GrADS绘图软件安装及入门
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实验二 GrADS软件的应用一.实验目的1.掌握GrADS(Grid Analysis and Display System)软件的安装。
2.掌握GrADS软件的启动方法。
3.熟悉GrADS的常用命令。
4.了解GrADS软件包内的常用文件。
5.掌握GrADS画图的方法。
6.掌握查看画好的图片的方法。
二.实验内容1.软件安装2.启动软件方法开始运行cmd 然后输入C:\grads19 \win32 \grads.exe或打开C盘-grads19-win32-grads.exe3.常用命令Reinit 重新初始化GrADS设置,同时关闭所有打开的文件,并释放所有定义的对象open 打开数据文件set t 9 设定时次固定为数据集中第九个时次set lon 90 140 设定经度变化从东经90度至140度set lat 10 60 设定纬度变化从北纬10度至北纬60度set mpdset cnworld 设置地图数据集set map color style thickness 用定制的颜色,线性和线宽绘背景地图draw map 低级绘图指令,直接进行所指定图形元素操作set lev 200 设定高度维数固定为200h Pa 等压面enable print 打开磁盘文件,用于存放随后print命令转换生成的当前屏幕图形的图元数据set grads off 不打印出GrADS标记set grid off' 不画网格set cthick 6 设置等值线线宽set clopts 1 6 0.12 设置等值线标记的颜色set xlopts 1 6 0.18 设置等值线x轴标记的颜色set ylopts 1 6 0.18 设置等值线y轴标记的颜色set gxout contour 二维等值线绘图set cint 4 设置等值线间隔d smth9(u) 温度Print 将当前图形窗口重的图形转化为图元数据,存放在先前enable 命令指定的磁盘文件中,每执行一次prin t 即向该文件中附加一幅窗口图形4.GrADS软件包内的常用文件.dat 二进制无格式记录的原始气象数据文件,其数据既可以是格点数据,也可以是站点数据。
以下技巧总结都是笔者从学习实践过程中总结出来的,基本的问题。
不求全面,希望对读者学习有用,如果有问题,敬请留言指正,以促进交流学习!1、软件综述:grads软件是一款绘图软件除了绘制图形,还可以提取数据,主要应用是在大气科学中,当然只要是数据处理成grads能够读取的数据文件就可以进行相关绘图。
软件版本问题,软件本身不是很大,我接触到1.8、1.9、2.0版本的,1.8版本的安装很多情况还要修改环境变量、1.9版本的不识别‘sdfopen’命令,最稳定的版本是2.0版本,所以笔者推荐学习者安装2.0版本,选择默认安装路径就可以。
2、文件类型简述:grads处理的是网格数据,可以处理的数据类型有:grd、grib、nc(海洋常用的数据),cdf(雷达卫星数据),其中nc、cdf数据都是自带描述文件,不需要ctl,grib数据要通过命令生成ctl、index数据才可以调用,常用的是grd数据,需要ctl。
3、数据文件转换:grads软件识别的数据是二进制无格式数据,文件类型是‘binary’,写入和生成时是不需要格式的如read(20) sst(i,j,iz,it),20为文件号,通常是十进制数据与grd数据间转换,这里给一个grd转换成txt数据的fortran程序:parameter(nx=56,ny=41,nz=1,nt=360)dimension sst(nx,ny,nz,nt)real sstopen(15,file='sst.grd',form='binary') !固定的用form=‘binary’就是二进制数据open(16,file='sst.txt') !新建txt文件do it=1,ntdo iz=1,nzread(15) ((sst(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) !read后只有文件号,数据是无格式的enddoenddodo it=1,ntdo iz=1,nzwrite(16,*) ((sst(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) !输出时是txt文件可直接看的数据,有格式输出,有*enddoenddoclose(15)close(16)end写程序时:注意格点数要与数据对应,如:上程序对应的数据是经度90~200,纬度-20~60,时间:1971.01~2000.12共360个月的海面温度数据,数据格点精度2*2 ,nx=(200-90)/2+1,ny=(60-(-20))/2+1,nt=360,nz=1,大气的数据要根据数据的层次确定几层。
以下技巧总结都是笔者从学习实践过程中总结出来的,基本的问题。
不求全面,希望对读者学习有用,如果有问题,敬请留言指正,以促进交流学习!1、软件综述:grads软件是一款绘图软件除了绘制图形,还可以提取数据,主要应用是在大气科学中,当然只要是数据处理成grads能够读取的数据文件就可以进行相关绘图。
