氣象圖形圖象軟件2

1、氣象圖形圖像軟件1課程安排 GraDS繪圖軟件 Origin繪圖軟件 Compaq Array Viewer介紹 2 GrADSGrid Analysis and Display System GrADS主頁 LASG中文討論區(qū): 3GRADS是當(dāng)今氣象界廣泛使用的一種數(shù)據(jù)處理和顯示軟件系統(tǒng)。該軟件系統(tǒng)通過其集成環(huán)境，可以對氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、加工、圖形顯示和打印輸出。數(shù)據(jù)可以是格點資料，也可以是站點資料；數(shù)據(jù)格式可以是二進(jìn)制，也可以是GRIB碼，從而具有操作簡單、功能強(qiáng)大、顯示快速、出圖類型多樣化、圖形美觀等特點。正因為如此，GRADS已迅速成為國內(nèi)外氣象界通用的標(biāo)準(zhǔn)圖形環(huán)境之一。41運行環(huán)境

2、和基本操作操作系統(tǒng)： LinuxMacintosh OSXSun OSMS WindowsSGI / IRIXDECIBM / AIX版本： GrADS 2.0（a0、a1、a2、a3）、GrADS 1.8s11、 GrADS 1.9b4、 GrADS 1.7. 安裝 51運行環(huán)境和基本操作操作界面提示：選擇風(fēng)景畫（橫放，11*8.5）還是肖像畫（豎放， 8.5*11 ）(硬拷貝輸出)直接回車橫放no 豎放61運行環(huán)境和基本操作gradscReads GRIB, gridded binary, BUFR, GrADS station data Writes GRIBgradsncReads G

3、RIB, gridded binary, BUFR, GrADS station data, NetCDFWrites GRIB, NetCDFgradshdfReads GRIB, gridded binary, BUFR, GrADS station data, NetCDF, HDF-SDSWrites GRIB, HDF-SDSgradsdodsReads GRIB, gridded binary, BUFR, GrADS station data, NetCDF, OPeNDAP (fka DODS) Writes GRIB, NetCDF以versions 1.9為例，各程序功能：

4、 stnmapMaps station data 71運行環(huán)境和基本操作基本概念三種文件： .dat: 原始數(shù)據(jù)文件.ctl ：原始數(shù)據(jù)描述文件.gs：GrADS控制文件81運行環(huán)境和基本操作(1).dat 二進(jìn)制無格式記錄的原始數(shù)據(jù)文件，其數(shù)據(jù)既可以是格點數(shù)據(jù)，也可以是站點數(shù)據(jù)。它們是從其它氣象數(shù)據(jù)(如站點氣象報、格點氣象報、模式格點輸出結(jié)果)轉(zhuǎn)換生成的，格式是二進(jìn)制無格式數(shù)據(jù)。整個數(shù)據(jù)集是一個大的五維數(shù)據(jù)場，包括三維物理空間、一維物理變量、一維時間變量，存放時以二維數(shù)組片的形式按照水平、垂直、物理變量、時間序列的順序排放。第一維：從西到東第二維；從南到北第三維：從低層到高層第四維： 變量第

5、五維： 時間GrADS數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)類型與格式支持的數(shù)據(jù)格式： netCDF數(shù)據(jù)格式 HDF 數(shù)據(jù)格式 Binary數(shù)據(jù)格式 站點數(shù)據(jù)格式 GRIB數(shù)據(jù)格式 9數(shù)據(jù)存放：101運行環(huán)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 8P

6、S 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(2).ctl原始數(shù)據(jù)描述文件。是一個文本文件，用于描述原始數(shù)據(jù)文件的基本信息，包括數(shù)據(jù)集文件名、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、變量描述等。在GrADS中至少得首先打開一個數(shù)據(jù)描述文件。格點數(shù)據(jù)的ctl文件111運行環(huán)境和基本操作DSET data-set-na

