GrADS绘图软件安装及入门Word格式.docx
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●提供多种辅助工具软件。
如看图、打印、图形格式转换(gv)等工具。
2Internet上的GrADS资源
2.1GrADS在Internet上的主页
GrADS主页地址:
http:
//grads.iges.org/grads
从GrADS主页上可以找到预编译好了的适合于windows环境下的GrADS软件包,
2.2windows环境下GrADS资源
●grads-2.0.a7.oga.3-win32_superpack.exe——GrADS软件包安装执行程序。
目前在windows环境下较新的版本为GrADS第2.0版。
●下载GrADS演示数据:
从ftp:
//grads.iges.org/grads/sprite/tutorial下载:
model.le.dat和model.le.ctl文件;
或者GRIB码格式的数据:
model.grb、model.gmp和model.ctl
3GrADS绘图软件的安装(windows环境)
在windows下运行GrADS的条件:
●安装GrADS软件包
3.1在windows环境下安装GrADS软件包
运行上述可执行文件(双击)(grads-2.0.a7.oga.3-win32_superpack.exe)进入第一个画面:
用鼠标选择“OK”键,进入第二步,显示GrADS的安装向导,选择“Next”进入第三步,显示信息如下:
选择“IAcceptTems”键:
进入第四步,要确定最终安装目录。
系统显示缺省安装在:
“C:
\OpenGrADS”目录下。
但为了在Dos环境下运行方便,最好不要安装在目录名中有空隔的目录下—如“ProgramFile”。
因此这里可改为“c:
\OpenGrADS”或其它。
修改完后用鼠标点击“OK”键安装程序开始安装。
安装程序将修改你的autoexec.bat文件中的setpath=(…原path加上);
c:
\pcgrads\win32(若安装在ProgramFile目录下,c:
\progra~1\pcgrads\win32)。
安装完后可从“开始”看到如下画面:
表示GrADS软件包已安装成功,现在可以开始使用GrADS软件了。
Getting_Started和tutorial是入门和初学指南;
users是在线帮助手册。
在开始使用前,先来考察一下安装程序在GrADS的目标目录(如上例中的“c:
\OpenGrADS”)下安装的内容:
win32下安装有GrADS的所有可执行程序;
dat目录下有运行GrADS所需的字库和地图数据文件;
doc目录下存放帮助和说明文件;
lib目录下存放了一些有趣的模板。
GrADS常用命令列表
Grads
经典GrADS,支持Grib,NetCDF,IEEE格式的数据。
GradsC
压缩模式的GrADS,占内存最小。
GradsGUI
(假)图形界面的。
GradsHDF
与经典GrADS相当,多增加了HDF-SDS格式。
GradsNC
与经典GrADS相同。
gv32
Windows下看图(metafile格式)及格式转换工具。
rxvt
在Windows下打开一个命名行窗口。
第2章GrADS绘图模板
初学者可以通过“初学指南”既参考GrADS软件的“Tutorial”联机帮助文件开始学习。
GrADS并不直接使用“数据文件”,而是通过“描述文件”间接使用“数据文件”。
GrADS中“打开一个数据文件”既是指打开一个数据描述文件。
关于GrADS数据格式和用户如何生成该格式的数据,将有下面章节讲述;
关于GRIB、NETCDF等数据格式的使用也将有专门论述。
以下以第一组数据说明GrADS的使用。
在使用数据前,先将数据,Model.ctl和Model.dat文件存于硬盘上的某一目录下,如C:
\OpenGrADS\Contents\Resources\SampleDatasets。
首先来了解一下数据的内容。
Model.le.dat是一组模式输出的全球5天数值预报结果,包括了多个要素、多层,按经纬度网格存放的数据。
以下是Model.ctl清单:
ps01Surfacepressure[hPa]
ua733Eastwardwind[m/s]
va734Northwardwind[m/s]
zg77Geopotentialheight[m]
ta711AirTemperature[K]
hus751Specifichumidity[kg/kg]
