GrADS绘图软件安装及入门

时间：2020-12-02 15:10:56 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人

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　GrADS 绘图软件 安装于入门

　目 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 在 s windows 环境下安装 G GS rADS 软件包

　 第二章

　GrADS 绘图模板

　1. GrADS 示例演示

　启动 GrADS

　 出 退出 GrADS

　 示 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 属于自由软件，可以从 Internet 上免费获得。

　 可运行于各种 Windows 和 Unix 工作平台。

　 GrADS 可用于 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特别适用于气象类数据的分析。但也完全可以用于更广泛类型的数据分析。

　 GrADS 有多种显示方式：等值线、流线、矢量图、风矢量图、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

　 S GrADS 在 在 t Internet 上的主页 GrADS 主页地址 ：从 GrADS 主页上可以找到预编译好了的适合于 windows 环境下的 GrADS 软件包，

　 windows 环境下 GrADS 资源  ——GrADS 软件包安装执行程序。目前在 windows 环境下较新的版本为 GrADS 第版。

　 下载 GrADS 演示数据：

　从 和文件； 或者 GRIB 码格式的数据：

　、和

　3 GrADS 绘图软件的安装（windows 环境）

　在 windows 下运行 GrADS 的条件 ：

　 安装 G GS rADS 软件包 3.1 在 在 s windows 环境下安装 G GS rADS 软件包

　运行上述可执行文件（双击）进入第一个画面：

　 用鼠标选择“OK” 键，进入第二步，显示 GrADS 的安装向导，选择“Next”进入第三步，显示信息如下：

　 选择“I Accept Tems”键：进入第四步，要确定最终安装目录。系统显示缺省安装在:“C:\OpenGrADS” 目录下。但为了在 Dos 环境下运行方便，最好不要安装在目录名中有空隔的目录下—如“Program File”。因此这里可改为“c:\OpenGrADS”或其它。

　 修改完后用鼠标点击“OK”键安装程序开始安装。安装程序将修改你的文件中的 set path= （…原 原 path 加上);c:\pcgrads\win32(若安装在 Program File 目录下， c:\progra~1\pcgrads\win32)。

　安装完后可从“开始”看到如下画面：

　表示 GrADS 软件包已安装成功，现在可以开始使用 GrADS 软件了。Getting_Started 和 tutorial 是入门和初学指南； users 是在线帮助手册。

　在开始使用前，先来考察一下安装程序在 GrADS 的目标目录（如上例中的“c:\OpenGrADS”）下安装的内容：

　win32 下安装有 GrADS 的所有可执行程序；dat 目录下有运行 GrADS 所需的字库和地图数据文件；doc 目录下存放帮助和说明文件；lib 目录下存放了一些有趣的模板。

　GrADS 常用命令列表 Grads 经典 GrADS，支持 Grib,NetCDF,IEEE 格式的数据。

　GradsC 压缩模式的 GrADS，占内存最小。

　GradsGUI （假）图形界面的。

　GradsHDF 与经典 GrADS 相当，多增加了 HDF-SDS 格式。

　GradsNC 与经典 GrADS 相同。

　gv32 Windows 下看图（metafile 格式）及格式转换工具。

　rxvt 在 Windows 下打开一个命名行窗口。

　 第三章

　GrADS 绘图模板

　 初学者可以通过“初学指南”既参考 GrADS 软件的“Tutorial”联机帮助文件开始学习。

　GrADS 并不直接使用“数据文件”，而是通过“描述文件”间接使用“数据文件”。

　GrADS 中“打开一个数据文件”既是指打开一个数据描述文件。

　关于 GrADS 数据格式和用户如何生成该格式的数据，将有下面章节讲述；关于 GRIB、NETCDF 等数据格式的使用也将有专门论述。

　 以下以第一组数据说明 GrADS 的使用。在使用数据前，先将数据，和文件 存 于 硬 盘 上 的 某 一 目 录 下 ， 如C:\OpenGrADS\Contents\Resources\SampleDatasets。

