GrADS绘图实习.docx
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GrADS绘图实习
实习一数据文件的转换及数据描述文件的建立
一、实习资料：
现在“data”文件夹下有ASCII码数据资料文件：
月平均风场（u200.dat、u850.dat、v200.dat、v850.dat）、月平均高度场（hgt500.dat），2002.1-2005.12共48个月，资料的水平网格围是M×N个网格点（M=37，N=17）,分辨率为2.5°×2.5°，自西向东经度60-150°E，由南至北纬度0-40°N。
二、实习要求：
编写出将ASCII码数据资料文件：
月平均风场和月平均高度场分别转换成二进制无格式直接存取（GrADS数据格式）文件（uv.grd和hgt.grd文件）的Fortran程序，给出相应的数据描述文件（uv.ctl和hgt.ctl文件），并利用GrADS基本操作命令显示该地区850hPa和200hpauv风场，最后保存图形。
三、实习目的：
通过编写该程序，进一步熟悉数据GrADS的数据格式，熟练编写将ASCII码数据转换为二进制格式的Fortran程序以及建立相应的CTL文件。
四、实习步骤：
4.1利用“写字板”程序打开*.dat数据文件，熟悉该数据资料；
4.2按要求编写Fortran程序，将所给的ASCII码数据资料文件转换成二进制无格式直接存取文件，结果保存为mhy.grd；
4.3通过“写字板”或“记事本”程序编写相应的数据描述文件，保存为mhy.ctl；
4.4画出2002年1月850hpa风场图，与图1比较验证数据正确性；
4.5利用GrADS基本操作命令（open,display,print等）显示2002年7月850hpa和200hpauv风场图形；
4.5完成实习报告
1）说明所用资料
资料名称：
月平均风场（u200.dat、u850.dat、v200.dat、v850.dat）；
月平均高度场（hgt500.dat）
围：
60~150E，0~40N.
层次：
风场，850hPa、200hPa；高度场，500hPa；
时段：
2002.1~2005.12共48个月。
变量名：
uvhgt
分辨率：
2.5*2.5，格点数：
37*17
资料读取文件：
data.f90
2）给出所编写的Fortran程序：
parameter（nx=37,ny=17,nz=1,nt=48）
dimensionu1（nx,ny,nz,nt）,v1（nx,ny,nz,nt）,u2（nx,ny,nz,nt）,v2（nx,ny,nz,nt）,hgt（nx,ny,nz,nt）
open（1,file='u200.dat'）
open（2,file='v200.dat'）
open（3,file='u850.dat'）
open（4,file='v850.dat'）
open（11,file='hgt500.dat'）
open（12,file='uv.grd',form='binary'）
open（13,file='hgt500.grd',form='binary'）
do100it=1,nt
do50iz=1,nz
read（1,*）（（u1（i,j,iz,it）,i=1,nx）,j=1,ny）
read（3,*）（（u2（i,j,iz,it）,i=1,nx）,j=1,ny）
50continue
do51iz=1,nz
read（2,*）（（v1（i,j,iz,it）,i=1,nx）,j=1,ny）
read（4,*）（（v2（i,j,iz,it）,i=1,nx）,j=1,ny）
51continue
do52iz=1,nz
read（11,*）（（hgt（i,j,iz,it）,i=1,nx）,j=1,ny）
52continue
100continue
do200it=1,nt
do30iz=1,nz
write（12）（（u2（i,j,iz,it）,i=1,nx）,j=1,ny）
write（12）（（u1（i,j,iz,it）,i=1,nx）,j=1,ny）
30Continue
do31iz=1,nz
write（12）（（v2（i,j,iz,it）,i=1,nx）,j=1,ny）
write（12）（（v1（i,j,iz,it）,i=1,nx）,j=1,ny）
31continue
do55iz=1,nz
write（13）（（hgt（i,j,iz,it）,i=1,nx）,j=1,ny）
55continue
200continue
CLOSE
（1）
CLOSE
（2）
CLOSE（3）
CLOSE（4）
CLOSE（11）
CLOSE（12）
CLOSE（13）
end
3）给出所编写的数据描述文件
uv.ctl：
dsetC:
\GrADS19\uv.grd
undef-9.99E+13
titletwolevelsairdata
xdef37linear60.02.5
ydef17linear0.02.5
zdef2levels850200