ts011Surface(2m)airtemperature[K]
pr059Totalprecipitationrate[kg/(m^2*s)]
目的:
●学习GrADS的基本使用方法。
●介绍GrADS的常用命令。
●打开一个MS-DOS窗口。
●在MS-DOS窗口输入命令:
cdC:
\OpenGrADS\Contents\Resources\SampleDatasets
●再输入命令:
grads,显示如下提示:
首先显示GrADS的一般信息,最底行提示是用“Landscape”模式(11X8.5英寸)或portrait(8.5X11英寸—GrADS中长度和大小单位都用英寸)模式显示图形输出窗口。
输入L回车或回车是“Landscape”模式;
输入P回车是用portrait模式。
之后进入GrADS的命令交互模式,等待用户输入命令。
此时你的桌面应如下图所示的特征。
若想启动GrADS直接进入命令交互模式,输入命令:
grads–l,直接进入“Landscape”模式或grads–p,直接进入portrait模式。
要获得GrADS命令行帮助,请运行grads–help。
grads-b以批处理方式运行,不显示图形输出
grads-l以“Landscape”模式运行。
grads-p以“portrait”模式运行。
grads-c进入GrADS后,执行批处理命令文件,显示图形输出。
grads-cl以上选项可联合使用。
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;
下部为原打开的MS-DOS窗口,此时正在运行GrADS,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。
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。
所为的命令交互模式既是在GrADS命令提示符下,一步步输入各种GrADS命令产生各种图形。
quit
1.3示例演示GrADS命令的使用。
例1
openmodel.le.ctl进入的第一步,打开一个描述文件(扩展名ctl可省略),GrADS并不直接使用“数据文件”,而是通过“描述文件”间接使用“数据文件”。
qfile显示GrADS打开数据的内容,显示结果应与描述文件说明一致。
(可以直接运行ga->
q显示q命令所代的参数及多项功能解释。
)
dps显示地面气压(1987.1.2.0hr)如上图。
“d”是“显示”命令,“ps”是model.le.ctl文件中定义的变量名称,代表地面气压。
例2
紧接上例输入以下命令:
c清除图面。
如不清除图面,GrADS后续显示的图形将与已存在的图形产生叠加。
setlat40
setlon-90
setlev500
sett1GrADS视所有物理量为四维数据,以lon|lat|lev|time—称为“世界坐标“或x|y|z|t—称为“网格坐标”。
两种方式表示。
缺省采用第一种方式,水平(lon|lat)自动认为是经度/纬度坐标。
以x|y|z|t方式表示维数时,每一维都是一组从1开始的序列数,对应网格的序号。
本例中:
x从1到73(代表从00到3600共72个格点,第73个格点即第1个格点);
y从1到46(代表从-900到900共46个格点);
z从1到7(从1000hPa开始,共7层);
t从1到5(5天)运行“openmodel.le.ctl”命令后,lon|lat或x|y是可变的(lon:
00~3600;
lat:
-900~900)。
而垂直和时间维取固定值,lev=1000hPa或z=1;
time=1987.1.2.0hr或t=1。
“set维数参数数值1<
数值2>
”命令改变当前维数设定值。
当取“数值1数值2”时,表示该维是变化的;
而只取一个值时,表示该维取固定值,对于网格坐标可以是分数值,系统会自动作内插。
维数参数一直保持到再次设定时都有效。
要察看当前维数情况,运行:
ga->
qdims
dz显示位于(400N,900W),500hPa层,1987.1.2.0hr一点的位势高度。
例3
setlon-1800
dz显示沿400N,,1800W至0度,500hPa层,1987.1.2.0hr位势高度剖面图。
例4
setlat090
dz显示西北半球500hPa层,1987.1.2.0hr位势高度。
Lon、lev、t设定值采用前例使用值不变。
例5
sett15
gaga->
dz动画显示西北半球500hPa层,1987.1.2.0hr至1987.1.2.0hr位势高度。
例6
c清除图面。
