GrADS绘图学习技巧与实例

Nanjing university of information science& technology 阿木

以下技巧总结都是笔者从学习实践过程中总结出来的，基本的问题。不求全面，希望对读者学习有用，如果有问题，敬请留言指正，以促进交流学习！

1、软件综述：grads软件是一款绘图软件除了绘制图形，还可以提取数据，主要应用是在大气科学中，当然只要是数据处理成grads能够读取的数据文件就可以进行相关绘图。软件版本问题，软件本身不是很大，我接触到1.8、1.9、2.0版本的，1.8版本的安装很多情况还要修改环境变量、1.9版本的不识别‘sdfopen’命令，最稳定的版本是2.0版本，所以笔者推荐学习者安装2.0版本，选择默认安装路径就可以。

2、文件类型简述 ：grads处理的是网格数据，可以处理的数据类型有：grd、grib、nc（海洋常用的数据），cdf（雷达卫星数据），其中nc、cdf数据都是自带描述文件，不需要ctl，grib数据要通过命令生成ctl、index数据才可以调用，常用的是grd数据，需要ctl。

3、数据文件转换：grads软件识别的数据是二进制无格式数据，文件类型是‘binary’，写入和生成时是不需要格式的如 read(20) sst(i,j,iz,it),20为文件号，通常是十进制数据与grd数据间转换，这里给一个grd转换成txt数据的fortran程序：

parameter(nx=56,ny=41,nz=1,nt=360) dimension sst(nx,ny,nz,nt) real sst

open(15,file='sst.grd',form='binary') ！固定的用form=‘binary’就是二进制数据 open(16,file='sst.txt') ！新建txt文件 do it=1,nt do iz=1,nz

read(15) ((sst(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) ！read后只有文件号，数据是无格式的 enddo enddo do it=1,nt

do iz=1,nz

write(16,*) ((sst(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) ！输出时是txt文件可直接看的数据，

有格式输出，有 *

enddo enddo

1

Nanjing university of information science& technology 阿木

close(15) close(16) end

写程序时：注意格点数要与数据对应，如：上程序对应的数据是 经度90~200，纬度-20~60，时间：1971.01~2000.12共360个月的海面温度数据，数据格点精度 2*2 ，nx=(200-90)/2+1,ny=(60-(-20))/2+1,nt=360，nz=1，大气的数据要根据数据的层次确定几层。

4、 grd 、ctl、、gs、nc详述

grd文件：grd数据不可直接看，为二进制无格式数据，简单的说只有1和0，而

且数据间没有间隔，grads识别grd是根据ctl进行划分的，根据ctl中的经度、纬度、层次、时间，精度进行数据分块。ctl实例：

dset C:\\data\\sst.grd undef -9.99E+33

title sea surface tempture xdef 56 linear 90 2 ydef 41 linear -20 2

tdef 360 linear jan1971 1mo zdef 1 levels 0 vars 1

sst 0 99 surface sea tempture endvars

上例数据的数据顺序是（以下是数据对应的经纬度） 纬度 经度（t=1）

-20 90~200的 纬度20S的从90E~200的56个数据 -18 90~200的 纬度18S的从90E~200的56个数据 . . . 60 90~200的 纬度60N的从90E~200的56个数据

以上为一层的数据，接下来是t=2，t=3??t=360的数据，每个时间点的每一层是如上格式，

编程时读取和写如的数据循环顺序依次是：时间、层次、纬度、经度，读者参照3中的fortran程序加以理解。

ctl文件：具体其他指导书上都有，我这里强调的是 sst 后面的0表示一层，如果是两层以上则是2,3??，1层是固定用法，sst后面的99是默认设置；undef -9.99E+33 此处的数值决定了软件将文件中的那些值认定为不绘制的数据，所以这个值一定要与数据对应。

2

Nanjing university of information science& technology 阿木

gs 文件，批命令文件，与ctl一样是用记事本编写，另存为.gs文件，文件都是命令，方便大段的命令编写、修改，很常用，尤其时绘制的图要求比较多时必须用，免得在命令窗口重复输入命令浪费时间，如下例子： 'reinit'

'open c:\\data\%uv.ctl' 'set t 7' 'set lev 850' 'set grid off'

'set vpage 0 8.5 0 3.6' 'set parea 0.3 8.5 0.3 3.5' 'set gxout vector' 'set grads off' 'd u;v'

'set vpage 0 8.5 3.6 7.2' 'set grads off' 'set gxout barb' 'd u;v'