tdef48linearJAN20021mo
vars2
u299uwind（m/s）
v299vwind（m/s）
endvars
hgt.ctl
dsetC:
\GrADS19\hgt.grd
undef-9.99E+13
titletheattitudeof500hpa
xdef37linear60.02.5
ydef17linear0.02.5
zdef1levels500
tdef48linearJAN20021mo
vars1
h099attitude
endvars
文件*.GS
'reinit'
'openc:
\data\uv.ctl'*ctl路径
'setgridoff'
'setgradsoff'
'setlat040’
'setlon60150'
'settimejul2002'
'setlev850'
'setgxoutvector'
'du;v'
'drawtitleAirdatain200201850'
'printimc:
\images\uv8.pngwhite'
'c'
'setlev200'
'setgxoutvector'
'du;v'
'drawtitleAirdatain200201200'
'printimc:
\images\uv2.pngwhite'
4）给出所绘制的图形
2002年1月850hpa高度的风场图
2002年7月850hpa高度的风场图
2002年7月200hpa高度的风场图：
实习二基本命令的上机使用（2小时）
1．实习资料：
现在“data”文件夹下有GrADS数据格式的二进制资料文件model.le.dat（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），以及对应的数据描述文件model.le.ctl。
2．实习要求：
利用所提供的数据文件，使用基本命令编辑gs文件绘制图形一维单线图，和两维平面图。
3.实习目的：
熟悉GrADS的工作环境及使用流程，掌握基本操作命令，练习编写和使用gs文件。
4.实习步骤：
4.1熟悉GrADS绘图软件操作界面——命令窗口和图形显示窗口。
利用所提供的数据文件model.le.dat及相应的数据描述文件model.le.ctl，在命令窗口输入基本绘图指令，在图形显示窗口观察相应图形
例如：
在文本窗口输入下列命令
open<路径>model.le.ctl
setlat40
setlon-1800
setlev500
sett1
dz
则在图形显示窗口出现如下图形
4.2练习编写和使用gs文件。
利用文本编辑器（如记事本，或者写字板）将所需要的基本命令编辑成gs文件，然后使用run命令运行该文件；
Model.le.ctl：
'openc:
\data\model.le.ctl'
'setlat40'
'setlon-1800'
'setlev500'
'sett1'
'dz'
'printimc:
\images\im40500.pngwhite'
;
4.3根据所学过的图形要素设置命令“set”，编辑gs文件绘制北半球200hPa纬向风一维单线图（经度固定于120ºE）和500hPa高度场平面图，并用“enableprint”命令将所画图形分别存放。
Gs:
'reinit'
'openc:
\data\model.le.ctl'
'enableprintc:
\images\model2.gmf'
'setgridoff'
'setgradsoff'
'setlon120'
'setlat090'
'setlev200'
'sett1'
'setxyrevon'
'du'
'print'
'c'
'reset'
'setgridoff'
'setclip01126'
'setlat090'
'setlev500'
'sett1'
'setgradsoff'
'dz'
'print'
'disableprint'
;
实习三set命令的使用练习（2小时）
1．实习资料：
现在“data”文件夹下有二进制资料文件uv.grd、hgt.grd以及对应的数据描述文件uv.ctl、hgt.ctl。
2．实习要求：
1）利用所提供的数据文件，绘制出第7时刻500hPa高度场图，要求设置等值线间隔单位为40位势米，颜色，标记方式，并且给出相应标题（请包含拼音与学号），最终将图形保存。
所有命令编写于.gs文件中。
2）利用所提供的数据文件，绘制出第7时刻850hPa风场图，要求以三种方式显示风场，并将三幅图上下排列于同一图形窗口，并最终将图形保存。
所有命令编写于.gs文件中。
3.实习目的：
熟练使用set命令的各类参数设置，掌握.gs文件的编写格式和运行，学会保存图形文件。
4.实习步骤：
4.1在写字板或记事本程序中按要求编写*.gs文件，注意文件编写格式；
4.2启动GrADS绘图软件，运行*.gs文件；
4.3完成实习报告：
1）说明所用资料；
资料名称：
月平均风场（uv.grd）；
月平均高度场（hgt.grdt）
围：
60~150E，0~40N.
