grads
GrADS绘图与编程(值得收藏)
二、文本格式数据
GrADS格式
现有如下资料： 名称： U850，V850，U200，V200，H500 和TSFC 范围： 60~150E，0~40N 分辨率：2.5×2.5 时间： 1982年1月~1985年12月的逐月资料。
如何将上述资料写成GrADS下的数据格式？
lon) y (或lat) z (或lev) t (或time)
从西向东的水平坐标 从南到北的水平坐标 从地面到高空的垂直坐标 时序坐标。
如 ： set lon 40 160 ；set lat 0 60 定义了水平变化范围 set lat 30；set lon 0 180 定义了沿30N的纬向变化范围 set time jan81 dec94 定义了从81年1月到94年12月的时段
z
(X,Y) (X,Y)
v
t
• T=1 • T=2 • T=3
U V H T
U200
分(z)
时(v)
5月20日(t)
秒(x,y)
18
FORTRAN源程序
Parameter(ii=37,jj=17) Real var(ii,jj) Open(1,file=„u850.dat‟) Open(2,file=„v850.dat‟) Open(3,file=„u200.dat‟) Open(4,file=„v850.dat‟) Open(5,file=„h500.dat‟) Open(6,file=„tsfc.dat‟)
7
简
介
• GrADS 是Grid Analysis and Display System的缩写,它由美国马里兰大学气象 系Brian E. Doty开发。利用该系统可实现 包括格点数据和站点数据的彩色气象图 形分析和显示。具有操作简便、功能丰 富、图形美观、显示快速的特点。在国 内外气象界得到广泛应用。 • 版本：V1.5, V1.6.8, V1.7.7，V1.7.9等
《GrADS基础绘》课件
GrADS的主要应用领 域
GrADS被广泛应用于气象 学、气候学、海洋学、环 境科学等领域的数据处理 和可视化。
安装及环境配置
1
GrADS的安装步骤
详细介绍如何下载、安装和配置GrADS软件。
2
GrADS环境的配置
探索如何设置和调整GrADS的环境变量以适应个人需求。
3
GrADS的基本设置
了解GrADS的基本设置和首选项，以优化您的工作流程。
GrADS与其他软件集成
GrADS和Python的 数据交互
探索如何结合GrADS和 Python的强大功能，进行数 据交互和自动化处理。
GrADS与Matlab的 数据联动
了解如何在GrADS和Matlab 之间无缝传递数据，实现更 多分析和可视化功能。
GrADS在GIS领域的 应用
发现如何将GrADS与地理信 息系统（GIS）工具结合，实 现空间数据的分析和可视化。
总结
GrADS的优缺点评价
综合评价GrADS的优点和不足，帮助您了解 该工具是否适合自己的数据可视化需求。
GrADS使用心得交流
分享使用GrADS的一些心得体会和实用技巧， 促进经验交流和学习。
GrADS高阶绘图技能
GrADS高级绘图基础
学习如何创建精美且高度可定 制的数据可视化图表，彰显数 据的特点和趋势。
GrADS图像调整及美化
发掘GrADS图像调整和美化工 具，使您的图表更具吸引力和 专业性。
GrADS数据可视化技巧
了解如何创建交互式、动态和 多维数据可视化，提升数据沟 通的效果。
GrADS案例分析
1
GrADS数据处理应用案例
2
分享一些使用GrADS进行数据处理和
GrADS画图入门
（缺省）
命令：
display express
ga-> d strp Contouring: 0 to 100 interval 10
设置：
set *** ###
维数参数设置 等值线设置
Set set Set set lon 100 cint 15 120 指定等值线间隔 lat 103 25 指定等值线颜色 ccolor
Outline
• 1、grads功能概述(不讲) • 2、Grads数据准备：
（1）ncep资料的直接读取 （2）mm5out_to_Grads,wrfoutput_to_grads （3）二进制格点数据dat的生成和数据描述文件ctl作用 （4）站点数据的准备以及站点图形的绘制
• 3、图形显示类型及绘图设置：
•
2、Grads数据准备：
（1）ncep资料的直接读取 （2）mm5_to_Grads,wrf_to_grads （3）二进制格点数据dat的生成和数据描述文件ctl作用 （4）站点数据的准备以及站点图形的绘制
data open(3,file=filename.ctl,form='formatted',status='unknown') zlev/1000,925,850,700,500,400,300,250,200,150,100/ write(3,'(a)')'dset ^'//filename.dat tim=0.0 ；ilev=11；nflag=0 open(2,file=filename.dat,form='unformatted',access='direct',recl=73*4) write(3,'(a)')'dtype station' irecord=0 write(3,'(a)')'stnmap ^sounding.map' do j=1,irec write(3,'(a)')'undef -999.0' irecord=irecord+1 write(3,'(a)')'title sounding' write(2,rec=irecord)'abc'//sta(j)(1:5),lat(j),lon(j),tim,ilev,nflag, write(3,'(a)')'tdef 1 linear 02JAN1987 1DY ' + (zlev(i),z(j,i),t(j,i),td(j,i),d(j,i),f(j,i),i=1,11) write(3,'(a)')'vars 5' enddo write(3,'(a)')'zz 11 99 '//staa//' height1' ilev=0 write(3,'(a)')'tt 11 99 '//staa//' temper1' irecord=irecord+1 write(3,'(a)')'t_td 11 99 '//staa//' t_td1' write(2,rec=irecord)'abcdefgh',lat(1),lon(1),tim,ilev,nflag, write(3,'(a)')'uu 11 99 '//staa//' u wind1' + write(3,'(a)')'vv (zlev(i),i=1,11),(z(1,i),i=1,11),(t(1,i),i=1,11), 11 99 '//staa//' v wind1' + write(3,'(a)')'endvars‘ (td(1,i),i=1,11),(d(1,i),i=1,11),(f(1,i),i=1,11) close(2) close(3)