7、me（給定二進(jìn)制原始數(shù)據(jù)文件的文件名（包含路徑）DTYPE （數(shù)據(jù)類型）(station / grib) （可省略）OPTIONS （可省略）選項：yrev: y維數(shù)方向反向zrev: z維數(shù)方向反向template：用于多個時間序列原始文件僅用一個描述.UNDEF value（定義缺測值）TITLE string（用字符串簡略描述數(shù)據(jù)文件的內(nèi)容） （可省略）Model.ctl121運行環(huán)境和基本操作XDEF number LINEAR start incrementXDEF number LEVELS value-list時空維數(shù)環(huán)境設(shè)置number：x方向格點數(shù)，用整數(shù)； LINEAR：格

8、距均勻；start:起始經(jīng)度，負(fù)數(shù)表示西經(jīng)； increment：格距； LEVELS：格距不均勻，用枚舉法列出各網(wǎng)格點對應(yīng)的經(jīng)度值； value-list：順序列出各格點的經(jīng)度值，可在下一行續(xù)行。例：XDEF 72 LINEAR 0.0 5.0131運行環(huán)境和基本操作YDEF number mapping start YDEF number mapping Mapping: 映射方式：141運行環(huán)境和基本操作ZDEF number mapping ZDEF number mapping 例如： ZDEF 7 LEVELS 1000 850 700 500 300 200 10015TDEF

9、number LINEAR start-time incrementnumber:時次數(shù)start-time格式：hh:mmZddmmmyyyy 例： 14:20Z22JAN1987 12Z1JAN1990 JUN1960hh:兩位數(shù)的小時 mm：兩位數(shù)的分鐘 dd：為一或二位數(shù)的日期 mmm：三個字符的月份縮寫 yyyy：為兩位或四位數(shù)年份（兩位代表年份：1950-2049）注：不給出時，hh缺省為00時，mm缺省為00分，dd缺省為1號，月年值不能缺省。整個時間串不能有空格。16increment為時間增量，格式為vvkk,其中vv為增量值，用或位整型數(shù)表示，kk為增量類型，有如下幾種：1

10、71運行環(huán)境和基本操作VARS number: 表示變量描述開始，并給出變量個數(shù)每個變量描述記錄格式如下：abrev:由個字符組成的變量名，要求以字母開頭levs：表示該變量在本數(shù)據(jù)集中含有的垂直層次數(shù)，整型數(shù)，若該量為地表變量，僅一層，則設(shè)為units：預(yù)留量，暫設(shè)為常數(shù)99description: 為一段說明該變量的字符串，最多40個字符ENDVARS:表示數(shù)據(jù)描述文件結(jié)束PS 0 99 Surface PressureModel.ctl181運行環(huán)境和基本操作(3).gs GrADS控制文件，用GrADS命令 run執(zhí)行。這也是一個純文本文件，內(nèi)含用描述語言 script languag

11、e寫成的批處理 GrADS系統(tǒng)設(shè)置和命令，可集成處理 GrADS命令。 運行*.gs文件：直接在ga- 輸入run .gs文件(含路徑)，run 可省略reinitopen h:2model.ctlset lat 20 40set lon 90 120set z 5set t 1d t*.gs文件簡單范例：19reinit *同時關(guān)閉所有打開的文件，并釋放所有定義的對象enable print h:21.gmf *與print合用，輸出圖形open h:2model.ctlset lat 20 40 *設(shè)置緯度set lon 90 120 *設(shè)置經(jīng)度set z 5 *設(shè)置高度set t 1 *