层次：
风场，850hPa、200hPa；高度场，500hPa；
时段：
2002.1~2005.12共48个月。
变量名：
uvh
分辨率：
2.5*2.5，格点数：
37*17
2）给出所编写的*.gs文件；
第7时刻500hPa高度场图的gs文件hgt7.gs
'reinit'
'openc:
\data\hgt.ctl'
'setgridoff'
'setgradsoff'
'setxlopts350.18'
'setylopts350.18'
'setparea110.20.87.5'
'sett7'
'setlev500'
'hgt=h/10'
'setcint4'
'dhgt'
'setannot58'
'drawtitledingxiaoli'
'printimc:
\images\hgt7.pngwhite'
;
第7时刻850hPa风场图的gs文件gxout.gs：
3）给出所绘图形：
'reinit'
'openc:
\data\uv.ctl'
'sett7'
'setlev850'
'setgridoff'
'setvpage08.503.6'
'setparea0.38.50.33.5'
'setgxoutvector'
'setgradsoff'
'du;v'
'setvpage08.53.67.2'
'setgradsoff'
'setgxoutbarb'
'du;v'
'setvpage08.57.211'
'setgradsoff'
'setgxoutSTREAM'
'du;v'
'printimc:
\images\gxout3uv850.pngwhite'
;
第7时刻500hPa高度场图
第7时刻850hPa风场图（三种输出形式）：
从上到下依次为：
grid、barb、vector
实习四各类参数设置综合练习（2小时）
1．实习资料：
现在“data”文件夹下有二进制资料文件uv.grd、dxgd.grd以及对应的数据描述文件uv.ctl、dxgd.ctl。
2．实习要求：
利用所提供的数据文件，绘制出2003年7月60-150E、0-40N区域850hPa流线图，且地形高度场超过3000米以上用黑色阴影显示，并且给出相应标题（请包含拼音与学号），最终将图形保存。
所有命令编写于.gs文件中。
3.实习目的：
掌握阴影图形与等值线图形的叠加画图方法，同时练习基础绘图指令draw命令的使用。
4.实习步骤：
4.1在写字板或记事本程序中按要求编写*.gs文件，注意文件编写格式
4.2启动GrADS绘图软件，运行*.gs文件
4.3完成实习报告
1）说明所用资料
资料名称：
1、月平均风场（uv.grd）；
围：
60~150E，0~40N.
层次：
风场，850hPa、200hPa；
时段：
2002.1~2005.12共48个月。
变量名：
uvhgt
分辨率：
2.5*2.5，格点数：
37*17
2、高度场（dxgd.grd）；
围:
经向0~360；纬向：
-90S~90N
层次：
一个层次地面层
时段：
2002.1共1个月
变量名：
h
分辨率：
2.5*2.5
2）给出所编写的（uv073000.gs）文件
'reinit'
'openc:
\data\dxgd.ctl'
'openc:
\data\uv.ctl'
'setgridoff'
'setgradsoff'
'setmap315'
'setxlopts350.18'
'setylopts350.18'
'setparea0.710.40.67.8'
'sett1'
'setlon60150'
'setlat040'
'setgxoutshaded'
'setrbcols1111111'
'setcmin3000'
'dh'
'setgxoutstream'
'settimejul2003'
'setgradsoff'
'setlev850'
'du.2;v.2'
'setannot58'
'drawtitleDingXiaoli'
'printimc:
\images\uv200307850.pngwhite'
;
3）给出所绘图形
实习五各类参数设置综合练习（2小时）
1．实习资料：
现在“data”文件夹下有二进制资料文件uv.grd以及对应的数据描述文件uv.ctl。
2．实习要求：
利用所提供的数据文件，画出2002年1-12月120E、0-40N200hPa纬向风的纬度-时间剖面图。
图型要求：
（1）纬向风为西风时填色，东风绘制等值线，给出色标，0值线加粗；
（2）X轴标注为“time”,Y轴标注为“lat”,标题标注为“u100-120E”。
（3）最终将图形保存为gmf格式。
所有命令编写于.gs文件中。
3.实习目的：
掌握特殊图形处理方法，掌握阴影图形画图方法，同时学会处理特别等值线与特殊字符的方法。
4.实习步骤：
4.1在写字板或记事本程序中按要求编写*.gs文件，注意文件编写格式
4.2启动GrADS绘图软件，运行*.gs文件
4.3完成实习报告
1）说明所用资料
月平均风场（uv.grd）；
围：
60~150E，0~40N.