setlat-9090
setlev1000100
sett1
dt显示沿900W,1000-100hPa温度剖面图。
du在上图基础上再叠加上东西风分量。
例7
sett15
dz显示500hPa沿400N,高度的时间剖面。
例8
c清除图面。
dsqrt(u*u+v*v)显示500hPa全风速值。
或
dmag(u,v)GrADS内部定义了多种函数。
例9
dave(z,t=1,t=5)显示500hPa高度5天平均。
dz-ave(z,t=1,t=5)1987.1.2.0hr高度与平均的偏差。
例10
dz-ave(z,x=1,x=72)高度与纬向平均值的偏差。
例11
dz(t=2)-z(t=1)两个时刻高度的差。
或执
dz(t+1)-z
例12
dz(lev=500)-z(lev=700)两个高度间的厚度。
setz3
dz(z+1)-z
例13
openmodel.ctl
openmodel.le.ctl同时打开两个文件。
dz.2(lev=500)-z.1(lev=700)两个高度间的厚度。
setz3
dz.1(z+1)-z.2结果显示如例12所示
在GrADS中一般只简单使用变量名就可以了,但变量名完全定义格式如下:
变量名·
文件序号(维数参数+/-/=某一数值,…)
“变量名”是指用户在“·
ctl”文件中定义的变量名称。
GrADS可以同时打开多个文件,并为每个打开的文件编一个序列号(从1开始)。
上例中,序列号1指model.ctl文件,序列号2指model.le.ctl。
缺省情况下序列号为1,并可省略。
维数参数指lat/lon/lev/time或x/y/z/t。
下画线部分可省或部分省略。
对于有两个不同文件中的数据作运算时,两种数据网格要一致。
例14
reinit删除所有设置重新回到刚进入GrADS状态。
setlon-1800
dvint(ps,q,275)作q的垂直质量积分,计算可降水量。
vint(ps,q,top)=
ps和top:
hPa。
例15
reset删除open命令后的所有设置。
setlev500
dhcurl(u,v)由风场导出涡度场。
例16
c清除图面。
setgxoutshaded以分色图形方式输出。
’cbarn10’画图例。
1:
相对长短,>
1放大;
0:
水平;
垂直。
setgxoutcontour以等值线方式输出(缺省方式)。
dz叠加500hPa高度场。
注意叠加次序。
drawtitle500hPaHeightsandVorticity写图标题。
例17
gxoutvector以箭头方式表示矢量场。
du;
v;
q风矢量场。
显示矢量时,dx分量;
y分量<
;
标量>
。
“<
>
”内的部分只起标颜色的作用。
例18
setgxoutstream以流线方式表示矢量场。
q风流线场。
例19
setgxoutbarb以WMO风标方式表示矢量场。
q风标。
例20
setgxoutgrid直接输出网格点数值。
setdignum0设置保留小数位数。
setdigsize0.1设置数字大小(英寸)。
du东西风网格点数值。
例21
setgxoutcontour
setlat1580
setlon-140-40
setmpdrawon如为off,不画地图背景(非经纬度数据需此项)
setpolion如为off不画国界省界等。
setmapauto由系统自定地图背景的颜色、线型和粗细。
而setmapcolor<
line_style<
thickness>
由用户自定义。
setmpvals-140-401580极射投影经纬度范围。
setmprojnps北半球极射投影(其它取值:
latlon:
等比经纬度投影(缺省);
scaled:
经纬度投影并冲满整个绘图区;
sps:
南半球极射投影;
Lambert:
lambert方式投影;
robinson:
robinson式投影;
off:
关闭地图投影,缺省是打开的。
setmpdsetmres取值:
lowres/mres/hires分别代表可使用低分辨率(缺省)、中分辨率和高分辨率的地图数据库。
dz
例22
gxoutcontour
setlat-9090
setlon-180180
mprojscaled
mpdsetmres
例23
mprojrobinson
例24
setgxoutcontour
mpvals-1801800-90
mprojnps
dz
setgxoutvector
v;
q结果如封面所示。
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