南京信息工程大学GrADS-复习资料

PAGEPAGE4目前有很多流行的绘图软件，如MICAPS、Grapher、Excel、GrADS、Surfer、NCL、MATLAB等，不同的软件有其不同的特点和优势。GrADS不仅能够绘制一维和二维图形、进行简单统计计算、物理量的计算，还可进行数据格式的转换。当前气象学研究中许多格点资料（如二进制，GRIB码，Netcdf，HDF-SDS资料）均需用GrADS软件进行处理，该软件因此也成为气象、海洋专业科研工作者和高校学生做研究论文使用最广泛的的绘图软件之一，并成为本科生和函授研究生必须选修的一门课程。1.1GrADS作图的一般步骤GrADS作图一般包括四个步骤，即打开数据描述文件、输入GrADS内部命令、保存图形、退出GrADS。1.2几个重要的GrADS命令打开文件的命令（open/sdfopen/xdfopen）主要用于打开数据描述文件或者数据文件，命令形式为ga->opendata.ctlga->sdfopenu.ncga->xdfopenwind.ddf2）查询命令（query或者q）

主要用于查询数据资料的时空结构、变量等信息。ga->qfile2ga->qctlinfo13）关闭数据文件的命令（close）ga->close2ga->close1注意要先关闭后打开的文件。4）设置维数环境（set）ga->setlon60160ga->setlat2050ga->settimeJul1983ga->setlev200上面的lon、lat、time、lev为地图坐标，也可以换为格点坐标（x\y\z\t）表示。5）显示和清屏，初始化命令clear(或者c)为清屏命令，display(或者d)为显示命令。初始化环境（reinit/reset）注意Reinit和reset的区别，前者是关闭所有文件，重新初始化，后者则是重置初始环境，但不关闭数据文件，reinit常作为Grads命令批处理文件中的第一个命令。6）图形类型的设置（setgxout）等值线：contour；阴影：shaded；矢量图：vector，du;v流线图：streamdu；v；单线图：line；直方图：bar….(ccolor，cstyle，cthick，clevs，ccols，cmin，cmax，cmark)7）定义新变量的命令（define/modify）ga->defineuave=aave(u,t=1,t=50)ga->modifyuaveseasonal(uave被定义为气候变量)8）GrADS内定的变量GrADS内定的变量有lon,lat,time,lev,result,rc。巧用这些内定变量可以让绘图变得简单。比如绘制赤道的命令如下，ga〉setclevs0ga>dlatResult是一个常用的重要的内定变量，GrADS命令的返回值、query（q）命令的查询结果均放在该变量中，比如ga>dorogga>Qw2xy603000ga>X=2.35y=4.21“X=2.35y=4.21”X1=subwrd(result,3)X2=sbuwrd(reselt,4)然后可以进一步在该点确定的坐标处做标记。9）基础绘图指令draw命令均用在d之后，用于对图形进行标注或者做标记、连线等。（drawstring/line/rec/recf/mark/title/wxsym）10）图形存储格式gmf；png；gif；11)函数，变量名ave/aave；mag（u，v）；skip；z.3(lev=500)；tv(t-1,lev=300)12）描述语言及编程If/else/endif；if/endif；while/endwhile2GrADS绘图需要的三类文件要使用GrADS进行绘图，需要准备三类型文件，即数据文件、数据描述文件(.ctl)、控制文件(.gs)文件。下面对三类型文件进行说明。2.1数据文件GrADS能够处理的数据文件常见格式有netCDF(自带描述)、HDF-SDS(卫星资料)、GRIB、Binary(用户自己生成)、站点资料等。NCEP/NCAR和ECWMF资料大多为netCDF格式，这种格式的数据资料自带描述信息，在GrADS中用sdfopen命令打开。Binary是GrADS最基本的数据格式，常用文件后缀为.dat、.grd、.bin，需要和数据描述(.ctl)一起使用，GrADS将数据看作是一个五维数据集(图1)，图1中箭头表示编制程序时如何考虑这五维的循环关系，越向右，该维越在外循环。GrADS要求一个x、y数据场构成一个记录，其顺序是从西变到东，从南变到北，从下到上，即实际大数组以二维数据片存放。(lon,lat),lev,Var,time(x,y),z,var,t(lon,lat),lev,Var,time(x,y),z,var,t(内循环外循环)图1数据资料五维场的关系2.2GRADS数据描述文件数据描述文件是用来说明数据资料的时空信息、包含变量名称、缺侧值等，扩展名为.ctl,文本文件，用记事本、写字板都可以编辑。当进入GrADS后，需要首先打开这一文件，用Query命令可在GrADS中查看其中内容。关于数据描述文件的细节不再赘述，特别注意的是变量名后面的第一个参数表示这个变量的层次，如“u299uwind(m/s)”中的2；打开数据描述文件时，缺省状态下xy包含所有数据个点，t、z为第一时次、第一层次。（映射关系：线性linear还是任意levels）一个二进制数据data.grd水平分辨率为2°*2°，经纬度范围：60-150E，0-40N；层次：850hPa，500hPa，300hPa，200hPa；时次：2013年1月-2013年12月，间隔一个月一次；包含4各变量，纬向风（u），经向风（v），高度场（h），温度（t）。根据上面给出的信息，给出相应的数据描述文件(.ctl)。dsetdata.grdundef1.0e30xdef46linear602ydef21linear02zdef4levels850500300200tdef12linearJan20131mo vars4u 499uwindv 499uwindh 499uwindt 499uwindendvars根据上述的资料，编写GS文件，要求画出第10时刻850hPa高度场图，设置等值线间隔为20，并且给出相应标题（请包含学号），最终将图形保存。‘reinit’‘opendata.ctl’‘sett10‘setlev850‘setlon60150‘setlat040‘setgxoutcontour’‘setcint20‘dh’‘drawtitle850h2013002’‘printimdata.pngwhite’;根据上述的资料编写于.gs文件，要求画出2013年2月60-150E、0-40N区域内850hPa风矢量图，且温度场超过25°以上用黑色阴影显示，最终将图形保存。‘reinit’‘dt’‘opendata.ctl’‘s