12、設(shè)置時間d z *顯示圖形命令：d（或display）c *清屏（或clear）.d u;v *顯示圖形命令：d（或display）print *將當(dāng)前顯示的圖形保存到輸出文件中）disable print *關(guān)閉該輸出文件20(1)二維等值線繪圖(2)二維填色等值線繪圖(3)標(biāo)示網(wǎng)格點數(shù)值(4)矢量箭頭形式繪二維風(fēng)場(5)天氣填圖(6)直方圖(7)單線圖(8)用指定顏色填充特定點(9)風(fēng)向桿形式繪二維風(fēng)場根據(jù)需要，GrADS可畫以下不同類型的圖21練習(xí)寫*.ctl文件exer.dat 數(shù)據(jù)，保存在d:model路徑下，數(shù)據(jù)類型為格點資料,缺測值為99999，x方向 80個格點，從西經(jīng)140度

13、開始，從西到東排列，格距為1度， y方向 50個格點，從北緯20度開始，從南到北排列，格距為1度，垂直方向7層，線性排列1000hpa到400hpa，間隔100hpa：時間從2008年4月10日00時開始到4月12日00，每12小時一次變量u(風(fēng)向的東西分量，7層)v(風(fēng)向的南北分量，7層)rh(相對濕度，5層)slp（海平面氣壓，0層）22簡單演示DSET model.datOPTIONS little_endianUNDEF -2.56E33TITLE 5 Days of Sample Model OutputXDEF 72 LINEAR 0.0 5.0YDEF 46 LINEAR -90

14、.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 WindsZ 7 99 Geopotential HeightsT 7 99 TemperatureQ 5 99 Specific HumidityTS 0 99 Surface TemperatureP 0 99 PrecipitationENDVARSmodel.dat 文件描述文件如下：232基本繪圖指令一 圖形類型設(shè)置命令： set

15、gxout graphics-typegraphics-type包括以下圖形類型：coutour 二維等值線繪圖shaded 二維填色等值線繪圖grid 二維場不畫圖，在網(wǎng)格中央標(biāo)示網(wǎng)格點數(shù)值vector 矢量箭頭形式繪二維風(fēng)場stream 流線形式繪二維風(fēng)場barb 風(fēng)向桿形式繪二維風(fēng)場bar 直方圖line 單線圖fgrid 二維場不畫等值線，僅用指定顏色填充特定點model 天氣填圖24二 圖形要素設(shè)置對圖形類型為等值線（gxout=contour）起作用的設(shè)置：set ccolor color 設(shè)置等值線顏色，顏色號color為0黑、1白、2紅、3綠、4蘭、5青、 6紫、7黃、8桔黃、

16、9灰。clear或display即重新設(shè)定顏色set ccolor rainbow 設(shè)置等值線用七色序列表示set ccolor revrain 設(shè)置等值線用反序的七色序列表示set cstyle style 設(shè)置等值線線形， style：1實線、2長虛線、3短虛線、4長短虛線、5點線，clear或display即重新設(shè)定25set cthick thckns設(shè)置等值線線寬， 取值1-10之間的整數(shù)，缺省為4set clab on/off/forced/string/auto設(shè)置等值線標(biāo)記方式， 一直持續(xù)到重新設(shè)置262. 對圖形類型為等值線（gxout=contour或shaded）起作用的

17、設(shè)置：set cint value設(shè)置等值線間隔。 clear或display即重新設(shè)定或回到缺省設(shè)置set clevs lev1 lev2設(shè)置特定等值線值，只畫lev1 lev2值所在的等值線， clear或d即重新設(shè)定set cmin value不畫低于此value的等值線， c或d即重新設(shè)定set cmax value不畫高于此value的等值線， c或d即重新設(shè)定set black val1 val2不畫值介于val1和val2之間的等值線， c或d即重新設(shè)定 27*僅對gxout=shaded起作用的設(shè)置： cbarn sf vert xmid ymid 繪制shaded 圖形的填色

