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Brief Introduction to GrADS
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
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
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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ GrADS相关网络资源
Homepage: http://grads.iges.org/grads/ Script Lib: http://grads.iges.org/grads/gadoc/library.html http://www.lasg.ac.cn/atmos/gadoc/library.html 中文手册: http://web.lasg.ac.cn/grads/index.html 英文文档: http://web.lasg.ac.cn/grads/gadoc/index.html 讨论区: http://www.lasg.ac.cn/cgi-bin/forum/forums.cgi?forum=3
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?
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
图形的显示 地图投影
Set mproj proj
proj: latlon,缺省，固定的投影叫进行Lat/lon投影 scaled,不固定的投影角Lat/lon投影 nps（sps）,北(南)半球极地投影 off,同scaled,不画地图，坐标也不代表Lat/lon
图形的显示 地图投影
latlon
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
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
数据描述文件
increment为时间增量，格式为:
– vvkk – vv表增量值，是1或2位的整型数。 – kk为增量类型，有如下几种，mn表分钟，hr表 小时，dy表天，mo表月，yr表年。
例：TDEF 24 LINEAR 00Z01JUN1987 1hr
–表示共有24个时次，起始时刻1987年6月1号 00Z时，增量为1小时。
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
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
图形类型
shaded
图形的显示
grid
vector
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
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。
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
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)
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
Station data
--how to write station data file?
Station data
--how to write according ctl file?
Rain.ctl
Dset rain.stn Dtype station Format sequential Stnmap rain.map Undef 999.0 Title rainfall Tdef 600 linear 1Jan1948 1mon Vars 1 Rain 0 99 rainfall D:\rain>stnmap –i rain.ctl Endvars
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
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
– 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 。
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
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
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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ GrADS相关网络资源
Homepage: http://grads.iges.org/grads/ Script Lib: http://grads.iges.org/grads/gadoc/library.html http://www.lasg.ac.cn/atmos/gadoc/library.html 中文手册: http://web.lasg.ac.cn/grads/index.html 英文文档: http://web.lasg.ac.cn/grads/gadoc/index.html 讨论区: http://www.lasg.ac.cn/cgi-bin/forum/forums.cgi?forum=3
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?
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
图形的显示 地图投影
Set mproj proj
proj: latlon,缺省，固定的投影叫进行Lat/lon投影 scaled,不固定的投影角Lat/lon投影 nps（sps）,北(南)半球极地投影 off,同scaled,不画地图，坐标也不代表Lat/lon
图形的显示 地图投影
latlon
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
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
数据描述文件
increment为时间增量，格式为:
– vvkk – vv表增量值，是1或2位的整型数。 – kk为增量类型，有如下几种，mn表分钟，hr表 小时，dy表天，mo表月，yr表年。
例：TDEF 24 LINEAR 00Z01JUN1987 1hr
–表示共有24个时次，起始时刻1987年6月1号 00Z时，增量为1小时。
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
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
图形类型
shaded
图形的显示
grid
vector
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
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。
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
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)
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
Station data
--how to write station data file?
Station data
--how to write according ctl file?
Rain.ctl
Dset rain.stn Dtype station Format sequential Stnmap rain.map Undef 999.0 Title rainfall Tdef 600 linear 1Jan1948 1mon Vars 1 Rain 0 99 rainfall D:\rain>stnmap –i rain.ctl Endvars
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
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
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返回
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打开数据
Netcdf数据（ncep/ncar data 欧洲中心ERA40 数据等） Sdfopen *.nc
– 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 。