GrADS繪圖軟件安裝及入門

1、GrADS繪圖軟件安裝于入門目 錄第一章 GrADS繪圖軟件概述1. GrADS繪圖軟件簡介2. GrADS繪圖軟件的安裝（windows環(huán)境）3.1 在windows環(huán)境下安裝GrADS軟件包第二章 GrADS繪圖模板1. GrADS示例演示1.1 啟動GrADS1.2 退出GrADS1.3 示例演示GrADS命令的使用第二章 GrADS繪圖軟件概述1 GrADS繪圖軟件簡介The Grid Analysis and Display System(GrADS) 是一套應(yīng)用廣泛、使用方便的科學(xué)數(shù)據(jù)繪圖軟件包。其主要特點(diǎn)：l GrADS屬于自由軟件，可以從Internet上免費(fèi)獲得。l 可運(yùn)行于

2、各種Windows 和Unix工作平臺。l GrADS可用于4D數(shù)據(jù)的分析。既經(jīng)度、緯度、層（氣壓層、高度層等）和時間/xyzt 4維。數(shù)據(jù)可以是格點(diǎn)化的數(shù)據(jù)或離散點(diǎn)數(shù)據(jù)。GrADS特別適用于氣象類數(shù)據(jù)的分析。但也完全可以用于更廣泛類型的數(shù)據(jù)分析。l GrADS有多種顯示方式：等值線、流線、矢量圖、風(fēng)矢量圖、站點(diǎn)填圖、折線圖、直方圖等多種兩維圖形。l 可處理多種數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)。GRIB、NetCDF、HDF-SDS等通用數(shù)據(jù)格式和系統(tǒng)自定義的一種二進(jìn)制數(shù)據(jù)格式。l 采用命令行輸入的方式交互式地顯示圖形。并有多種命令對數(shù)據(jù)進(jìn)行再加工。如求平均；計(jì)算渦度、散度、垂直積分、計(jì)算差分等。l 圖形可以按

3、多種格式存儲：ps、png、jpg、tiff、gif、windows metafile等。自身以 metafile格式存儲。l 提供多種輔助工具軟件。如看圖、打印、圖形格式轉(zhuǎn)換（gv）等工具。2 Internet上的GrADS資源2.1 GrADS在Internet上的主頁GrADS主頁地址：/grads從GrADS主頁上可以找到預(yù)編譯好了的適合于windows環(huán)境下的GrADS軟件包，2.2 windows環(huán)境下GrADS資源l grads-2.0.a7.oga.3-win32_superpack.exeGrADS軟件包安裝執(zhí)行程序。目前在window

4、s環(huán)境下較新的版本為GrADS第2.0版。l 下載GrADS演示數(shù)據(jù)：從/grads/sprite/tutorial下載：model.le.dat 和model.le.ctl文件；或者GRIB碼格式的數(shù)據(jù)：model.grb、model.gmp和model.ctl3 GrADS繪圖軟件的安裝（windows環(huán)境） 在 windows下運(yùn)行GrADS的條件：l 安裝GrADS軟件包3.1 在windows環(huán)境下安裝GrADS軟件包運(yùn)行上述可執(zhí)行文件（雙擊）(grads-2.0.a7.oga.3-win32_superpack.exe)進(jìn)入第一個畫面：用鼠標(biāo)選

5、擇“OK” 鍵，進(jìn)入第二步，顯示GrADS的安裝向?qū)?，選擇“Next”進(jìn)入第三步，顯示信息如下：選擇“I Accept Tems”鍵：進(jìn)入第四步，要確定最終安裝目錄。系統(tǒng)顯示缺省安裝在:“C:OpenGrADS” 目錄下。但為了在Dos環(huán)境下運(yùn)行方便，最好不要安裝在目錄名中有空隔的目錄下如“Program File”。因此這里可改為“c:OpenGrADS”或其它。修改完后用鼠標(biāo)點(diǎn)擊“OK”鍵安裝程序開始安裝。安裝程序?qū)⑿薷哪愕腶utoexec.bat文件中的set path=（原path加上);c:pcgradswin32(若安裝在Program File目錄下，c:progra1pcgra

