气象常用绘图软件grads课件

气象中常用绘图方法——学习经验交流500hPa高度场（1、4、7、10月）23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）

56SST和SeaLevel分布图7Setmpdset

neimshanx1shanx2……8Setmpdset

yunn9Setmpdset

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

GrADS

是GridAnalysisandDisplaySystem的缩写,它由美国马里兰大学气象系BrianE.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V1.8sl1112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（NetworkCommonDataForm）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）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:\ProgramFile\pcGrADS”。16在windows环境下安装GrADS软件包17GrADS

软件包的组成Grads.exe系统的核心文件,由此进入GrADS环境Dos4gw.exe由GrADS.exe文件调用Gribmap.exe

产生格点资料映射文件(*.idx)Gribscan.exe

看Grib码资料，转为TXT格式文件Gxtran.exe

显示*.gmf格式的图形文件Stnmap.exe

产生台站资料的映射文件(*.map)Wgrib.exe

Grib码资料的解读程序Gv.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11×8.5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。118.58.51120

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。21GrADS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，opend:\sample1.ctlsetlon71141setlat1555sett1setgxoutcontourdhgt对于netCDF格式（*.nc）自带描述文件

sdfopen

文件名23sample1.ctl

dsetd:\sample1.grd

undef-9.99E+33titleNCEP/NCARReANLPROJECT

xdef144linear0.0002.500

ydef73linear-90.0002.50

zdef17levels1000925…2010

tdef480linearJAN19581mo

vars3HGT1799Geopotential

height(gpm)T1799Temperature(K)PSL099Seasurfce

pressure(Pa)

endvars格点数据描述文件24sample2.ctl

dsetD:\sample2.grd

dtypestation

stnmapD:\sample2.map

undef-999.0titleRaindataof160stationofChina

tdef49linearJan19511mo

vars1R099temperature

endvars站点数据描述文件25GrADS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‘qfile1’查询当前文件信息26GrADS基本绘图类型等值线图setgxoutcontour

单线图确定数据维数显示变量即可直方图setgxoutbar

矢量图setgxoutvector

流线图setgxoutstream

填色图setgxoutshaded

特殊的数据输出格式setgxout

fwrite27常用的绘图控制语句设置数据维数setlat1555setlev850设置坐标setxloptscolorthicknesssizeX坐标设置setxlopts2

40.18

setzlogon

Z坐标取对数坐标setxlabsx1|x2|x3|x4……28常用的绘图控制语句等值线线形、间隔……

setcstylestylesetcintvalue

setcmin(cmax)setblackvalue1value2设置绘图区大小setparea110.51829图形的输出方式图形输出语句:

printimd:\300.gifgifwhitex1024y768

也可以是gmf格式的默认输出的图形格式为GrADSmetafile,可用附带程序Gv.exe或者Gv32.exe查看并拷贝到Word文档中。30Gv图形处理程序31麦卡托投影

Mercator‘sprojection等值线32麦卡托投影

Mercator‘sprojection等值线+色斑33麦卡托投影

Mercator‘sprojection风矢量34极地投影

等值线、色斑35地图投影设置setmproj

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51.43126.3923.550632博科图48.46121.5524.5……50953哈尔滨45.41126.3722.554094牡丹江44.34129.3620.538变量声明部分以及初始化parameter(N=160)reallat(N),lon(N),T(N)character*8staid(N)integerlev,flag realtim

tim=0.0 flag=1

lev=139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’)doi=1,NWrite(20）staid(i),lat(i),lon(i),tim,lev,flag,T(i)enddolev=0Write(20)staid(N),lat(N),lon(N),tim,lev,flagClose(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：Setmpdset

mresSetmpdsethires43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。可通过控制文件观察地理网格数据。常见的控制文件为Grid.ctl44中国区地理网格资料控制文件Grid.ctldset

d:\kkk\grid.grd

undef-999.0titleSampleData

xdef71linear701

ydef41linear151

zdef1linear5001

tdef1linearjan19511mo

vars1g099griddatapreparedforoacresfunction

Endvars45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setgxoutgrid

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。4647地理数据的进一步说明地理数据的作用在于确定插值网格。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插值程序插值借助于GrADS自带函数oacres。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GrADSScriptingLanguage完成。49绘制站点数据等值线主要命令opend:\kkk\Grid.ctlopend:\kkk\T160.ctl……..

defineA=oacres(g(t=1),t.2,2.0)

defineB=maskout(A,g(t=1)-0.5)displayB……..第1个文件中的变量第2个文件中的变量插值半径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5152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。53GrADS脚本语言

-GrADSScriptingLanguage借助于GrADSScriptingLanguage(GS)，可大幅简化GrADS的绘图过程，实现较为复杂的绘图控制功能。通过内建函数，可实现一定的计算功能。运行方式：在GrADS命令提示符下：(run)GS文件名54GrADSScripting示例

'reinit'

'opend:\mmgrid.ctl'

'opend:\mm.ctl’

'setmpdsetcnworld'