软件版本问题,软件本身不是很大,我接触到1.8、1.9、2.0版本的,1.8版本的安装很多情况还要修改环境变量、1.9版本的不识别‘sdfopen’命令,最稳定的版本是2.0版本,所以笔者推荐学习者安装2.0版本,选择默认安装路径就可以。
2、文件类型简述:grads处理的是网格数据,可以处理的数据类型有:grd、grib、nc(海洋常用的数据),cdf(雷达卫星数据),其中nc、cdf数据都是自带描述文件,不需要ctl,grib数据要通过命令生成ctl、index数据才可以调用,常用的是grd数据,需要ctl。
3、数据文件转换:grads软件识别的数据是二进制无格式数据,文件类型是‘binary’,写入和生成时是不需要格式的如read(20) sst(i,j,iz,it),20为文件号,通常是十进制数据与grd数据间转换,这里给一个grd转换成txt数据的fortran程序:parameter(nx=56,ny=41,nz=1,nt=360)dimension sst(nx,ny,nz,nt)real sstopen(15,file='sst.grd',form='binary') !固定的用form=‘binary’就是二进制数据open(16,file='sst.txt') !新建txt文件do it=1,ntdo iz=1,nzread(15) ((sst(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) !read后只有文件号,数据是无格式的enddoenddodo it=1,ntdo iz=1,nzwrite(16,*) ((sst(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) !输出时是txt文件可直接看的数据,有格式输出,有*enddoenddoclose(15)close(16)end写程序时:注意格点数要与数据对应,如:上程序对应的数据是经度90~200,纬度-20~60,时间:1971.01~2000.12共360个月的海面温度数据,数据格点精度2*2 ,nx=(200-90)/2+1,ny=(60-(-20))/2+1,nt=360,nz=1,大气的数据要根据数据的层次确定几层。
以下技巧总结都是笔者从学习实践过程中总结出来的,基本的问题。
不求全面,希望对读者学习有用,如果有问题,敬请留言指正,以促进交流学习!(笔者:阿木)1、软件综述:grads软件是一款绘图软件除了绘制图形,还可以提取数据,主要应用是在大气科学中,当然只要是数据处理成grads能够读取的数据文件就可以进行相关绘图。
软件版本问题,软件本身不是很大,我接触到1.8、1.9、2.0版本的,1.8版本的安装很多情况还要修改环境变量、1.9版本的不识别‘sdfopen’命令,最稳定的版本是2.0版本,所以笔者推荐学习者安装2.0版本,选择默认安装路径就可以。
2、文件类型简述:grads处理的是网格数据,可以处理的数据类型有:grd、grib、nc(海洋常用的数据),cdf(雷达卫星数据),其中nc、cdf数据都是自带描述文件,不需要ctl,grib数据要通过命令生成ctl、index数据才可以调用,常用的是grd数据,需要ctl。
3、数据文件转换:grads软件识别的数据是二进制无格式数据,文件类型是‘binary’,写入和生成时是不需要格式的如read(20) sst(i,j,iz,it),20为文件号,通常是十进制数据与grd数据间转换,这里给一个grd转换成txt数据的fortran程序:parameter(nx=56,ny=41,nz=1,nt=360)dimension sst(nx,ny,nz,nt)real sstopen(15,file='sst.grd',form='binary') !固定的用form=‘binary’就是二进制数据open(16,file='sst.txt') !新建txt文件do it=1,ntdo iz=1,nzread(15) ((sst(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) !read后只有文件号,数据是无格式的enddoenddodo it=1,ntdo iz=1,nzwrite(16,*) ((sst(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) !输出时是txt文件可直接看的数据,有格式输出,有*enddoenddoclose(15)close(16)end写程序时:注意格点数要与数据对应,如:上程序对应的数据是经度90~200,纬度-20~60,时间:1971.01~2000.12共360个月的海面温度数据,数据格点精度2*2 ,nx=(200-90)/2+1,ny=(60-(-20))/2+1,nt=360,nz=1,大气的数据要根据数据的层次确定几层。