Grads函数大全
GrADS的函数分两类,一类是对格点/站点数据执行运算的,这一类我们姑且称之为分析函数;另一类是脚本编程(gs)时使用的, 这后一类我们姑且称之为脚本函数.第一类分析函数又分为格点分析和站点分析两个子类:1) 格点分析绝对值abs(expr)余弦/反余弦cos(expr) acos(expr)正弦/反正弦sin(expr) asin(expr)正切/反正切tan(expr) atan2(expr1, expr2) [expr1/expr2]指数exp(expr)对数log(expr) log10(expr)幂函数pow(expr1, expr2) expr1expr2直角三角形的弦长/全风速mag(u_expr, v_expr)sqrt(u*u+v*v)平方根sqrt(expr)加权/不加权平均ave (expr, dim_expr1,dim_expr2, tincr, { |-b } ) mean()加权/不加权区域平均aave (expr, { xdim1,xdim2,ydim1,ydim2 | global | g } ) amean()剔除值后时间求平均tmave (undefine_or_weight_expr, expr, texpr1, texpr2)加权/不加权区域和asum (expr, { xdim1,xdim2, ydim1, ydim2| global | g } ) asumg()质量加权垂直积分vint (ps_expr, expr, top)普通积分gint (expr)最大/小值Max (expr, dim1, dim2, tincr) min()最大/小值所在格点Maxloc (expr, dim1,dim2, tincr) minloc()空间相关/回归scorr (expr1,expr2, {xdim1, xdim2, ydim1, ydim2| global | g}) sregr() 时间相关/回归tcorr (expr1, expr2, tdim1, tdim2) tregr()常数const (expr, const, { | -u | -a } )剔除maskout (expr, mask_expr )跳点skip (expr, skip_x, skip_y )加权9点平滑smth9 ( expr )1-D 3点平滑中央差分cdiff ( expr, dim )时间循环tloop (expr)极值位置maxloc (expr, dim1, dim2, tincr)minloc()特征值位置findlvl (expr, expr_to_find, lev1, lev2)气象上物理量计算的函数:虚温,相对湿度求比湿tvrh2q(tv_expr, rh_expr)g/g虚温,相对湿度求温度tvrh2t(tv_expr, rh_expr)degK垂直涡度hcurl(u_expr, v_expr)中央差求水平散度hdivg(expr1, expr2)全风速mag(u_expr, v_expr)2) 站点分析从格点插到站点gr2stn(grid_expr, { stn_expr | lon, lat }, -a )收集生成格点场coll2gr(cnum, { num | -u } )Cressman插值oacres(grid_expr, stn_expr, radii, 1st_guess)网格平均oabin(grid_expr, stn_expr, { -f | -c } )时间平均stnave(expr, dexpr1, dexpr2, -m count)时间序列最小值stnmin(expr, dexpr1, dexpr2, -m count)时间序列最大值stnmax(expr, dexpr1, dexpr2, -m count)转成1-D格点序列s2g1d(expr)所有数学函数abs,cos,acos,sin,asin,tan,atan2,exp,log,log10,pow,mag,sqrt第二类, 脚本函数包括有:abs, log, log10 : math_abs, math_log, math_log10sin, cos, tan : math_sin, math_cos, math_tanasin, acos, atan2: math_asin, math_acos, math_atanmath_sinh, math_cosh, math_tanhmath_asinh, math_acosh, math_atanhpow, sqrt : math_pow, math_sqrt, math_exp取整: math_nint, math_int求余: math_fmod, math_mod字符串处理函数: math_strlen, valnum, wrdpos, strlensublin, subwrd, substr数值格式转换函数: math_format文件操作函数: read, write, close。
GrADS绘图软件安装及入门
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届丁自由软件，可以从Internet上免费获得。
可运行丁各种Windows和Unix工作平■台。
GrADS可用丁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特别适用丁气象类数据的分析。
但也完全可以用丁更广泛类型的数据分GrADS有多种显示方式：等值线、流线、欠量图、风欠量图、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。