　首先来了解一下数据的内容。是一组模式输出的全球 5 天数值预报结果，包括了多个要素、多层，按经纬度网格存放的数据。以下是清单：

　ps 0 1 Surface pressure [hPa]

　ua 7 33 Eastward wind [m/s]

　va 7 34 Northward wind [m/s]

　zg 7 7 Geopotential height [m]

　ta 7 11 Air Temperature [K]

　hus 7 51 Specific humidity [kg/kg]

　ts 0 11 Surface (2m) air temperature [K]

　pr 0 59 Total precipitation rate [kg/(m^2*s)]

　1. GrADS 示例演示 目的：

　 学习 GrADS 的基本使用方法。

　 介绍 GrADS 的常用命令。

　启动 GrADS  打开一个 MS-DOS 窗口。

　 在 MS-DOS 窗 口 输 入 命 令 ：

　cd C:\OpenGrADS\Contents\Resources\SampleDatasets

　 再输入命令: grads， 显示如下提示：

　首先显示 GrADS 的一般信息，最底行提示是用“Landscape”模式（11X8.5 英寸）或 portrait（ X11 英寸—GrADS 中长度和大小单位都用英寸）模式显示图形输出窗口。输入 L 回车或回车是“Landscape”模式；输入 P 回车是用 portrait 模式。之后进入 GrADS 的 命令交互模式 ，等待用户输入命令。此时你的桌面应如下图所示的特征。若想启动 GrADS 直接进入命令交互模式，输入命令：grads –l，直接进入“Landscape”模式或 grads –p，直接进入 portrait 模式。要获得 GrADS命令行帮助，请运行 grads –help。

　grads

　-b

　 以批处理方式运行，不显示图形输出 grads

　-l

　以“Landscape”模式运行。

　grads

　-p

　以“portrait”模式运行。

　grads

　-c

　进入 GrADS 后，执行批处理命令文件，显示图形输出。

　grads

　-cl

　以上选项可联合使用。

　 左上角一个窗口是图形显示区，GrADS 的所有图形输出结果在此窗口下显示；下部为原打开的 MS-DOS 窗口，此时正在运行 GrADS，提示显示“ ga-> ”，说明正处于 GrADS 命令等待状态。GrADS 的所有命令都只能通过该窗口输出，所有文字信息也都由此窗口输出。GrADS 命令采用以下格式：

　ga-> 命令

　< 参数< 参数， ，> ， ，> 输入的参数不包括“< >”符号，“< >”内的部份可以省略。所为的 命令交互模式

　既是在 GrADS 命令提示符下，一步步输入各种 GrADS 命令产生各种图形。

　 退出 GrADS ga->quit

　示例演示 GrADS 命令的使用。

　例 1 ga->open

　 进入的第一步 ， 打开一个描述文件（扩展名 ctl 可省略）

　，GrADS 并不直接使用“数据文件”，而是通过“描述文件”间接使用“数据文件”。

　 ga->q

　file

　显示 GrADS 打开数据的内容，显示结果应与描述文件说明一致。(可以直接运行 ga->q 显示 q 命令所代的参数及多项功能解释。) ga->d

　ps

　 显示地面气压（）如上图。“d”是“显示”命令，“ps”是文件中定义的变量名称，代表地面气压。

　 例 2 紧接上例输入以下命令：

　ga->c

　 清除图面。如不清除图面，GrADS 后续显示的图形将与已存在的图形产生叠加。

　 ga->set

　lat

　40 ga->set

　lon

　-90 ga->set

　lev

　500 ga->set

　t

　1

　GrADS 视 所 有 物 理 量 为 四 维 数 据 ， 以lon|lat|lev|time—称为“ 世界坐标 “或 x|y|z|t—称为“ 网格坐标 ”。两种方式表示。缺省采用第一种方式，水平（lon|lat）自动认为是经度/纬度坐标。

　 以 x|y|z|t 方式表示维数时，每一维都是一组从 1 开始的序列数，对应网格的序号。本例中：x 从 1 到 73（代表从0 0 到360 0 共72个格点，第73个格点即第1个格点）；y 从 1 到 46（代表从-90 0 到 90 0 共 46 个格点）;z 从 1 到7（从 1000 hPa 开始，共 7 层）;t 从 1 到 5（5 天）运行“open