GrADS 绘图软件安装于入门目录第一章GrADS绘图软件概述1. GrADS 绘图软件简介2. GrADS 绘图软件的安装(windows 环境)3.1在windows 环境下安装GrADS 软件包第二章GrADS 绘图模板1. GrADS 示例演示1.1 启动GrADS1.2 退出GrADS1.3 示例演示GrADS 命令的使用第二章GrADS绘图软件概述1 GrADS绘图软件简介TheGridAnalysisandDisplaySystemGrADS )是一套应用广泛、使用方便的科学数据绘图软件包。
其主要特点:GrADS属于自由软件,可以从In ternet上免费获得。
可运行于各种Windows和Unix工作平台。
GrADS可用于4D数据的分析。
既经度、纬度、层(气压层、高度层等)和时间/xyzt4维。
数据可以是格点化的数据或离散点数据。
GrADS特别适用于气象类数据的分析。
但也完全可以用于更广泛类型的数据分析。
GrADS有多种显示方式:等值线、流线、矢量图、风矢量图、站点填图、折线图、直方图等多种两维图形。
可处理多种数据格式的数据。
GRIB、NetCDF、HDF-SDS等通用数据格式和系统自定义的一种二进制数据格式。
采用命令行输入的方式交互式地显示图形。
并有多种命令对数据进行再加工。
如求平均;计算涡度、散度、垂直积分、计算差分等。
图形可以按多种格式存储:ps、png、jpg、tiff、gif、windowsmetafile 等。
自身以metafile格式存储。
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。
2 In ternet 上的GrADS 资源2.1GrADS 在In ternet 上的主页GrADS 主页地址:rg/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----- G rADS软件包安装执行程序。
GrADS绘图软件使用手3第三章GrADS数据格式每一组GrADS数据应至少包括两组数据文件,数据描述文件—ASCII 码和数据文件—二进制,数据的真正存放地。
数据文件中只是用户数据的有序排放,而关于数据种类、排放次序等是单独放在一个文件中的称—数据描述文件。
而象GRIB和NETCDF等通用数据格式,以上两者是存于同一个文件的—或称为自定义/自解释格式数据。
但考虑到GrADS传统,对这类自定义格式数据仍将生成相应的数据描述文件。
上一章中我们已使用过了这样的一组数据。
以此为例,介绍用户如何按GrADS的格式,将自己的数据生成相应的数据文件和数据描述文件。
1.格点数据描述文件model.le.ctl文件清单:以某开始的行为注解行。
1.1数据描述文件各项解释1.DSET数据文件名定义与此数据描述文件相对应的数据文件名。
若两者位于同一目录,前面的路经可以省略或以“^”开始,代表两者位于同一目录。
若不在同一目录下,应给出路经参数。
如:c:/pcgrad/ample/model.le.dat56注意路经的给法与DOS不同,而与UNI某环境一致,便于移植!或c:\\pcgrad\\ample\\model.le.dat,两种都行。
2.TITLE数据文件说明文字串。
3.UNDEFvaule定义缺测值。
一般给一很大的正/负值,表示,当取值超过这一正值/低于定义的负值,认为该值无效。
(GrADS采用跳过或用周围有效点的值处理。
)4.OPTIONS这里定义了与二进制存储有关的选项,二进制存储的一大特点是可移植性差,因此通过keyword项来增加可移植性。
若keyword省略,则OPTIONS也可省略。
可取:equential:顺序无格式方式。
yrev:Y维与YDEF定义相反方式存放。
zrev:Z维与ZDEF定义相反方式存放。
big_endian:如数据是在un,gi,hpcray机器上生成的,而目前不在此类机器上使用。
GrADS实用手册(打印版)》中对GrADS的安装、设置问题做了详尽介绍,贴在这里供大家参考。
GrADS的安装比较简单,主要是要做好几个环境变量的设置工作:GADDIR 存放GrADS使用的字体、地图文件,用户也可增加自己设计的文件(注:打印版中误写为GASDIR,请用户自行更正)GASCRP 存放GrADS脚本库,用户也可增加自己设计的脚本GAUDFT 存放自定义函数PA TH 执行文件的路径设置只要做好设置,就可在任何目录下直接启动GrADS,在GrADS环境中调用脚本库的脚本。
凡出现找不到字体文件、找不到cbar.gs等错误信息,均是由于环境设置欠缺造成,用户请认真检查。
Unix/Linux下:用户可根据所用Unix/Linux版本,下载相应的二进制文件、字体/地图文件、gs脚本库。
GrADS可由管理员安装在系统目录下,如/usr/local/lib/grads,供所有用户使用,也可由用户自行安装在根目录(home directory)下使用,做好环境变量及路径设置即可。