2 Internet 上的GrADS 资源2.1 GrADS 在Internet 上的主页GrADS 主贞地址：/grads从GrADS主贞上可以找到预编译好了的适合丁windows环境下的GrADS软件包，2.2 windows环境下GrADS资源grads-2Qa7.oga.3-win32_superpack.exe ------------------------ G rADS软件包安装执行程序。
GrADS教程
第一讲 GrADS简介一、G r A D S的应用领域及其功能*GrADS的全称：“The Grid Analysis and Display System”*应用领域：可在UNIX工作站以及个人微机上进行地球科学领域的数据资料分析和绘图*功能:对数据进行访问、分析和绘图1.可以根据需要绘制单线图、直方图、等值线图、填色等值线图、流线图、矢量图、站点模型图等各类图形.2.用描述语言编程,达到理想的绘图效果3.可以把在GrADS中绘制的图形以文件的形式保存起来,以备对其进行编辑4.调用GrADS的内部函数，能够对数据进行某些特定的计算，然后输出计算结果二、GrADS中常用的基本概念*数据格式：GrADS能够识别的数据为二进制无格式直接或顺序记录格式，该种格式数据的生成可以通过Fortran语言编程来实现。
*数据类型：格点数据（NCEP/NCAR的再分析资料）、站点数据（站点实测资料）、Grib数据（NMC产品）。
*维数环境：GrADS的操作对象为4维的数据集（4D data set）,包括空间三维（纬度、经度、高度）和时间一维。
可以固定其中的一维或者几维以获得低于四维的数据子集。
此概念是对于格点资料而言的。
维数环境的定义可以在两种坐标上进行。
一种是地球坐标（world coordinate），以经纬度为度量单位；一种是格点坐标（grid coordinate），以网格点数为度量单位。
*几种文件类型：*.dat―数据文件*.ctl—原始数据描述文件*.gs―GrADS控制文件，用命令run执行之*.exe―GrADS在DOS环境下的各种执行文件三、启动和退出GrADS*启动GrADS的两种方式：1.在dos环境下直接输入grads命令即：切换到MS-DOS方式，进入到F:\pcgrads\msdos子目录下输入：grads回车2.从windows桌面上的“我的电脑”进入F:\pcgrads\子目录，然后双击g.exe图标*注意：在启动GrADS时，系统会问你以何种方式进入。
Grads概要
GRADS (Grid Analysis and Display System)概要内容提要一、GrADS绘图软件包的安装和运行二、GrADS绘图基本步骤三、GrADS绘图需要的三类型文件四、GrADS基本命令五、Fortran中如何读写二进制文件六、数据描述文件和gs文件简介一、GrADS绘图软件包的安装和运行1、演示安装2、启动GrADS1）双击grads图标2）绘画形式的选择风景画(横放)：11⨯8.5 英寸(缺省)肖像画形式(竖放)：肖像画形式是8.5 ⨯11 英寸3）GrADS的工作窗口分为两类：文本窗口：键入GrADS命令图形窗口。
显示所产生的图形两窗口之间可以切换。
二、GrADS绘图的基本步骤1、准备好了绘图资料（包括数据资料*.grd和数据描述文件*.ctl）2、启动GrADS3、打开数据描述文件（*.ctl）4、设置维数环境(set)5、生成图形文件6、查看图形文件(gv32.exe)例如：打开描述文件1)Open filename（盘符：路径/数据描述文件名）注意：启动GrADS后首先需打开至少一个数据描述文件2)显示变量图像D varname三、GrADS绘图需要的三类型文件.grd文件：这种文件格式为二进制无格式文件，可以是格点或站点资料，是从其他气象数据转化而来。
格点资料可以是直接存取或者顺序存取。
对格点资料而言，是一个五纬数据场，即时空、变量维（x/y/z/t/var）.ctl文件：数据描述文件，纯ASCII码文件。
是对数据信息的描述，包括数据名称、时空范围、变量说明等。
.gs文件：GrADS控制文件，也是一个纯文本文件。
由GrADS描述（脚本）语言（Scripts Language）写成的批处理GrADS系统设置和命令。
.gmf文件：GrADS系统图元输出文件，由gv.exe或者gv32.exe查看。
*.grd:数据文件，无格式直接存取文件。
*.ctl:数据描述文件*.gs:GrADS命令批处理文件四、基本操作命令命令浏览1. open 打开数据描述文件2. d 显示一个GrADS "表达式“3. set 设置在绘图中所需要的环境变量1）地球坐标(world coordinates)：set lat val1 <val2>set lon val1 <val2>set lev val1 <val2>set time val1 <val2>2）格点坐标(grid coordinates)：set x val1 <val2>set y val1 <val2>set z val1 <val2>set t val1 <val2>当键入一个值时，该维--"固定"；当键入两个值时，该维--"变化"。
grads各类参数设置
1. 格点数据
? contour: 二维等值线图（缺省设置） ? shaded: 二维填色图 ? grid: 二维场不绘图，以网格形式在
各网格点中央标出该点数值 ? vector: 矢量箭头形式绘二维风场
（缺省设置） ? stream: 流线形式绘制二维风场
? barb: 风向杆形式绘制二维风场 ? bar: 对一维场不绘单线图，而绘制
（3 ）set cstyle style - 设定等值 线线型 其中，style 为线型号：1 - 实线，
2 - 长虚线，3 - 短虚线，5 - 点线。 该设置在“clear ”或“display ”
命令后即重新设定。
（4）set cthick thckns - 设定等 值线线宽。 其中，thckns 为线宽值，取值
（7）set clopts color <thickness <size>> - 设置等值线标记的颜色。 其中，color 是颜色号，-1 为省缺，