　命令后，lon|lat 或 x|y 是可变的（lon:0 0 ~360 0; lat:-90 0 ~90 0 ）。而垂直和时间维取固定值，lev=1000hPa或 z=1;

　time=或 t=1。

　 “set

　维数参数

　数值 1

　<数值 2>”命令改变当前维数设定值。当取“数值 1

　数值 2”时，表示该维是变化的；而只取一个值时，表示该维取固定值，对于 网格坐标 可以是分数值，系统会自动作内插。维数参数一直保持到再次设定时都有效。要察看当前维数情况，运行：

　ga->q

　dims ga->d z

　 显示位于(40 0 N,90 0 W)，500hPa 层，一点的位势高度。

　 例 3 紧接上例输入以下命令 ：

　ga->c

　 清除图面 。

　ga->set

　lon

　-180 0 ga->d

　 z

　 显示沿 40 0 N,，180 0 W 至 0 度，500hPa 层，位势高度剖面图。

　例 4 ga->c

　 清除图面 。

　ga->set lat

　0

　90 ga->d

　z

　显示西北半球 500hPa 层，位势高度。Lon、lev、t 设定值采用前例使用值不变 。

　 例 5 ga->c

　清除图面。

　ga->set

　t

　1

　5 ga ga->d

　z

　 动画显示西北半球 500hPa 层，至位势高度。

　例 6 ga->c

　 清除图面 。

　ga->set

　lat

　 -90

　90 ga->set

　lon

　-90 ga->set

　lev

　1000

　100 ga->set

　t

　1

　ga->d

　t

　 显示沿 90 0 W，1000-100hPa 温度剖面图。

　ga->d

　u

　 在上图基础上再叠加上东西风分量 。

　 例 7 ga->c

　 清除图面 。

　ga->set

　lat

　 40 ga->set

　lon

　-180

　0 ga->set

　lev

　500 ga->set

　t

　1

　5

　ga->d

　 z

　显示 500hPa 沿 40 0 N，高度的时间剖面 。

　 例 8 ga->c

　清除图面 。

　ga->d

　 sqrt(u*u+v*v)

　 显示 500hPa 全风速值。或

　ga->d

　 mag(u,v)

　 GrADS 内部定义了多种函数。

　例 9 ga->c

　清除图面 。

　ga->d

　 ave(z, t=1,t=5)

　 显示 500hPa 高度 5 天平均 。

　ga->d

　 z - ave(z, t=1,t=5)

　 高度与平均的偏差 。

　例 10 ga->c

　清除图面 。

　ga->d

　 z - ave(z, x=1,x=72)

　 高度与纬向平均值的偏差 。

　例 11 ga->c

　清除图面 。

　ga->d

　 z(t=2)-z(t=1)

　两个时刻高度的差。或执

　ga->d

　 z(t+1)-z

　 例 12 ga->c

　 清除图面 。

　ga->d

　 z(lev=500)-z(lev=700)

　两个高度间的厚度。或执

　ga->set

　z

　3 ga->d

　 z(z+1)-z

　例 13 ga->open

　ga->open

　 同时打开两个文件 。

　ga->d

　 (lev=500)(lev=700)

　 两个高度间的厚度。或执

　ga->set

　z

　3 ga->d

　 (z+1)

　结果显示如例 12 所示

　在 GrADS 中一般只简单使用变量名就可以了，但变量名完全定义格式如下：

　变量名 ·文件序号（维数参数+/-/= 某一数值，…）

　“变量名”是指用户在“·ctl”文件中定义的变量名称。GrADS 可以同时打开多个文件，并为每个打开的文件编一个序列号（从 1 开始）。上例中，序列号 1指文件，序列号 2 指。

　缺省情况下序列号为 1 ，并可省略。

　维数参数指lat/lon/lev/time 或 x/y/z/t。下画线部分可省或部分省略。

　对于有两个不同文件中的数据作运算时，两种数据网格要一致 。

　 例 14 ga->reinit

　删除所有设置重新回到刚进入 GrADS 状态 。

　ga->open

　ga->set

　lat

　 0

　90 ga->set

　lon

　-180

　0 ga->d

　vint(ps,q,275)

