通用制图工具GMT在大地测量中的应用_马润霞

通用制图工具GMT在大地测量中的应用

马润霞

（国家测绘局大地测量数据处理中心 陕西西安 710054）

摘 要：研究了通用制图工具GMT技术，分析探讨大地测量成果的可视化方法，并基于该技术绘制点、线、面等实例图形，实现了图形由平面到立体，成果由抽象到直观，这样不仅有助于工作人员对大地测量数据的分析和管理，还为大地测量后续工作提供了直观依据，使GMT技术在大地测量项目设计、实施以及验收中发挥了更大的作用。

关键词：GMT技术 大地测量成果 可视化

1 引言

大地测量成果的最大特点是数据量大，抽象性强，且所有数据都与空间位置相关。从应用层面考虑，将它们制作成相应的点、线、面图形来显示或输出其分布规律和相互关系，并且能直观地表示任何范围制图对象的定量和定性特征，这就是我们所说的成果可视化，这样才能加深我们对抽象成果的分析和判断。

目前，多数用户使用Mapinfo、AutoCAD等软件进行绘图，虽然操作简单，使用方便，但在测绘领域中绘制地形、等值线等图形还是存在一定的局限性。而且随着测绘事业的不断发展，对大地测量成果可视化产品的设计与开发也提出了更高的要求。笔者通过对GMT（Generic Mapping Tools）技术的分析与研究，将通用制图工具GMT应用于大地测量中，不仅绘制图形美观，而且大大增强了大地测量成果的可视度，为分析处理大地测量数据以及决策提供了基础。

2 GMT介绍

GMT是一种较为流行的通用制图工具，其功能非常强大。该软件最大的特点是很容易安装在计算机上，一般在UNIX或WINDOWS操作系统下运行，执行的是命令式操作，使用简单方便，输出图形质量较高。GMT软件提供了100余个命令式模块，每条命令包含多个参数，操作时根据项目具体要求设置各参数的值。用户还可以方便地编制批处理文件，编写的程序可以逐行运行，易于调试，很容易将大地测量成果以图形的方式储存和显示。GMT的这些特点，非常适合大地测量成果的可视化，GMT结构框架如图1

所示。图1 GMT结构框架图

2.1 数据输入（Input data）

（1）数据表。电子表格的列数有一定限制，行数不限。可以分为ASCII 码文件和二进位文件。

（2）网格数据组。为数据矩阵，数据点在两个坐标方向等距分布。有网格线配准和像素配准。

（3）调色板表。用于影像图、彩色图和等值线图。

2.2 任务控制（Job Control）

GMTprogram input–file > output–file

2.2.1 GMT 程序可以由以下几方面获得运行参数：

（1）由命令行选项/转换开关或程序缺省值所

提供；

（2）用省略符号，选择同前参数选项，选项后不加参数说明；

（3）使用GMT各种参数的缺省值（gmtdefaults）；

（4）可以使用隐含的像海岸线或PostScript 图案这样的数据。

2.2.2 GMT常用命令行选项：

-J设置地图投影和比例尺，–R设置范围，–B 设置地图边框标注间隔，-K设置该层后添加新图层，-O设置该层叠加到其前图层，-M设置多段文件，-P 设置纵向图，-L设置横向图，-V 显示命令运行的进程，–W设置画笔属性即线的粗度和颜色。

2.3 数据输出（Output data）

GMT输出文件有6种：PostScript 绘图文件、数据表、网格数据组、统计和概要、警告和出错信息、退出状态。

2.4 GMT 缺省参数设置（GMT Defaults）

大量的次要功能只需改变GMT缺省参数设置即可实现。这些参数控制了诸如字体类型和大小、绘制底图的线宽、线性内插等许多参数。GMT 的缺省参数保留在文件.gmtdefaults中。

2.5 生成图形的基本流程（Basal process）

（1）准备绘图数据为*.txt或*.dat格式的文件，数据格式为：Xi，Yi，Zi

其中，第一列为测点X坐标，第二列为Y坐标，第三列为（X，Y）上的点号、高程等其它量值。

（2）通过xyz2grd命令将格网数据进行网格化，生成grd文件。

（3）利用GMT提供的命令生成点、线、面等图形。

3 GMT在大地测量中的应用

目前，在大地测量数据的分析和管理中，大地测量成果的可视化研究必不可少。其中，点位图、水准路线图、三角网图、等值线图、矢量图和三维立体模型的生成更是可视化研究的重点。这些图形是测绘工作者常用的测绘要素的显示方法，它能较直观地显示出测区地形要素的分布情况，便于分析和使用。

3.1 绘制点状图

psxy在GMT中是最常用的命令之一，其中绘制点符号时就用到此命令。其结构为：

psxy files -Rwest/east/south/north -Jparameters [-B] [-Gfill] [-K] [-O] [-S[symbol][size]] [-P] [-V] [-W[pen]]，其中，files是数据文件，-G设置点符号颜色，-S设置点符号形状和大小。

比如绘制大地控制点时，执行psxy命令后可形成其点位分布如图2所示。数据格式为：大地经度，大地纬度，点号或点名，其命令结构为：

psxy file.txt -R107.2/107.6/34.2/34.6 –Jx19id –Sa –

G -B12mg12m>dw.ps

图2 点位分布图

3.2 绘制线状图

3.2.1 一般直线

绘制一般直线也是用psxy命令，只是参数选项与绘制点状图略有不同。本文以水准路线图和三角网图为例来说明其用法。其命令结构为：

psxy files -Rwest/east/south/north[r] -Jparameters [-B] [-K] [-O] [-M[flag]] [-P] [-V] [-W[pen]]

绘制水准路线图时如图3所示，数据格式为：大地经度，大地纬度，路线号，每条线的数据之间用“>n”符号隔开，其中“n”表示连接每条线的点

数。部分数据和命令如下：

psxy szlx.txt -R86.6/87.2/28.2/28.8 -Jx19id -W3.8p –M –

B15mg15m>szlxt.ps

图3 水准路线图