表示采用等值线的颜色进行标记； thickness 为标记的线宽，-1 为省缺； size 为标记的大小，0.09 为省缺。该设
置在下一个set clopts 命令前一直有效。
（6）set clab on | off | forced | string | auto
- 控制等值线的标记方式。再定义后才重新设置。
?on - 快速等值线标记，标记在等值 线的水平处(缺省设置) ?off - 不标记 ?forced - 强迫标记所有等值线 ?string - 用字符串string 替换等值线 标记数值 ?auto –缺省方式
2.设置的作用
GrADS 中设置维数用以说明或 指定随后的分析或图形操作时参加操 作的原始数据集的维数范围。该工作 数据集可以是整个原始数据场，也可 以是原始数据场的一部分。
第3章 grads基本操作命令
关于数据文件model.le.dat的具 的具 关于数据文件 体说明，可以打开model.le.ctl文件 体说明，可以打开 文件 查看。 查看。
2. 示例演示
启动GrADS后，选择图形输出窗口 后 启动 的方式（ 或 ），然后在命令窗口ga-> ），然后在命令窗口 的方式（L或P），然后在命令窗口 提示符后输入命令， 提示符后输入命令，通过图形输出窗口 可以观察输出结果。 可以观察输出结果。
open <路径 数据描述文件名 路径>数据描述文件名 路径
open命令用于打开 命令用于打开GrADS的数 命令用于打开 的数 据文件，启动GrADS后首先需要打开 据文件，启动 后首先需要打开 至少一个数据描述文件 命令如下： 数据描述文件， 至少一个数据描述文件，命令如下： open filename
define 临时变量名 表达式 临时变量名=表达式
define命令用于定义新的变 命令用于定义新的变 量，所定义的新变量可以用于随 后的表达式中。 后的表达式中。
modify 临时变量名 时间序列的 类型<seasonal diurnal> 类型 modify命令可将自定义的变 命令可将自定义的变 量声明为气候值， 量声明为气候值，用于后面的时 次代换。 次代换。
（以下set命令是设置维数环境， 关于维数环境的介绍详见第4章）
（显示该变量） （清屏）
set lon -180 0 dz c set lat 0 90 dz quit
（重新设置维数环境）
（退出GrADS系统）
实际操作后， 实际操作后，在图形输出窗 口观察输出结果。 口观察输出结果。比较不同的维 数环境设置下， 数环境设置下，输出结果有何不 关于set命令的应用将在第 命令的应用将在第4 同？关于 命令的应用将在第 章具体介绍。 章具体介绍。
第十章GradsGrADS 描述语言及编程
GRADS (Grid Analysis and Display System)讲义（10）GrADS 描述语言及编程一、描述语言概述描述语言是GrADS软件包中自带的高级语言，可以用于GrADS的高级操作，更方便地使用GrADS的功能。
通过描述语言可以编写具有复杂功能的命令集（即gs文件）。
二、gs文件中的两类型语句1）描述语句：不用引号，需要经过编译的。
2）指令性语句：GrADS命令，需用引号括起来。
通过描述语句来控制指令描述语言用到指令性语句中要用引号，即，i=1‘set t ‘i’’(或者‘set t ’ i )三、描述语言程序特点1、程序通过GrADS的run命令来编译执行；run file-name options2、可以有变量、流程控制也可以执行GrADS 的命令。
3、描述语言可以1）编写函数子程序，2）制作屏幕菜单，3）可以显示动画图形，4）可以使用从GrADS的query命令中得到的信息作注释等。
3、描述语言的所有变量都是字符串型的，描述变量可以进行计算。
流程控制是通过if/else/endif和while/endwhile语句块实现。
循环过程可以用continue或break命令改变。
变量中包含的或者由表达式结果产生的字符串可以作为GrADS命令项使用。
而由GrADS命令执行后产生的文字结果可以读入变量并在描述语言程序中使用。
描述语言也支持函数子程序功能。
四、描述语言的组成1、一个描述语言程序是由许多语句组成,每个语句之间由换行号或分号分隔。
2、下面是GrADS描述语言中语句的类型：赋值语句If / Else / Endifwhile / endwhilebreak / continuefunction header / returnsay / pull3、描述表达式描述表达式是由运算对象和运算符组成。
运算对象：描述变量、子程序函数或常数；运算符：数学、逻辑或连结运算符。
下面分别介绍变量、运算符、表达式4、描述语言变量1）构成变量名是由1至8个字符组成，以字母开头，仅可以包含字母和数字，变量名区分大小写。
GrADS基础知识讲座
GrADS基础讲座
维数声明
线性映射： xdef <xnum> linear <start> <incr> 自由定义 zdef <znum> levels <valuelist> 高斯格点(菱形15波截断的全球格点) xdef 48 linear 0 7.5 ydef 40 gausr15 1
GrADS基础讲座
站点控制文件
dset D:\KKK\R160.GRD dtype station stnmap D:\KKK\China.map undef -999.0 title Rain data of 160 station of China tdef 49 linear Jan1951 1MO vars 1 R 0 99 temperature endvars
GrADS基础讲座
二维时间－经度剖面
GrADS基础讲座
常用的绘图控制语句
等值线线形,间隔…… set cstyle style set cint value set cmin(cmax) set black value1 value2 设置绘图区大小 set parea 1 10.5 1 8
GrADS基础讲座
所需的资料信息 中国区160个站点的气温资料，各个站点 的经纬度信息资料 中国区特定的地理网格数据文件和对应 的控制文件
GrADS基础讲座
站点资料二进制文件建立