6、dswin32)。安裝完后可從“開始”看到如下畫面：表示GrADS軟件包已安裝成功，現(xiàn)在可以開始使用GrADS軟件了。Getting_Started和tutorial是入門和初學(xué)指南；users是在線幫助手冊。在開始使用前，先來考察一下安裝程序在GrADS的目標(biāo)目錄（如上例中的“c:OpenGrADS”）下安裝的內(nèi)容：win32下安裝有GrADS的所有可執(zhí)行程序；dat目錄下有運(yùn)行GrADS所需的字庫和地圖數(shù)據(jù)文件；doc目錄下存放幫助和說明文件；lib目錄下存放了一些有趣的模板。GrADS常用命令列表Grads經(jīng)典GrADS，支持Grib,NetCDF,IEEE格式的數(shù)據(jù)。GradsC壓縮模

7、式的GrADS，占內(nèi)存最小。GradsGUI（假）圖形界面的。GradsHDF與經(jīng)典GrADS相當(dāng)，多增加了HDF-SDS格式。GradsNC與經(jīng)典GrADS相同。gv32Windows下看圖（metafile格式）及格式轉(zhuǎn)換工具。rxvt在Windows下打開一個命名行窗口。第三章 GrADS繪圖模板初學(xué)者可以通過“初學(xué)指南”既參考GrADS軟件的“Tutorial”聯(lián)機(jī)幫助文件開始學(xué)習(xí)。GrADS并不直接使用“數(shù)據(jù)文件”，而是通過“描述文件”間接使用“數(shù)據(jù)文件”。GrADS中“打開一個數(shù)據(jù)文件”既是指打開一個數(shù)據(jù)描述文件。關(guān)于GrADS數(shù)據(jù)格式和用戶如何生成該格式的數(shù)據(jù)，將有下面章節(jié)講述；

8、關(guān)于GRIB、NETCDF等數(shù)據(jù)格式的使用也將有專門論述。以下以第一組數(shù)據(jù)說明GrADS的使用。在使用數(shù)據(jù)前，先將數(shù)據(jù)，Model.ctl和Model.dat文件存于硬盤上的某一目錄下，如C:OpenGrADSContentsResourcesSampleDatasets。首先來了解一下數(shù)據(jù)的內(nèi)容。Model.le.dat是一組模式輸出的全球5天數(shù)值預(yù)報結(jié)果，包括了多個要素、多層，按經(jīng)緯度網(wǎng)格存放的數(shù)據(jù)。以下是Model.ctl清單： ps 0 1 Surface pressure hPa ua 7 33 Eastward wind m/s va 7 34 Northward wind m/s

9、 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/(m2*s)1. GrADS示例演示目的：l 學(xué)習(xí)GrADS的基本使用方法。l 介紹GrADS的常用命令。1.1 啟動GrADSl 打開一個MS-DOS窗口。l 在MS-DOS窗口輸入命令：cd C:OpenGrADSContentsResourcesSampleData

10、setsl 再輸入命令: grads， 顯示如下提示：首先顯示GrADS的一般信息，最底行提示是用“Landscape”模式（11X8.5英寸）或portrait（8.5 X11英寸GrADS中長度和大小單位都用英寸）模式顯示圖形輸出窗口。輸入L回車或回車是“Landscape”模式；輸入P回車是用portrait模式。之后進(jìn)入GrADS的命令交互模式，等待用戶輸入命令。此時你的桌面應(yīng)如下圖所示的特征。若想啟動GrADS直接進(jìn)入命令交互模式，輸入命令：grads l，直接進(jìn)入“Landscape”模式或grads p，直接進(jìn)入portrait模式。要獲得GrADS命令行幫助，請運(yùn)行g(shù)rads

11、help。grads -b 以批處理方式運(yùn)行，不顯示圖形輸出grads -l 以“Landscape”模式運(yùn)行。grads -p 以“portrait”模式運(yùn)行。grads -c 進(jìn)入GrADS后，執(zhí)行批處理命令文件，顯示圖形輸出。grads -cl 以上選項(xiàng)可聯(lián)合使用。左上角一個窗口是圖形顯示區(qū)，GrADS的所有圖形輸出結(jié)果在此窗口下顯示；下部為原打開的MS-DOS窗口，此時正在運(yùn)行GrADS，提示顯示“ga->”，說明正處于GrADS命令等待狀態(tài)。GrADS的所有命令都只能通過該窗口輸出，所有文字信息也都由此窗口輸出。GrADS命令采用以下格式：ga->命令 <參數(shù)<