　作 q 的垂直质量积分，计算可降水量 。

　vint(ps,q,top) =toppsqdpg1,

　ps 和 top ：hPa。

　 例 15 ga->reset

　 删除 open 命令后的所有设置 。

　ga->set

　lat

　 0

　90 ga->set

　lon

　-180

　0 ga->set

　lev

　500 ga->d

　 hcurl(u,v)

　由风场导出涡度场 。

　 例 16 ga-> c

　清除图面 。

　ga->set gxout

　shaded

　 以分色图形方式输出 。

　ga->d

　 hcurl(u,v)

　由风场导出涡度场 。

　ga->’cbarn

　1

　0’

　画图例。1 : 相对长短，>1 放大；0 : 水平；1 : 垂直。

　ga->set gxout

　contour

　以等值线方式输出（缺省方式）

　。

　ga->d

　z

　叠加 500hPa 高度场。

　注意叠加次序 。

　ga->draw

　title

　500hPa Heights and Vorticity

　写图标题 。

　例 17 ga-> c

　清除图面 。

　ga->gxout

　vector

　以箭头方式表示矢量场 。

　ga->d

　 u; v; q

　风矢量场 。

　显示矢量时，d

　x 分量；y 分量<；标量>。

　“<>”内的部分只起标颜色的作用。

　例 18 ga-> c

　 清除图面 。

　ga->set gxout

　stream

　以流线方式表示矢量场 。

　ga->d

　 u; v; q

　 风流线场 。

　例 19 ga-> c

　 清除图面 。

　ga->set gxout

　barb

　以 WMO 风标方式表示矢量场 。

　ga->d

　 u; v; q

　 风标 。

　例 20 ga-> c

　 清除图面 。

　ga->set gxout

　grid

　直接输出网格点数值 。

　ga->set

　dignum

　0

　 设置保留小数位数 。

　ga->set

　digsize

　设置数字大小（英寸）。

　ga->d

　 u

　 东西风网格点数值 。

　例 21 ga-> c

　 清除图面 。

　ga->set

　gxout

　contour

　ga->set

　lat

　15

　80 ga->set

　lon

　-140

　-40 ga->set

　lev

　500 ga->set

　mpdraw

　on

　如为 off ，不画地图背景（非经纬度数据需此项）

　ga->set

　poli

　on

　如为 off 不画国界省界等。

　ga->set

　map

　auto

　由系统自定地图背景的颜色、线型和粗细。

　而 set

　map

　color

　<line_style

　<thickness>> 由用户自定义。

　ga->set

　mpvals

　-140

　-40

　15

　80

　极射投影经纬度范围。

　ga->set

　mproj

　nps

　北半球极射投影(其它取值：

　latlon :等比经纬度投影（缺省）； scaled：

　：

　经纬度投影并冲满整个绘图区； sps:

　南半球极射投影； Lambert:

　lambert方式投影; robinson:

　robinson 式投影； off:

　关闭地图投影，缺省是打开的。) ga->set

　mpdset

　mres

　取值：

　lowres/mres/hires 分别代表可使用低分辨率（缺省）、中分辨率和高分辨率的地图数据库。

　ga->d

　 z

　 例 22 ga-> c

　 清除图面 。

　ga->gxout

　contour

　ga->set lat

　-90

　90 ga->set lon

　-180

　180 ga->set lev

　500 ga->mproj

　 scaled ga->mpdset

　mres ga->d

　 z

　例 23 ga-> c

　 清除图面 。

　ga->gxout

　contour

　ga->set lat

　-90

　90 ga->set lon

　-180

　180 ga->set lev

　500 ga->mproj

　 robinson ga->mpdset

　mres ga->d

　 z

　例 24 ga-> c

　 清除图面 。

　ga->set gxout

　contour

　ga->set lat

　0

　90 ga->set lon

　-180

　180 ga->set lev

　500 ga->mpvals

　-180

　180

　0

　-90 ga->mproj

　 nps ga->mpdset

　mres ga->d

　 z

　 ga->set gxout vector ga->d u;v;q

　 结果如封面所示。