依靠一段特定格式的Fortran程序完成。 普通的站点资料 站点号 纬度 经度 数据 50353 呼玛 51.43 126.39 23.5 50632 博科图 48.46 121.55 24.5 …… …… …… … … 50953 哈尔滨 45.41 126.37 22.5 54094 牡丹江 44.34 129.36 20.5
GrADS使用简介
GrADS使用简介谢逸乔云亭1 前言GrADS(Grid Analysis and Display System)是美国马里兰大学气象系Brian E.Doty 开发的气象数据分析与显示软件。
GrADS提供一个全32位交互操作的气象格点数据与站点数据的分析与显示环境,具有强大的气象数据分析能力、丰富的地图投影坐标,以及彩色动画等功能,因此迅速成为国内外气象数据显示的标准平台之一。
近几年,随着PC机的普及、性能的不断提高,GrADS推出了基于PC机的DOS版本, 为需要用到GrADS,却不具备UNIX图形工作站的广大气象工作者带来了方便。
2 软件安装与硬件配置微机版本的GrADS,运行于386或以上的PC机上,也可以在WIN95或WIN NT的DOS环境下运行。
安装GrADS时,将整个目录拷贝到硬盘的某个目录下(例如:C:\GrADS),并根据显示器的分辨率类型,用Set命令在DOS下设置GAVIDEO参数。
有以下几种:Set gavideo=vga VGA,16 color,640*480Set gavideo=ega EGA,16 color,640*350Set gavideo=vga256 VGA,16 color,640*480Set gavideo=svga SVGA,256 color,800*600Set gavideo=xvga XVGA,256 color,1024*768如果显示器和图形卡(显示卡)不支持16色以上的VGA模式,不可强行将参数设成VGA,16色或以上,否则会损坏显示器。
完成以后,在系统的Config.sys文件中加入:shell=c:\/p/e:20483 GrADS文件组成GrADS包括以下几种类型的文件:(1)二进制无格式的原始气象数据文件(*.dat)其数据既可以是格点数据,也可以是站点数据。
它们是从其它气象数据(如站点气象报、格点气象报、模式格点输出结果)转换生成的,格式是二进制无格式数据。
GrADS函数解读
GrADS函数从师姐的收藏中看到的~存一份备用啊GrADS的函数分两类,一类是对格点/站点数据执行运算的,这一类我们姑且称之为分析函数;另一类是脚本编程(gs时使用的, 这后一类我们姑且称之为脚本函数.第一类分析函数又分为格点分析和站点分析两个子类:1 格点分析绝对值abs(expr余弦/反余弦cos(expr acos(expr正弦/反正弦sin(expr asin(expr正切/反正切tan(expr atan2(expr1, expr2 [expr1/expr2]指数exp(expr对数log(expr log10(expr幂函数pow(expr1, expr2 expr1expr2直角三角形的弦长/全风速mag(u_expr, v_exprsqrt(u*u+v*v平方根sqrt(expr加权/不加权平均ave (expr, dim_expr1,dim_expr2, tincr, { |-b } mean(加权/不加权区域平均aave (expr, { xdim1,xdim2,ydim1,ydim2 | gl obal | g } amean(剔除值后时间求平均tmave (undefine_or_weight_expr, expr, texpr1, texpr2加权/不加权区域和asum (expr, { xdim1,xdim2, ydim1, ydim2| glo bal | g } asumg(质量加权垂直积分vint (ps_expr, expr, top普通积分gint (expr最大/小值Max (expr, dim1, dim2, tincr min(最大/小值所在格点Maxloc (expr, dim1,dim2, tincr minloc(空间相关/回归scorr (expr1,expr2, {xdim1, xdim2, ydim1, ydi m2| global | g} sregr(时间相关/回归tcorr (expr1, expr2, tdim1, tdim2 tregr(常数const (expr, const, { | -u | -a }剔除maskout (expr, mask_expr跳点skip (expr, skip_x, skip_y加权9点平滑smth9 ( expr 1-D 3点平滑中央差分cdiff ( expr, dim时间循环tloop (expr极值位置maxloc (expr, dim1, dim2, tincrminloc(特征值位置findlvl (expr, expr_to_find, lev1, lev2气象上物理量计算的函数:虚温,相对湿度求比湿tvrh2q(tv_expr, rh_exprg/g虚温,相对湿度求温度tvrh2t(tv_expr, rh_exprdegK垂直涡度hcurl(u_expr, v_expr中央差求水平散度hdivg(expr1, expr2全风速mag(u_expr, v_expr2 站点分析从格点插到站点gr2stn(grid_expr, { stn_expr | lon, lat }, -a收集生成格点场coll2gr(cnum, { num | -u }Cressman插值oacres(grid_expr, stn_expr, radii, 1st_guess网格平均oabin(grid_expr, stn_expr, { -f | -c }时间平均stnave(expr, dexpr1, dexpr2, -m count时间序列最小值stnmin(expr, dexpr1, dexpr2, -m count时间序列最大值stnmax(expr, dexpr1, dexpr2, -m count转成1-D格点序列s2g1d(expr所有数学函数abs,cos,acos,sin,asin,tan,atan2,exp,log,log10,pow,ma g,sqrt 第二类, 脚本函数包括有:abs, log, log10 : math_abs, math_log, math_log10sin, cos, tan : math_sin, math_cos, math_tanasin, acos, atan2: math_asin, math_acos, math_atanmath_sinh, math_cosh, math_tanhmath_asinh, math_acosh, math_atanhpow, sqrt : math_pow, math_sqrt, math_exp取整: math_nint, math_int求余: math_fmod, math_mod字符串处理函数: math_strlen, valnum, wrdpos, strlen sublin, subwrd, substr数值格式转换函数: math_format文件操作函数: read, write, close。