18、標(biāo)尺 sf：色標(biāo)尺寸，1為全尺寸，0.5為半英寸 vert：0為水平，1為豎直 xmid ymid:色標(biāo)中心點的位置 例： cbarn 1 1 8.8 4.3283.294.5.30什么是虛頁？6 如何畫矩形、直線等命令316 如何畫矩形、直線等命令32三 坐標(biāo)要素控制333435實習(xí)要求：一、熟悉基本環(huán)境、打開、運行相關(guān)文件，熟練簡單繪圖命令二、學(xué)會畫等值線圖、陰影圖、流場圖、單線圖、熟練選擇各種線形、顏色、標(biāo)記等363變量和函數(shù)的定義、功能完整的變量名形式為：abbreb.file#(dimexpr,dimexpr,) 其中 abbreb:是數(shù)據(jù)描述文件給出的變量名縮寫 file#為包含此

19、變量的已打開的文件序號 dimexpr為當(dāng)前維數(shù)環(huán)境進(jìn)行的局地維數(shù)設(shè)置表達(dá)式，其中絕對維數(shù)表達(dá)式為： x|y|z|t|lon|lat|lev|time= value 例： z.2(lev=500): 表示文件2中高度為500hPa等壓面上的變量z u.2(t=2,lev=500): 表示文件2中時次為2高度為 500hPa等壓面上的變量u 37相對維數(shù)表達(dá)式（相對于當(dāng)前維數(shù)環(huán)境設(shè)置）：x|y|z|t|lon|lat|lev|time+/-offsetoffset：為相對偏差維數(shù)值例：ps.1(time-12hr): 相對于當(dāng)前時間之前12小時時刻的1號文件中的變量ps q.2(t-1,lev=

20、850): 2號文件中相對于當(dāng)前時刻前一時刻，高度為850hpa面上的變量q38表達(dá)式GraDS的變量可進(jìn)行運算：+ - * /即可以在*.gs中輸入命令：d z-z(t-1)39定義臨時變量例：define zave=(z(lev=850)+z(lev=500)/2 d zave可定義一些新的臨時變量供以后的操作使用，定義方式如下：define varname=expression40GraDS可調(diào)用的內(nèi)部函數(shù)4142434 如何把文本數(shù)據(jù)寫成二進(jìn)制數(shù)據(jù)文本數(shù)據(jù)44程序：real p400(150,91)open(1,file=f:208092420.000)open(2,file=f:20

21、8092420.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)(p400(i,j),i=1,150) enddoend45相應(yīng)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 1

22、z 1 99 Surface PressureENDVARS46475臺站資料的使用臺站資料站點數(shù)據(jù)排放次序:micaps第三類數(shù)據(jù)通用格式（共計14行）diamond 3 05年05月18日20時6小時降水量05 05 18 20 -1 6 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 5824854115 118.07 43.60 800 054134 121.28 43.60 242

23、.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 6.057793 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 2

24、7.12 78 7.058527 117.20 29.30 60 5.054857 120.33 36.07 77 053446 109.85 40.66 1069 0臺站號 經(jīng)度 緯度 海拔高度 降水地面報變量49臺站型離散資料畫圖的一般原則1、把臺站資料r.dat寫成二進(jìn)制文件r.grd 2、編寫r.grd數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)說明文件r.ctl 3、用r.ctl生成r.map文件 4、生成插值用的背景格點文件 5、編寫grid.grd的.ctl文件：grid.ctl 6、把r.grd插值到grid.grd的網(wǎng)格點上，并畫圖501、把臺站資料*.000寫成二進(jìn)制文件*.dat 運行fortran程序s

25、hikuang1.fparameter(n=582) character*8 stid(n)real rlat(n),rlon(n),rain(n),nh(n) open(1,file=H:05051820.000)open(10,file=H:05051820.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)51tim=0.0 *本次報告的相對時刻nlev=1 *一組地面報nflag=1 *=1：表示有地面報；=0則無 do i=1,nwrite(10)stid(i),rlat(i),rlon(i),tim,nlev,nflag,rain(i)enddonlev=0 *表示該時刻記錄結(jié)束write(10)stid(n-1),rlat(n-1),rlon(n-1),tim,nlev,nflagclose(10)end522、編寫*.dat數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)說明文件*.ctldset H:0505182