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文档简介
1、气象科学绘图Graphing in Meteorology Science一、课程基本情况课程类别:专业任选课课程学分: 2 学分课程总学时:32 学时,其中讲课:16学时,实验(含上机):16 学时课程性质:选修开课学期:第4学期先修课程:气象程序设计、天气学原理适用专业: 大气科学专业教 材:马红云,李丽平,GrADS软件基础教程,气象出版社,2011.11 孙晓娟,马红云,李丽平,气象程序设计与绘图实验教程,气象出版社, 2015.12开课单位:大气科学学院数值预报系二、课程性质、教学目标和任务气象科学绘图是大气科学专业的专业任选课,本课程将介绍目前气象界广泛使用的专业绘图软件,以及各软
2、件制图特点。其中,GrADS作为一款开发历史悠久、应用广泛的的气象数据处理与显示软件,具有易操作、出图快等优点。为此,本课程将针对GrADS软件的应用进行重点讲解,旨在使学生系统地了解GrADS软件的基本原理,切实地掌握用该软件制图的基本方法,初步具备编程绘图的能力,为将来专业知识学习与科研工作奠定基础。三、教学内容和要求第1章 常用绘图软件介绍(2学时) (1)GrADS、NCL、MATLAB等绘图软件基本特征的简单介绍及异同; (2)GrADS、NCL、MATLAB在气象绘图中的应用简介。重点:GrADS、NCL、MATLAB等绘图软件异同。难点:GrADS、NCL、MATLAB等绘图软件
3、在气象绘图中的异同。第2章GrADS运行及数据处理(3学时)2.1 GrADS使用基础(1学时)(1)掌握GrADS软件的安装、启动与退出;(2)熟悉利用网络资源;(3)熟悉软件中常用文件类型;(4)了解软件使用流程;2.2 数据文件的准备与数据描述文件的建立(1学时)(1)了解数据描述文件与原始数据文件之间的关系;(2)掌握数据格式的转换(十进制二进制),数据描述文件(ctl文件)的构成和建立方法;2.3常用格点数据资料的使用(1学时)(1)熟悉常用数据格式;(2)掌握netCDF、GRIBI格式的格点数据资料的使用方法;重点: GrADS软件的安装与运行、数据描述文件的建立,不同数据格式的
4、数据文件的使用方法难点:GrADS软件常用文件类型、数据描述文件的建立第3章GrADS的基本操作(1学时)(1)掌握基本操作命令;(2)熟悉GrADS运行环境与方式;(3)理解示例中操作命令的功能;(4)了解基本操作流程;重点:GrADS基本操作命令,编写gs文件运行绘图命令难点: gs文件的编写格式及在GrADS运行环境中的运行与调试第4章 绘图要素的设置 (2学时)4.1 绘图要素的设置 (1学时)(1)了解“set”命令的设置内容;(2)了解各类设置的基本功能和使用时效;(3)理解维数环境的概念;4.2实例应用(1学时)(1)掌握不同图形类型的制图要领;重点:维数环境、图形类型与图形要素
5、的设置命令难点:维数环境的概念与设置方式,图形类型(一维或二维图形)的概念,绘图技巧的应用第5章 基础绘图命令(1学时)(1)了解基础绘图命令在GrADS运行环境中的使用方法;(2)熟悉常用基础绘图命令的功能;(3)掌握特殊字符的设置;重点:基础绘图命令的应用难点:特殊字符的设置第6章 命令语言中的变量和函数 (2学时)(1)掌握完全变量名的使用方法;(2)熟悉命令语言中常用内部函数的功能;(3)理解临时变量的定义方法;重点:变量的定义与使用方法,使用内部函数对数据进行处理难点:在变量使用时局部维数环境的设置 第7章 描述语言的应用(2学时)7.1 描述语言概述及构成(1学时)(1)了解描述语
6、言与命令语言的区别;(2)掌握GrADS描述语言的常用语句及其在gs文件中的编写规范;(3)熟悉描述语言中常用内部函数的功能;7.2 描述语言的应用(1学时)(1)通过实例分析,掌握用描述语言编程绘图的基本方法;重点:正确使用描述语言中的赋值语句与循环语句,能结合内部函数控制绘图流程难点:在gs文件中合理有效使用命令语言和描述语言进行编程绘图 第8章 站点资料的使用(2学时)8.1 站点资料的形式及处理方法(1学时)(1)了解站点资料的形式和数据文件格式(2)熟悉利用站点数据文件进行绘图时所需的各类型文件;(3)掌握Fortran语言生成GrADS软件可用的站点数据文件的方法;8.2 站点资料的绘图应用(1学时)(1)了解GrADS针对站点数据文件的绘图类型;(2)掌握站点填图和进行格点化插值绘图的方法。重点:利用Fortran语言生成GrADS软件可用的站点数据文件,对站点数据进行格点化插值绘图;难点:站点数据进行格点化插值绘图方法第9章 气象要素的计算与绘制(2学时)(1)巩固Fortran语言在气象数据处理方面的应用情况;(2)通过Fortran、GrADS计算涡度、散度和垂直速度等物理量,了解二者在大气科学中的实际应用方法及异同。(3)利用GrADS绘制涡度、垂直速度等物理量的图像。重点:综合利用Fortran语言和GrADS软
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