GrADS函数
GrADS函数GrADS的函数分两类,一类是对格点/站点数据执行运算的,这一类我们姑且称之为分析函数;另一类是脚本编程(gs)时使用的, 这后一类我们姑且称之为脚本函数.看本帖的, 可参看下帖关于GrADS变量的内容: /cgi-bin/forum/topic.cgi?forum=3&topic=6543第一类分析函数又分为格点分析和站点分析两个子类:1) 格点分析绝对值 abs(expr)余弦/反余弦cos(expr) acos(expr)正弦/反正弦sin(expr) asin(expr)正切/反正切tan(expr) atan2(expr1, expr2) [expr1/expr2]指数 exp(expr)对数 log(expr) log10(expr)幂函数 pow(expr1, expr2) expr1expr2直角三角形的弦长/全风速mag(u_expr, v_expr)sqrt(u*u+v*v)平方根 sqrt(expr)加权/不加权平均 ave (expr, dim_expr1,dim_expr2, tincr,{ |-b } ) mean()加权/不加权区域平均 aave (expr, { xdim1,xdim2,ydim1,ydim2 | global |g } ) amean()剔除值后时间求平均 tmave (undefine_or_weight_expr, expr, texpr1,texpr2)加权/不加权区域和 asum (expr, { xdim1,xdim2, ydim1, ydim2| global |g } ) asumg()质量加权垂直积分 vint (ps_expr, expr,top)普通积分 gint(expr)最大/小值 Max (expr, dim1, dim2,tincr) min()最大/小值所在格点 Maxloc (expr, dim1,dim2,tincr) minloc()空间相关/回归 scorr (expr1,expr2, {xdim1, xdim2, ydim1, ydim2| global |g}) sregr()时间相关/回归 tcorr (expr1, expr2, tdim1,tdim2) tregr()常数 const (expr, const, { | -u | -a } )剔除 maskout (expr, mask_expr )跳点 skip (expr, skip_x, skip_y )加权9点平滑 smth9 ( expr )1-D 3点平滑中央差分 cdiff ( expr, dim )时间循环 tloop (expr)极值位置 maxloc (expr, dim1, dim2, tincr)minloc()特征值位置 findlvl (expr, expr_to_find, lev1, lev2)气象上物理量计算的函数:虚温,相对湿度求比湿tvrh2q(tv_expr, rh_expr)g/g虚温,相对湿度求温度tvrh2t(tv_expr, rh_expr)degK垂直涡度hcurl(u_expr, v_expr)中央差求水平散度hdivg(expr1, expr2)全风速mag(u_expr, v_expr)2) 站点分析从格点插到站点gr2stn(grid_expr, { stn_expr | lon, lat }, -a )收集生成格点场coll2gr(cnum, { num | -u } )Cressman插值 oacres(grid_expr, stn_expr, radii, 1st_guess)网格平均 oabin(grid_expr, stn_expr, { -f | -c } )时间平均 stnave(expr, dexpr1, dexpr2, -m count)时间序列最小值stnmin(expr, dexpr1, dexpr2, -m count)时间序列最大值stnmax(expr, dexpr1, dexpr2, -m count)转成1-D格点序列s2g1d(expr)所有数学函数 abs,cos,acos,sin,asin,tan,atan2,exp,log,log10,pow,mag,sqrt第二类, 脚本函数包括有:abs, log, log10 : math_abs, math_log, math_log10sin, cos, tan : math_sin, math_cos, math_tanasin, acos, atan2: math_asin, math_acos, math_atanmath_sinh, math_cosh, math_tanh math_asinh, math_acosh, math_atanh pow, sqrt : math_pow, math_sqrt, math_exp 取整 : math_nint, math_int求余 : math_fmod, math_mod字符串处理函数 : math_strlen, valnum, wrdpos, strlen sublin, subwrd, substr数值格式转换函数 : math_format文件操作函数 : read, write, close。
气象图形软件应用-GrADS绘图软件的使用
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各类参数设置
8.对于图形类型为fgrid 起作用的设置
set fgvals value color <value color> <value color> ...