12、;參數(shù)， ，>， ，>輸入的參數(shù)不包括“< >”符號，“< >”內(nèi)的部份可以省略。所為的命令交互模式 既是在GrADS命令提示符下，一步步輸入各種GrADS命令產(chǎn)生各種圖形。1.2 退出GrADSga->quit1.3 示例演示GrADS命令的使用。例1ga->open model.le.ctl 進(jìn)入的第一步，打開一個描述文件（擴(kuò)展名ctl可省略），GrADS并不直接使用“數(shù)據(jù)文件”，而是通過“描述文件”間接使用“數(shù)據(jù)文件”。ga->q file 顯示GrADS打開數(shù)據(jù)的內(nèi)容，顯示結(jié)果應(yīng)與描述文件說明一致。(可以直接運(yùn)行g(shù)a->q顯示

13、q 命令所代的參數(shù)及多項(xiàng)功能解釋。)ga->d ps 顯示地面氣壓（19hr）如上圖?！癲”是“顯示”命令，“ps”是model.le.ctl文件中定義的變量名稱，代表地面氣壓。例2緊接上例輸入以下命令：ga->c 清除圖面。如不清除圖面，GrADS后續(xù)顯示的圖形將與已存在的圖形產(chǎn)生疊加。ga->set lat 40ga->set lon -90ga->set lev 500ga->set t 1 GrADS視所有物理量為四維數(shù)據(jù)，以lon|lat|lev|time稱為“世界坐標(biāo)“或x|y|z|t稱為“網(wǎng)格坐標(biāo)”。兩種方式表示。缺省采用第一種

14、方式，水平（lon|lat）自動認(rèn)為是經(jīng)度/緯度坐標(biāo)。 以x|y|z|t方式表示維數(shù)時，每一維都是一組從1開始的序列數(shù)，對應(yīng)網(wǎng)格的序號。本例中：x從1到73（代表從00到3600共72個格點(diǎn)，第73個格點(diǎn)即第1個格點(diǎn)）；y從1到46（代表從-900到900共46個格點(diǎn)）;z從1到7（從1000 hPa開始，共7層）;t從1到5（5天）運(yùn)行“open model.le.ctl”命令后，lon|lat或x|y是可變的（lon:003600; lat:-900900）。而垂直和時間維取固定值，lev=1000hPa或z=1; time=19hr或t=1。 “set 維數(shù)參數(shù) 數(shù)值1

15、<數(shù)值2>”命令改變當(dāng)前維數(shù)設(shè)定值。當(dāng)取“數(shù)值1 數(shù)值2”時，表示該維是變化的；而只取一個值時，表示該維取固定值，對于網(wǎng)格坐標(biāo)可以是分?jǐn)?shù)值，系統(tǒng)會自動作內(nèi)插。維數(shù)參數(shù)一直保持到再次設(shè)定時都有效。要察看當(dāng)前維數(shù)情況，運(yùn)行： ga->q dimsga->d z 顯示位于(400N,900W)，500hPa層，19hr一點(diǎn)的位勢高度。例3緊接上例輸入以下命令：ga->c 清除圖面。ga->set lon -180 0ga->d z 顯示沿400N,，1800W至0度，500hPa層，19hr位勢高度剖面圖。例4ga->c

16、 清除圖面。ga->set lat 0 90ga->d z 顯示西北半球500hPa層，19hr位勢高度。Lon、lev、t設(shè)定值采用前例使用值不變。例5ga->c 清除圖面。ga->set t 1 5ga ga->d z 動畫顯示西北半球500hPa層，19hr至19hr位勢高度。例6ga->c 清除圖面。ga->set lat -90 90ga->set lon -90ga->set lev 1000 100ga->set t 1 ga->d t 顯示沿900W，1000-10

17、0hPa溫度剖面圖。ga->d u 在上圖基礎(chǔ)上再疊加上東西風(fēng)分量。例7ga->c 清除圖面。ga->set lat 40ga->set lon -180 0ga->set lev 500ga->set t 1 5 ga->d z 顯示500hPa沿400N，高度的時間剖面。例8ga->c 清除圖面。ga->d sqrt(u*u+v*v) 顯示500hPa全風(fēng)速值?；騡a->d mag(u,v) GrADS內(nèi)部定義了多種函數(shù)。例9ga->c 清除圖面。ga->d ave(z, t=1,t=5) 顯示500hPa高度5天平均

