GrADS绘图学习技巧与实例

1、nanjing university of information science& technology 阿木 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

2、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：p

3、arameter(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,nt do iz=1,nz read(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,nt do iz=1,nz write(16,*) (sst(i,j,iz,it),i=1

4、,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90200，纬度-2060，时间：1971.012000.12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。4、 grd 、ctl、gs、nc详述grd文件：grd数据不可直接看，为二进制无格式数据，简单的说只有1和0，而且数据间没有间隔，grads识别grd

5、是根据ctl进行划分的，根据ctl中的经度、纬度、层次、时间，精度进行数据分块。ctl实例：dset c:datasst.grdundef -9.99e+33title sea surface tempturexdef 56 linear 90 2ydef 41 linear -20 2tdef 360 linear jan1971 1mozdef 1 levels 0vars 1sst 0 99 surface sea tempture endvars上例数据的数据顺序是（以下是数据对应的经纬度）纬度 经度（t=1）-20 90200的 纬度20s的从90e200的56个数据-18 9020

6、0的 纬度18s的从90e200的56个数据.60 90200的 纬度60n的从90e200的56个数据以上为一层的数据，接下来是t=2，t=3t=360的数据，每个时间点的每一层是如上格式，编程时读取和写如的数据循环顺序依次是：时间、层次、纬度、经度，读者参照3中的fortran程序加以理解。ctl文件：具体其他指导书上都有，我这里强调的是 sst 后面的0表示一层，如果是两层以上则是2,3，1层是固定用法，sst后面的99是默认设置；undef -9.99e+33 此处的数值决定了软件将文件中的那些值认定为不绘制的数据，所以这个值一定要与数据对应。gs 文件，批命令文件，与ctl一样是用记

7、事本编写，另存为.gs文件，文件都是命令，方便大段的命令编写、修改，很常用，尤其时绘制的图要求比较多时必须用，免得在命令窗口重复输入命令浪费时间，如下例子：reinitopen c:datauv.ctlset t 7set lev 850set grid offset vpage 0 8.5 0 3.6set parea 0.3 8.5 0.3 3.5set gxout vectorset grads offd u;vset vpage 0 8.5 3.6 7.2set grads offset gxout barbd u;vset vpage 0 8.5 7.2 11set grads of

8、fset gxout gridd u;vprintim c:imagesgxout3uv850.png white; gs文件以 ；结尾，分号后面不能有空格，除了循环命令外都需要 单引号 将命令引起来。nc文件：此类数据不需要ctl可直接用sdfopen命令直接打开，往往需要知道数据文件中的各个纬度特征，可以用：q ctlinfo 命令查询该文件的内置ctl，这样一切都会很清楚，尤其是数据精度：截图如下（下例即2*2的网格经度）：以上为基础知识介绍，以下为技巧命令1、 绘图时，图的时间下标可用 set grads off 命令关掉，网格用 set grid off 命令关掉，需注意的是，网格关

9、一次就一直有效，而下标则是每次绘完图就自动开启，所以建议读者在每次的 绘图命令之前加set grads off 。2、3、 reinit命令是让窗口恢复到刚打开时的界面，会恢复所有的set，同时关掉所有的打开文件，为为防止前面打开文件的干扰，建议读者在每个gs文件的第一条就加上这条命令（参考gs描述的例子）。4、5、 数据维度设定： set lon 90 set x 1 set lat 80 set y 20 set lev 1000 set z 1 set t 1 12 set time jan1970 dec1970 上面两种设定等价，左边是实际维度设定法，右边是给点设定法，读者需要确定具

10、体的格点数。需要注意的是，在设定全球尺度时，经度0和360是同一个格点，所以 set 0 360会出错，这时设定格点的方法比较好：set x 1 180。6、 vpage和parea的区别：vapge是对整个绘图区分块，需要几张图就划分成几块，给英寸时不需要给标注、标题预留空间，如：要横着绘制两张图 那么就是set vpage 0 5.5 0 8.5（11*8.5） 绘制第一张图 set vpage 5.5 11 0 8.5 绘制第二张图parea 是描述的绘图时图形的四根边线的大小，而且是虚页的尺寸如：画一张图 set parea 1.0 10.2 0.8 7.8 四个值的范围 取决于vap

11、ge的长度01.010.211，如果是上例中的两张图，那么：set parea 0.5 4.8 0.8 7.9，00.54.85.5 ，数值范围取决于水平、垂直的长度，与起点无关如 set vpage 0 11 3.5 7 set parea 0.8 10 0.3 3.2 y上满足00.33.2(7-3.5) 即可，实际y长度决定范围，与起点无关。 5、set annot 5 8set xlopts 3 5 0.18set ylopts 3 5 0.18上面这两条命令是设定的x、y轴下标数字的颜色、粗细、字号set annot 5 8是设定坐标轴线、标题的颜色 粗细，会重置xlopts的部分设

12、定，希望读者注意，命令间的互相干扰6、cbar cbarn命令cabr cbarn 这里只讲解cbarn 命令，cbarn sf vert xmid ymid 其中sf 为标尺,1为全尺寸0.5为半尺寸；vert为放置位置，0为水平，1为垂直；xmind 、ymid为色标的中心位置如：cbarn 0.5 0 2.5 1.5 色标 半尺度长，水平放置，色标的中心英寸坐标（2.5,1.5）。如果只是cabrn或cbar命令，会按照默认的全长，水平或数值取决于图的哪边空位大绘制。强调一点，加色标和加标题都是在绘制出图形后才能加，因为色标是根据阴影图确定对应色值，标题根据图形大小确定标题位置。7、 c