层次：
风场，850hPa、200hPa；
时段：
2002.1~2005.12共48个月。
变量名：
uvhgt
分辨率：
2.5*2.5，格点数：
37*17
2）给出所编写的*.gs文件
'reinit'
'openc:
\data\uv.ctl'
'setgridoff'
'setgradsoff'
'setxlopts350.16'
'setylopts350.16'
'setparea110.41.27.9'
'setlon120'
'setlat040'
'setlev200'
'sett112'
'setannot58'
'enableprintc:
\images\uv200.gmf'
'setxyrevon'
'setgxoutshaded'
'setcmin0'
'du'
'cbarn105.50.3'
'setgradsoff'
'setgxoutcontour'
'setcmax0'
'setgradsoff'
'du'
'setclevs0'
'setccolor2'
'setcthick10'
'setgradsoff'
'du'
'drawxlabtime'
'drawylablat'
'drawtitleu100-120E'
'print'
'disableprint'
;
3）给出所绘图形
实习六练习描述语言的使用（2小时）
1．实习资料：
现在“data”文件夹下有全球海表温度资料sst.mnmean.nc。
2．实习要求：
1）根据所提供的数据资料，利用fwrite命令将该围（纬度：
-20-60ºN，经度：
90ºE-200Eº，时间：
1971年1月至2000年12月）海温场资料写入名为sst.grd的二进制数据文件中。
注意确定写出数据的格点数。
2）根据所得数据资料，利用Fortran程序将sst.grd文件转换为十进制数据文件sst.txt。
3）根据所得sst.grd数据文件，编写相应的数据描述文件sst.ctl，并绘制图形。
请将所绘图形与使用原来sst.mnmean.nc资料在相同维数环境下所画图形进行比较，看是否一致。
3.实习目的：
掌握GrADS软件数据提取方法，学会资料处理。
4.实习步骤：
4.1在写字板或记事本程序中按要求1）编写*.gs文件，进行数据资料的提取；
'reinit'
'sdfopenc:
\data\sst.mnmean.nc'
'setfwritec:
\data\sst.grd'
'setgxoutfwrite'
'settimejan1971dec2000'
'setlat-2060'
'setlon90200'
'dsst'
'disablefwrite'
;
4.2根据实习要求2），利用Fortran程序进行二进制与十进制数据文件的转换，并查看sst.txt的数据信息；
Fortran程序：
parameter（nx=56,ny=41,nz=1,nt=360）
dimensionsst（nx,ny,nz,nt）
open（15,file='sst.grd',form='binary'）
open（16,file='sst.txt'）
doit=1,nt
doiz=1,nz
read（15）（（sst（i,j,iz,it）,i=1,nx）,j=1,ny）
enddo
enddo
doit=1,nt
doiz=1,nz
write（16,*）（（sst（i,j,iz,it）,i=1,nx）,j=1,ny）
enddo
enddo
close（15）
close（16）
end
4.3在写字板或记事本程序中编写数据描述文件sst.ctl，并保存；
Ctl：
dsetC:
\data\sst.grd
undef-9.99E+33
titleseasurfacetempture
xdef56linear902
ydef41linear-202
tdef360linearjan19711mo
zdef1levels0
vars1
sst099surfaceseatempture
endvars
4.4利用sst.grd和sst.ctl文件画图，完成实习容。
实习七变量与函数的设置（2小时）
1．实习资料：
现在“data”文件夹下有全球海表温度资料sst.mnmean.nc。
2．实习要求：
1）根据所提供的数据资料，计算1-12月多年平均（1971年-2000年）海温场，并绘出1月海温多年平均图。
2）进一步计算1971年至2000年1月海温距平场，绘制1998年1月和1999年1月海温距平场，海温正距平区填色，画色标，并分别写标题Jan1998和Jan1999。
要求设置虚页，将两幅图并排放在一起。
，最终将图形保存。
所有命令编写于.gs文件中。
3.实习目的：
掌握函数的使用，进一步练习阴影图形与等值线图形的叠加画图方法。
4.实习步骤：
4.1在写字板或记事本程序中按要求编写*.gs文件；
4.2启动GrADS绘图软件，运行*.gs文件
4.3完成实习报告
1）说明所用资料：
sst.mnmean.nc文件：
名称：
全球海表月平均温度资料
时间：
1854年1月~2009年9月，各月数据共1869个时间序列
经度：
0~36纬度：
88S~88N
分辨率：
2*2
变量：
time——bnds1层sst1层（海表温度）
2）给出所编写的*.gs文件
'reinit'
'sdfopenc:
\data\sst.mnmean.nc'
'setgridoff'
'setgradsoff'
'setmap115'
'setannot58'
'setxlopts350.16'
'setylopts350.16'
'setxlint20'
'setylint20'
'setparea0.610.60.68.0'
'sett112'
'asst=ave（sst,t+1404,t=1764,12）'
'modifyasstseasonal'
'sett1'
'dasst'
'drawtitleJanuaryaveagesst'
'printimc:
\images\avesstjanuary.pngwhite'
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