下面以安装GrADS 1.8SL11版为例,具体操作如下(本例中,操作系统为RedHat9.0,用户名为“wjun”,shell为tcsh):1、在用户根目录下创建安装目录:[wjun@SNOW ~]$ mkdir grads[wjun@SNOW ~]$ mkdir grads/bin[wjun@SNOW ~]$ mkdir grads/lib[wjun@SNOW ~]$ mkdir grads/dat[wjun@SNOW ~]$ mkdir grads/udft2、将下载的“grads-bin-1.8sl11-linux.tar.gz”解压缩至“grads/bin”目录,该目录存放GrADS的可执行文件,即gradsc、gradsnc、gxps等。
3、将下载的“data.tar.Z”解压缩至“grads/dat”目录,该目录存放字体/地图文件,即font0.dat~ font5.dat、hires、lowres等。
气象图形软件应用——G r A D S绘图软件的使用成都信息工程学院大气科学系巩远发主要内容一、GrADS的一般介绍二、GrADS的数据结构详解三、GrADS数据数据处理和绘图详解四、GrADS绘图编程(脚本)语言第一讲 GrADS的一般介绍什么是GrADS相关的关于GrADS的网络资源启动和退出GrADS最基本的GrADS操作(命令)GrADS使用文件的分类GrADS的主要功能介绍1. 什么是GrADS?G r A D S——Grid data Analysis and Display System 格点数据分析和显示系统GrADS(Grid data Analysis and Display System)是一个全32 位的交互操作的气象格点数据和站点数据的分析和显示环境。
系统具有气象数据分析功能强、地图投影坐标丰富、高级编程语言使用容易、图形显示快速,并具有彩色动画功能等特点。
目前是国内外气象数据显示的标准平台之一。
2. 相关的关于GrADS的网络资源WWW Sites/grads/head.html/home.htmlGrADS论坛动力论坛专业绘图软件格点资料下载http://www.ecmwf.int//cdc/reanalysis/3. 启动和退出GrADSgrads 启动GrADSga-> GrADS的系统提示符help给出GrADS的主要命令quit 退出GrADS4. 最基本的GrADS操作Open :打开一个网格点或站点数据文件供GrADS使用(sdfopen: 打开netCDF数据)Query (或仅用q) :查看当前GrADS环境的各种参数Display (或仅用d) :显示(绘制)一幅GrADS “表达式”的图形Set : 设置绘图的操作方式(包括绘什么图,在那里绘图,怎样绘图……)Clear (或仅用c) : 清除当前显示的图形5. GrADS使用文件的分类数据文件: 二进制无格式记录的原始数据,可以是格点的,也可以是站点的。
GrADS绘图软件安装于入门目录第一章GrADS绘图软件概述1.GrADS绘图软件简介2.GrADS绘图软件的安装(windows环境)3.1在windows环境下安装GrADS软件包第二章GrADS绘图模板1.GrADS示例演示启动GrADS退出GrADS示例演示GrADS命令的使用第二章GrADS绘图软件概述1GrADS绘图软件简介The Grid Analysis and Display System(GrADS) 是一套应用广泛、使用方便的科学数据绘图软件包。
其主要特点:GrADS属于自由软件,可以从Internet上免费获得。
可运行于各种Windows 和Unix工作平台。
GrADS可用于4D数据的分析。
既经度、纬度、层(气压层、高度层等)和时间/xyzt 4维。
数据可以是格点化的数据或离散点数据。
GrADS特别适用于气象类数据的分析。
但也完全可以用于更广泛类型的数据分析。
GrADS有多种显示方式:等值线、流线、矢量图、风矢量图、站点填图、折线图、直方图等多种两维图形。
可处理多种数据格式的数据。
GRIB、NetCDF、HDF-SDS等通用数据格式和系统自定义的一种二进制数据格式。
采用命令行输入的方式交互式地显示图形。
并有多种命令对数据进行再加工。
如求平均;计算涡度、散度、垂直积分、计算差分等。
图形可以按多种格式存储:ps、png、jpg、tiff、gif、windows metafile等。
自身以 metafile格式存储。
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GrADS在Internet上的主页GrADS主页地址: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,windows环境下GrADS资源——GrADS软件包安装执行程序。
目前在windows环境下较新的版本为GrADS第版。
下载GrADS演示数据:从和文件;或者GRIB码格式的数据:、和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)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“I Accept Tems”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“P rogram File”。