对取值为value 的网格点用颜色为 color的色块标记该网格，每个格点的值 取法是四舍五入，要绘出的值点须逐个举 出，未列出的值不绘图。
4.4 坐标要素的设置
各分量填放在站点四周 ? wxsym: 绘wx 天气符号
4.3 图形要素的设置
有些设置对多数图形输出类型有效， 有些设置只对某一种图形输出类型有效。 有些设置一旦设定，会一直保持不变，有 些设置在键入“clear ”或“display ”命令 后会回到缺省设置状态。
1. 对于图形类型为contour 起作用的设置
（1）set ccolor color - 设置等值线颜色。
其中，color 为颜色号：0 - 黑， 1 - 白， 2 - 红，3 - 绿 ，4 - 兰， 5 - 青，6 - 洋 红，7 - 黄 ，8 - 橘黄 ，15 - 灰。
该设置在“clear ”或“display ”命令后即 重新设定颜色。
（2 ）set ccolor rainbow - 设定 等值线颜色用七彩序列表示。
（3 ）set cstyle style - 设定等值 线线型 其中，style 为线型号：1 - 实线，
2 - 长虚线，3 - 短虚线，5 - 点线。 该设置在“clear ”或“display ”
命令后即重新设定。
（4）set cthick thckns - 设定等 值线线宽。 其中，thckns 为线宽值，取值
（2）一种是格点坐标（gridcoordinate ），以网 格点数为度量单位。 形式如下： set x | y | z | t val1 <val2>
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陈权亮 成都信息工程学院 大气科学学院 2010年 2010年8月
GrADS(Grid Analysis and Display System)
相关网络资源 数据格式 数据描述文件(ctl文件 文件) 数据描述文件 文件 图形的显示 Computation GrADS scripts file（gs file） （ ） Station data
GrADS相关网络资源
Homepage: /grads/ Script Lib: /grads/gadoc/library.html /atmos/gadoc/library.html 中文手册: /grads/index.html 英文文档: /grads/gadoc/index.html 讨论区: /cgi-bin/forum/forums.cgi?forum=3
ENDVARS
数据描述文件
数据描述文件为文本格式文件，每行记录的各项 数据描述文件为文本格式文件， 以空格分开，注释行在第一列打“ ” 以空格分开，注释行在第一列打“*”，注释行不 能出现在变量列表中，每行记录不超过80个字符 个字符， 能出现在变量列表中，每行记录不超过 个字符，
– ① 二进制数据文件名（这里为 二进制数据文件名（这里为MODEL.DAT ） – ② 本数据集说明标题（5 Days of Sample Model Output） 本数据集说明标题（ – ③ 数据集的数据类型、格式、选项和缺省值定义 数据集的数据类型、格式、 （dtype，format，options，undef） ， ， ， ） – ④ 时空维数环境设置 时间、空间的范围和分辨率 时空维数环境设置(时间 空间的范围和分辨率) 时间、 – ⑤ 最后是变量定义 有那些要素及这些要素的层次 最后是变量定义(有那些要素及这些要素的层次 有那些要素及这些要素的层次)
图形的显示
绘图窗口
工作环境
图形的显示
图形的显示 基本的GrADS操作
Open *.ctl 打开数据文件 Set 各类选项 设置各种环境参数 Display(d) 表达式 对表达式处理后图形显示 Clear(c) 清屏 Define 临时变量=表达式 定义临时变量 Query(q) 系统环境设置的查询 Enable print 图元文件 打开(创建)存放图元数据的 磁盘文件 Print 将图形转化为图元数据 Disable print 关闭图形输出
数据描述文件
数据描述文件-文件名的正确替换方式 文件名的正确替换方式
%y2 %y4 %m1 %m2 %mc %d1 %d2 %h1 %h2 %n2
2位数年 4位数年 1或2位数月份 2位数月份（用0补齐1位数） 3个字符月份缩写 1或2位数日期 2位数日期 1或2位数小时 2位数小时 2位数分钟
scaled
图形的显示 地图投影
nps
图形类型
图形的显示
Set gxout graphics-type 格点数据：contour,二维等值线，缺省 shaded，二维填色等值线 grid，二维场标值 vector，矢量二维场，缺省 stream，流线形式矢量二维场 line，一维曲线 bar,一维直方图
图形的显示
维数环境设置 地图投影设置 图形类型设置 绘图区域设置
图形的显示 维数环境设置
Set lon\lat\lev\time val1 <val2> Set x\y\z\t val1 val2 说明: < >表示不一定出现的任选项 范围：lon(0 360);lat(-90 90);lev和time(ctl文 件控制) Set lon -180 0 Set lat 0 90 Set lev 500 or set lev 500 10 Set t 1 or set time jan1998
对某一层某一变量在某一时刻，x、y 数据点构成 对某一层某一变量在某一时刻， 、 了一个水平网格，该网格严格对应于FORTRAN 了一个水平网格，该网格严格对应于 中的数组存放顺序，第一维总是从西变到东， 中的数组存放顺序，第一维总是从西变到东，第 二维从南变到北。 二维从南变到北。
数据描述文件
2001年1月0°E赤道地区 温度的垂直廓线