'set vpage 0 8.5 7.2 11' 'set grads off' 'set gxout grid' 'd u;v'

'printim c:\\images\\gxout3uv850.png white' ;

Gs文件以 ‘；’结尾，分号后面不能有空格，除了循环命令外都需要 单引号 将命令引起来。

nc文件：此类数据不需要ctl可直接用sdfopen命令直接打开，往往需要知道数据文件中的各个纬度特征，可以用：q ctlinfo 命令查询该文件的内置ctl，这样一切都会很清楚，尤其是数据精度：截图如下（下例即2*2的网格经度）：

3

Nanjing university of information science& technology 阿木

以上为基础知识介绍，以下为技巧命令

1、绘图时，图的时间下标可用 set grads off 命令关掉，网格用 set grid off 命令关掉，需注意的是，网格关一次就一直有效，而下标则是每次绘完图就自动开启，所以建议读者在每次的 绘图命令之前加set grads off 。 2、

3、reinit命令是让窗口恢复到刚打开时的界面，会恢复所有的set，同时关掉所有的打开文件，为为防止前面打开文件的干扰，建议读者在每个gs文件的第一条就加上这条命令（参考gs描述的例子）。 4、

5、数据维度设定：

set lon 90 set x 1 set lat 80 set y 20 set lev 1000 set z 1

set t 1 12 set time jan1970 dec1970

上面两种设定等价，左边是实际维度设定法，右边是给点设定法，读者需要确定具体的格点数。需要注意的是，在设定全球尺度时，经度0和360是同一个格点，所以 set 0 360会出错，这时设定格点的方法比较好：set x 1 180。

6、 vpage和parea的区别：

vapge是对整个绘图区分块，需要几张图就划分成几块，给英寸时不需要给标注、标题预留空间，如：

要横着绘制两张图 那么就是set vpage 0 5.5 0 8.5 （11*8.5） 绘制第一张图

4

Nanjing university of information science& technology 阿木

set vpage 5.5 11 0 8.5 绘制第二张图

parea 是描述的绘图时图形的四根边线的大小，而且是虚页的尺寸

如：画一张图 set parea 1.0 10.2 0.8 7.8 四个值的范围 取决于vapge的长度0<1.0<10.2<11，如果是上例中的两张图，那么：set parea 0.5 4.8 0.8 7.9， 0<0.5<4.8<5.5 ，数值范围取决于水平、垂直的长度，与起点无关 如 set vpage 0 11 3.5 7 set parea 0.8 10 0.3 3.2

y上满足0<0.3<3.2<(7-3.5) 即可，实际y长度决定范围，与起点无关。

5、'set annot 5 8'

'set xlopts 3 5 0.18' 'set ylopts 3 5 0.18'

上面这两条命令是设定的x、y轴下标数字的颜色、粗细、字号

'set annot 5 8'是设定坐标轴线、标题的颜色 粗细，会重置xlopts的部分设定，希望读者注意，命令间的互相干扰

6、cbar cbarn命令 cabr

cbarn

这里只讲解cbarn 命令，

cbarn sf vert xmid ymid

其中sf 为标尺,1为全尺寸0.5为半尺寸；vert为放置位置，0为水平，1为垂直；xmind 、ymid为色标的中心位置

如：cbarn 0.5 0 2.5 1.5 色标 半尺度长，水平放置，色标的中心英寸坐标（2.5,1.5）。

如果只是cabrn或cbar命令，会按照默认的全长，水平或数值取决于图的哪边空位大绘制。

强调一点，加色标和加标题都是在绘制出图形后才能加，因为色标是根据阴影图确定对应色值，标题根据图形大小确定标题位置。

7、cmin、cmax是命令是用于绘制大于或小于某数值的线或区域图形，在每次绘图之后会重设，所以如果多次使用一定要每次d之前加上，这点与set grads off相似。

8、求12个月每个月的海温距平值 'set t 1 12'

5

Nanjing university of information science& technology 阿木

'draw recf 'k1' 0.2 'm1' 0.7' 'draw recf 'k2' 7.8 'm2' 8.3' endwhile

k1=-0.75 m1=-0.25 j=1

while(j<=10) j=j+1

k1=k1+0.95 m1=m1+0.95 k2=8.0-k1 m2=9.0-m1 'set line 'j' 2 6'

'draw recf 10 'k1' 10.5 'm1'' 'draw recf 0.4 'k2' 0.9 'm2'' endwhile ;

11

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/d8xg.html