因此这里可改为“c:\Open GrADS”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文件中的set path=(…原path加上);c:\pcgrads\win32(若安装在Program File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:\Open GrADS”)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。
gv32Windows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。
第三章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,和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。
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。
以下是清单:ps 0 1 Surface pressure [hPa]ua 7 33 Eastward wind [m/s]va 7 34 Northward wind [m/s]zg 7 7 Geopotential height [m]ta 7 11 Air Temperature [K]hus 7 51 Specific humidity [kg/kg]ts 0 11 Surface (2m) air temperature [K]pr 0 59 Total precipitation rate [kg/(m^2*s)]1.GrADS示例演示目的:学习GrADS的基本使用方法。
介绍GrADS的常用命令。
启动GrADS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“L andscape”模式(11X8.5英寸)或portrait( X11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“L andscape”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“L andscape”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“L andscape”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。
退出GrADSga->quit示例演示GrADS命令的使用。
例1例2例3例4ga->c 清除图面。
ga->set lat 0 90ga->d z 显示西北半球500hPa层,位势高度。
Lon、lev、t设定值采用前例使用值不变。
例5ga->c 清除图面。
ga->set t 1 5ga ga->d z 动画显示西北半球500hPa层,至位势高度。
例6ga->c 清除图面。
ga->set lat -90 90ga->set lon -90ga->set lev 1000 100ga->set t 1ga->d t 显示沿900W,1000-100hPa温度剖面图。
ga->d u 在上图基础上再叠加上东西风分量。
例7ga->c 清除图面。
ga->set lat 40ga->set lon -180 0ga->set lev 500ga->set t 1 5ga->d z 显示500hPa沿400N,高度的时间剖面。
例8ga->c 清除图面。
ga->d sqrt(u*u+v*v) 显示500hPa全风速值。
或ga->d mag(u,v) GrADS内部定义了多种函数。
例9ga->c 清除图面。
ga->d ave(z, t=1,t=5) 显示500hPa高度5天平均。
ga->d z - ave(z, t=1,t=5) 高度与平均的偏差。
例10ga->c 清除图面。
ga->d z - ave(z, x=1,x=72) 高度与纬向平均值的偏差。
例11ga->c 清除图面。
ga->d z(t=2)-z(t=1) 两个时刻高度的差。
或执ga->d z(t+1)-z例12ga->c 清除图面。
ga->d z(lev=500)-z(lev=700) 两个高度间的厚度。
或执ga->set z 3ga->d z(z+1)-z例13“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指文件,序列号2指。
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例15ga->reset 删除open命令后的所有设置。
ga->set lat 0 90ga->set lon -180 0ga->set lev 500ga->d hcurl(u,v) 由风场导出涡度场。
例16ga-> c 清除图面。
ga->set gxout shaded 以分色图形方式输出。
ga->d hcurl(u,v) 由风场导出涡度场。
ga->’cbarn 1 0’ 画图例。
1:相对长短,>1放大;0:水平;1:垂直。