返回
2000年1月 1000hPa 温度场
返回
2001年1月0°E 温度的垂直廓线
Set zlog on
返回
2000年1-12月 1000hPa 温度场
打开数据
Netcdf数据（ncep/ncar data 欧洲中心ERA40 数据等） Sdfopen *.nc
打开数据
Grib 数据（ ncep/ncar data ） 需要描述文件（.ctl）和指针文件（.idx ） 1）确认安装目录中有grib2ctl.exe 2）grib2ctl 文件名 > 文件名.ctl 3）编辑.ctl文件，删掉“endvars”后面多余的文 字说明 4）gribmap -i 文件名.ctl 得到.idx文件 5）open 文件名.ctl
图形类型
shaded
图形的显示
grid
vectorΒιβλιοθήκη 图形的显示 绘图区域Set vpage xmin xmax ymin ymax
Set vpage off 回到实虚页相同的状态 Set parea xmin xmax ymin ymax(off)
图形的显示
图形的显示 绘图区域
图形的显示
Compution
变量名
Compution
表达式
Compution
GrADS Scripts (gs file)
GrADS Scripts (gs file)
Station data
Step1 How to write station data file? Step2 How to write according ctl file? Step3 How to prepare grid data file? Step4 How to interpolate station data into grid data?
数据描述文件
数据描述文件- OPTIONS <keywords> template：多个时间序列原始数据文件想用一个数 据描述文件统一地描述这些原始数据时采用的选项， 这些数据文件的文件名形式由DSET定义的形式命 名文件名，提示所含数据的时次。 例如一个逐小时的数据集每24小时数据放到一个文 件中，每个文件名形式为： – 1may92.dat – 2may92.dat 通过DSET和options设置告诉GrADS数据集文件 和 名用代换模式格式如下： – DSET %d1%mc%y2.dat – options template – tdef 48 linear 0Z1may1992 1hr
数据描述文件
TDEF number LINEAR start-time increment number为数据集中的时次数，整型数表示。 start-time为起始日期/时间，用GrADS绝对时 间表示法，其格式为：
– hh:mmZddmmmyyyy – hh为2位数的小时，mm为2位数分钟，dd为1或2 位数的日期，mmm为3个字符的月份缩写，yyyy 为2或4位数年份。 – hh缺省为00时，mm缺省为00分，dd缺省为1 号， 月年值不能缺省。 – 整个时间串中不能有空格。
– LINEAR：网格点格距均匀，start起始经度，或x=1的经 ：网格点格距均匀， 起始经度， 起始经度 的经 用浮点数表示，负数表西经， 度，用浮点数表示，负数表西经，increment表x方向网 表 方向网 格点之间的格距，单位是度，用正值浮点数表示。 格点之间的格距，单位是度，用正值浮点数表示。 – LEVELS：网格点格距不均匀，用枚举法列出各网格点 ：网格点格距不均匀， 对应的经度值， 顺序列出各格点的经度值， 对应的经度值，value-list顺序列出各格点的经度值，可 顺序列出各格点的经度值 在下一行续行。至少有两个以上格点时方可用LEVELS。 在下一行续行。至少有两个以上格点时方可用 。
打开数据
普通五维二进制数据 Open *.ctl(二进制数据的描述文件)
数据描述文件
DSET TITLE UNDEF XDEF YDEF ZDEF TDEF VARS PS U V Z T Q TS P E:\data\MODEL.DAT 5 Days of Sample Model Output -9.9E33 145 LINEAR 0.0 2.5 73 LINEAR -90.0 2.5 7 LEVELS 1000 850 700 500 300 200 100 5 LINEAR 02JAN1987 1DY 8 0 99 Surface Pressure 7 99 U winds 7 99 V winds 7 99 Geopotential heights 7 99 Temperature 5 99 Specific Humidity 0 99 Surface temperature 0 99 Precipitation
GrADS的基本流程
二进制数据
GrADS种数据集是一个五维数据场,以二维数 组片的形式按水平,垂直,物理变量,时间序列的 顺序排放 维数可以定义在地球坐标(x,y,z,t)和格点坐标 (lon,lat,lev,time)上
二进制数据
*.dat格点资料的一般格式
二进制数据
二进制数据
维数环境:每个物理变量场为一个四维数据集 所有维数固定:单值数据点 一维变化:曲线 二维变化:二维的平面图或一维的动画序列 三维变化:二维平面的动画 四维变化:固定两维或用动画方式
XDEF number LINEAR start increment XDEF number LEVELS value-list 设置网格点值与经度(或在x方向 方向) 设置网格点值与经度(或在 方向)的对应关系 其中number是x方向网格点书，用整型数，必须大 方向网格点书， 其中 是 方向网格点书 用整型数， 于等于1； 表明网格映射类型。 于等于 ；LINEAR或LEVELS表明网格映射类型。 或 表明网格映射类型