13、min、cmax是命令是用于绘制大于或小于某数值的线或区域图形，在每次绘图之后会重设，所以如果多次使用一定要每次d之前加上，这点与set grads off相似。8、求12个月每个月的海温距平值set t 1 12asst=ave(sst,t+1404,t=1764,12)modify asst seasonalset time jan1971d asstset t 1405 1764nasst=sst-asstset time jan1998d nasstset t 1 12 是设定asst变量有12个时间序列，每个时间格点放一个平面的平均值，asst=ave(sst,t+1404,t=17

14、64,12) 定义变量asst放每个月的平均值，随着t从1变化到12，一次求的每个月的平均值，起始时间是t=1405，终止时间是1764，t=1时，相当于1+13+25+37，即每年的1月份的值求平均（这里t=1+1404=1405是1971年1月，因此是求19712000年每年1月份的平均值），t=2,3.4,，12 与1同理。如此将12个月的平均值都放在了asst里。modify asst seasonal 本来12个月的平均值知识放在了112的时间序列里，（这里调用的文件数据开始时间是1854年1月），所以asst的值只是在设定112以内才能画出，假了这条命令，可以将asst的时间序列扩

15、展到所有时间里，使得每一年的每个月对应都是该月30年的平均值，方便后面求距平。需要注意的，如果set t 1 4 ，那么这条命令的作用是每年的asst的14月值是一样的，是该月的平均值。由于grads本身软件有一定的问题，当你不是设定一段时间而是一个时间点如：set t 1，步、不用modify命令，所有的时间序列都会有该值set t 1405 1764nasst=sst-asst这两句是求30年（1971 012000 12）每个月的海温距平值，共360各月的距平值。这个不难理解，不做解释。以下为实例：1、利用所提供的数据文件，绘制出2003年7月60-150e、0-40n区域内700hpa

16、流线图，且地形高度场超过2000米以上用黑色阴影显示，并且给出相应标题（请包含姓名拼音与学号），最终将图形保存。所有命令编写于.gs文件中。reinitopen c:datadxgd.ctlopen c:datauv.ctlset grid offset grads offset map 3 1 5set xlopts 3 5 0.18set ylopts 3 5 0.18set parea 0.7 10.4 0.6 7.8set t 1set lon 60 150set lat 0 40 set gxout shadedset rbcols 1 1 1 1 1 1 1set cmin 200

17、0d hset gxout streamset time jul2003set grads offset lev 700d u.2;v.2set annot 5 8draw title dingxiaoli 20081331001printim c:imagesuv200307850.png white2、利用所提供的数据文件，画出2002年1-12月120 e、 0-40n 200hpa纬向风的纬度-时间剖面图。图型要求：（1）纬向风为西风时填色，东风绘制等值线，给出色标，0值线加粗；（2）x轴标注为“time”,y轴标注为“lat”,标题标注为“u 100-120e”。（3）最终将图形保存

18、为gmf格式。所有命令编写于.gs文件中reinitopen c:datauv.ctlset grid offset grads offset xlopts 3 5 0.16set ylopts 3 5 0.16set parea 1 10.4 1.2 7.9set lon 120set lat 0 40set lev 200set t 1 12set annot 5 8enable print c:imagesuv200.gmfset xyrev onset gxout shadedset cmin 0d ucbarn 1 0 5.5 0.3set grads offset gxout co

19、ntourset cmax 0set grads offd uset clevs 0set ccolor 2set cthick 10set grads offd udraw xlab timedraw ylab latdraw title u 100-120eprintdisable print;3、十二个月的nc数据整合到一个文件中（fortran）这个程序可用于整合数据parameter(nx=360,ny=181,nz=26,nt=12)dimension temp(nx,ny,nz,nt)open(1,file=argo_200901.grd,form=binary)open(2,f

20、ile=argo_200902.grd,form=binary)open(3,file=argo_200903.grd,form=binary)open(4,file=argo_200904.grd,form=binary)open(5,file=argo_200905.grd,form=binary)open(6,file=argo_200906.grd,form=binary)open(7,file=argo_200907.grd,form=binary)open(8,file=argo_200908.grd,form=binary)open(9,file=argo_200909.grd,

21、form=binary)open(10,file=argo_200910.grd,form=binary)open(11,file=argo_200911.grd,form=binary)open(12,file=argo_200912.grd,form=binary)open(37,file=argo_2009.grd,form=binary)do iz=1,nz read(1) (temp(i,j,iz,1),i=1,nx),j=1,ny)read(2) (temp(i,j,iz,2),i=1,nx),j=1,ny)read(3) (temp(i,j,iz,3),i=1,nx),j=1,n

22、y)read(4) (temp(i,j,iz,4),i=1,nx),j=1,ny)read(5) (temp(i,j,iz,5),i=1,nx),j=1,ny)read(6) (temp(i,j,iz,6),i=1,nx),j=1,ny) read(7) (temp(i,j,iz,7),i=1,nx),j=1,ny) read(8) (temp(i,j,iz,8),i=1,nx),j=1,ny)read(9) (temp(i,j,iz,9),i=1,nx),j=1,ny)read(10) (temp(i,j,iz,10),i=1,nx),j=1,ny)read(11) (temp(i,j,iz,11),i=1,nx),j=1,ny)read(12) (temp(i,j,iz,12),i=1,nx),j=1,ny)enddodo it=1,nt do iz=1,nz write(37) (temp(i,j