18、。ga->d z - ave(z, t=1,t=5) 19hr高度與平均的偏差。例10ga->c 清除圖面。ga->d z - ave(z, x=1,x=72) 高度與緯向平均值的偏差。例11ga->c 清除圖面。ga->d z(t=2)-z(t=1) 兩個時刻高度的差。或執(zhí)ga->d z(t+1)-z例12ga->c 清除圖面。ga->d z(lev=500)-z(lev=700) 兩個高度間的厚度?；驁?zhí)ga->set z 3ga->d z(z+1)-z例13ga->open model.ctl ga->

19、open model.le.ctl 同時打開兩個文件。ga->d z.2(lev=500)-z.1(lev=700) 兩個高度間的厚度?；驁?zhí)ga->set z 3ga->d z.1(z+1)-z.2 結(jié)果顯示如例12所示在GrADS中一般只簡單使用變量名就可以了，但變量名完全定義格式如下：變量名·文件序號（維數(shù)參數(shù)+/-/=某一數(shù)值，）“變量名”是指用戶在“·ctl”文件中定義的變量名稱。GrADS可以同時打開多個文件，并為每個打開的文件編一個序列號（從1開始）。上例中，序列號1指model.ctl文件，序列號2指model.le.ctl。缺省情況下序列號

20、為1，并可省略。維數(shù)參數(shù)指lat/lon/lev/time或x/y/z/t。下畫線部分可省或部分省略。對于有兩個不同文件中的數(shù)據(jù)作運(yùn)算時，兩種數(shù)據(jù)網(wǎng)格要一致。例14ga->reinit 刪除所有設(shè)置重新回到剛進(jìn)入GrADS狀態(tài)。ga->open model.ctl ga->set lat 0 90ga->set lon -180 0ga->d vint(ps,q,275) 作q的垂直質(zhì)量積分，計(jì)算可降水量。 vint(ps,q,top)=, ps和top：hPa。例15ga->reset 刪除open命令后的所有設(shè)置。ga->set lat 0 90g

21、a->set lon -180 0ga->set lev 500ga->d hcurl(u,v) 由風(fēng)場導(dǎo)出渦度場。例16ga-> c 清除圖面。ga->set gxout shaded 以分色圖形方式輸出。ga->d hcurl(u,v) 由風(fēng)場導(dǎo)出渦度場。ga->cbarn 1 0 畫圖例。1:相對長短，>1放大；0:水平；1:垂直。ga->set gxout contour 以等值線方式輸出（缺省方式）。ga->d z 疊加500hPa高度場。注意疊加次序。ga->draw title 500hPa Heights and

22、 Vorticity 寫圖標(biāo)題。例17ga-> c 清除圖面。ga->gxout vector 以箭頭方式表示矢量場。ga->d u; v; q 風(fēng)矢量場。顯示矢量時，d x分量；y分量<；標(biāo)量>。 “<>”內(nèi)的部分只起標(biāo)顏色的作用。例18ga-> c 清除圖面。ga->set gxout stream 以流線方式表示矢量場。ga->d u; v; q 風(fēng)流線場。例19ga-> c 清除圖面。ga->set gxout barb 以WMO風(fēng)標(biāo)方式表示矢量場。ga->d u; v; q 風(fēng)標(biāo)。例20ga-> c

23、清除圖面。ga->set gxout grid 直接輸出網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)值。ga->set dignum 0 設(shè)置保留小數(shù)位數(shù)。ga->set digsize 0.1 設(shè)置數(shù)字大?。ㄓ⒋纾a->d u 東西風(fēng)網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)值。例21ga-> c 清除圖面。ga->set gxout contour ga->set lat 15 80ga->set lon -140 -40ga->set lev 500ga->set mpdraw on 如為off，不畫地圖背景（非經(jīng)緯度數(shù)據(jù)需此項(xiàng)）ga->set poli on 如為off不畫國界省界等。ga->set map auto 由系統(tǒng)自定地圖背景的顏色、線型和粗細(xì)。 而set map color <line_style <thickness>>由用戶自定義。ga->set mpvals -140