资料的解读程序 nGv.exe 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118.5英寸，肖像画为 8.5 11英寸。 启动GrADS系统时，有以下选择： -b 以批处理形式运行GrADS。 -l 以风景画形式运行GrADS。 -p 以肖像画形式运行GrADS。 11 8.5 8.5 11 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。 21 GrADS命令采用以下格式： nga-命令 n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 n通过描述文件（*.ctl）操作二进制文件。 open 描述文件名 绘图基本语句 例1， open d:sample1.ctl set lon 71 141 set lat 15 55 set t 1 set gxout contour d hgt n对于netCDF格式（*.nc）自带描述文件 sdfopen 文件名 23 sample1.ctl dset d:sample1.grd undef -9.99E+33 title NCEP/NCAR ReANL PROJECT xdef 144 linear 0.000 2.500 ydef 73 linear -90.000 2.50 zdef 17 levels 1000 92520 10 tdef 480 linear JAN1958 1mo vars 3 HGT 17 99 Geopotential height(gpm) T 17 99 Temperature (K) PSL 0 99 Sea surfce pressure(Pa) endvars 格点数据描述文件 24 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 站点数据描述文件 25 GrADS基础绘图操作 当成功打开数据文件后，即可根据文件的内容， 在绘图窗口中进行绘图操作。 display 变量名 或者 d 变量名 命令q file1查询当前文件信息 26 GrADS基本绘图类型 n 等值线图 set gxout contour n 单线图 确定数据维数显示变量即可 n 直方图 set gxout bar n 矢量图 set gxout vector n 流线图 set gxout stream n 填色图 set gxout shaded 特殊的数据输出格式 set gxout fwrite 27 常用的绘图控制语句 n设置数据维数 set lat 15 55 set lev 850 n设置坐标 set xlopts color thickness size X坐标设置 set xlopts 2 4 0.18 set zlog on Z坐标取对数坐标 set xlabs x1|x2|x3|x4 28 常用的绘图控制语句 n等值线线形、间隔 set cstyle style set cint value set cmin(cmax) set black value1 value2 n设置绘图区大小 set parea 1 10.5 1 8 29 图形的输出方式 n图形输出语句: printim d:300.gif gif white x1024 y768 也可以是gmf格式的 n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。 30 Gv图形处理程序 31 麦卡托投影 Mercators projection 等值线 32 麦卡托投影 Mercators projection等值线+色斑 33 麦卡托投影 Mercators 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 n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 n 利用Fortran程序建立站点资料的二进制文件。 n利用stnmap程序生成站点映射文件。 n特定的地理网格数据文件和对应的控制文件 n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 n依靠一段特定格式的Fortran程序完成。 普通的站点资料 站点号 纬度 经度 数据 50353 呼玛 51.43 126.39 23.5 50632 博科图 48.46 121.55 24.5 50953 哈尔滨 45.41 126.37 22.5 54094 牡丹江 44.34 129.36 20.5 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 39 站点资料文件的写入格式 已经读取经纬度信息和气温资料 Open(20,FILE=sta1.grd,form=binary) do i=1,N Write(20）staid(i), lat(i), lon(i), tim, lev, flag, T(i) enddo lev=0 Write(20) staid(N), lat(N), lon(N), tim, lev, flag Close(20) . 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） 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 n 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。 n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 ndset d:kkkgrid.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 45 地理网格数据说明 n从控制文件可以看到，地理网格资料其实是一个 7141的数组资料。 n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 n地理数据的作用在于确定插值网格。 n事实上，可以利用Fortran程序直接读取Grid.grd 的数据，并根据需要重新设计网格。如果需要 的话，可自由编制所需网格。 48 插值程序 n插值借助于GrADS自带函数oacres。 n插值/绘图工作由多条命令组成，既可在GrADS命令 窗口中逐条完成，也可在GrADS Scripting Language 完成。 49 绘制站点数据等值线主要命令 open d:kkkGrid.ctl open d:kk