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本章中，我会分享在GMT6中，如何利用数据绘制地图和彩图。在本篇中，我不会使用数据判别（if文嵌入）和二维化（gmt surface），而是利用下载的NetCDF格式的NOAA的1/4° daily Optimum Interpolation Sea Surface Temperature (OISST)数据直接进行绘制，并制作gif格式的动态图片。 惯例，先上结果。
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简单来说，这张动态图是由不同日期的海面温度数据组合而成，并且每张图都对日期进行标注。因此，我们分别分三部分来讲解。 下载数据 单独绘制每一张图 将所有图片合并为GIF格式的动图 ! J" L3 y# j( m8 O% g6 u+ J" [
下载数据本章所使用的数据来自NOAA的OISST。它是基于卫星遥感和现场观测的数据进行合成，是常用的一种日平均海面温度数据，并且可以免费下载。 它的格式为NetCDF。 下载数据，我们既可以在网页浏览器里直接点击下载，也可以使用命令wget。比如，这条命令就可以下载2020年6月1日的海温数据。 不同日期的数据地址虽然不一样，但是有一定规律。比如，我们观察OISST的数据地址，可以发现所有数据的地址都有统一的部分，而之后则是按照年月分，并且文件名以年月日命名。具有一定规律的地址，我们就可以利用循环进行批量下载。) M! h4 R. q; u9 c) | U' B
; g- d, R% l% v9 M6 {- o具体怎么批量执行命令，我在下面绘制图片的部分中会有提及，大家可以根据之后的内容自行练习如何批量下载。 绘制图片按照惯例，先放上代码。 下面，我们开始一一解读代码（与前几篇相同的参数设定部分，我们略过不表）。 这段内容，主要是设定绘图之后的图片保存位置。利用Linux、Mac的命令，可以方便地新建文件夹（如果存在，则不新建）。 本章中的绘制区域，由range参数进行设定。在地图绘制中，取值范围为x方向0-360或者是-180~180，y方向为-90/90。这里需要注意的是，GMT要求绘图范围的起始点不能大于终点，比如我想绘制一幅东经170到西经170的图，那么就不能写成170/-170，而是应该使用0-360的表示法（170/190)。 GMT接受若干种范围的表达方式，最常用的就是当前给出的格式，即xmin/xmax/ymin/ymax。因此，这里所代表的的意义为经度范围东经100度到东经160度，纬度范围北纬10度到北纬50度。这种制定方法，底图的形状会根据投影不同而发生改变（矩形、扇形等）。 如果绘图要求地图为长方形，则还有一种常用的表达方式，即xmin/ymin/xmax/ymax，但是在-R后面添加是需要增加小写的'r'。以本章的数据为例，写作 ‘-R100/10/160/50r’ 。 size、xanot和yanot，与之前一样，分别表示图的大小，x、y方向的刻度分配。 接下来，我们先略去gmt绘图部分，单独看循环。 这里，我使用了for循环，结尾为done。date和cdate两个变量，根据循环因子ti的大小，分别通过gdate命令进行日期计算和输出为我们希望的格式。gdate(mac版的date）的教程，网上有很多，我这里只简单解释一下我所用的方式及原因。 首先，我所下载的数据从2020年6月1日开始至6月18日，且时间间隔为天。因此，我设定日期计算的基准为start=20200601。随后，根据ti循环的数字，利用gdate对其进行天数的加算，以实现从1号到18号的日期变动。 其次，我选择了两种不同的输出格式：date表现的格式为%b-%d-%Y,即 Jun-01-2020这样的形式，我用于在图中表示日期；而cdate的表现格式为%Y%m%d，即20200601的形式，用于对应文件名。 注：我使用的环境是mac，因此命令为gdate（非自带，需另行安装，参考方法：brew install coreutils）。 绘制海表面温度（SST） E5 Y0 B, d3 f
这里我们逐行解释。 ${psdir}sst_${cdate} jpeg：指定绘图的格式为jpeg，而文件名则会根据日期的不同，分别命名，如sst_20200601.jpg。 gmt makecpt -Cseis -T5/35/1 -D -I：由于我们绘制的区域为以东海为中心，主要是温带，因此我们表示海表面温度的颜色范围取了5到35，选择的基准色为反向的seis。 in：表示输入数据，文件名会根据日期进行变化。 gmt basemap ：绘制底图的命令。唯一与之前不同的是，我们绘制的并不是简单的二维三维坐标，而是地理坐标，因此我们需要选择适当的地理投影。本图中，我们使用的地图投影模式是等距长方投影 (Equirectangular projection，-Jq[lon0/[lat0/]]scale 或者 -JQ[lon0/[lat0/]]width）。这里，lon0是必须的，为投影的基准经线。而lat0可加可不加。 grdimage：绘图的重要命令。其后一般跟的是输入文件。由于GMT可以直接读取netcdf格式的文件，我们可以简单地利用内置命令进行绘制。-C表示使用上面makecpt生成的颜色。 "$in?sst[0,0]"： netcdf格式的文件可以通过 ‘文件名+?+变量名’来直接读取数据。OISST的数据中的sst是四维数组，其内容为： 尽管，它的第一纬和第二纬仅仅为1，但是gmt无法读取。因此我们，只需将sst的前两维指定之后（即[0,0]），GMT就可以读取了。注：gmt的第一纬从0开始。 grdcontour:绘制等值线。-C5表示等值线间隔为5，-A5f12表示每间隔5的线上标出标签（数值大小）且字号为12。 -W0.7表示线粗细为0.7p。 coast:绘制海岸线。-G表示填充，而-Gblack则是填充黑色。-D是表示海岸线精细度，-Dl表示low精细度。这通常在绘制范围广阔的地图时，(l)ow甚至(c)rude已经足够。一般需要根据绘制区域，选择使用(f)ull, (h)igh, (i)ntermediate。 text：添加文字。与之前讲解的一样。-N表示文字的坐标不受-R指定的范围限制。-F是针对文字的设定，+a0表示角度为0，+f12p,Times表示字体为Times字号12，+jLT表示锚点是左（L）上（T），-Gwhite表示文本框填充白色，-Wthinner表示文本框边框为'较细'。 colorbar：绘制色阶。-DJBC表示定位图的底部（B）中间（C），+h表示水平，-C表示使用颜色基准文件，-Bx表示设置色阶的x方向，+l"degC"表示添加文字“degC”，-Np表示色条有间隔非连续，-B5表示刻度间隔为5。 gmt end：结束绘制。 新版GMT提供了Movie选项，有一定的便利性。无奈本人还没有吃透，这里主要用GMT4和5常用的手法，即使用convert命令（非GMT的类似命令gmtconvert）。 这条命令是将之前批量绘制的图片（sst_*.jpg，星号表示不指定，即所有符合格式的图片）转换为sst.gif，即动图。其中的选项意义为： -loop：循环次数。0表示永远循环。 -delay：表示每张图出现的间隔，单位为毫秒（ms）。 -density：图像分辨率。数字越大越清晰，但是受限于原始文件。如果原始文件使用ps，eps，pdf等矢量图片，则可无限制提高。 -set dispose previous:每次显示图片前清除前一张。 这条命令主要是为了防止之前图片一直存在，导致后面文件显示的文字/图像重叠。 至此，绘制完成。 小结
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本篇中，我们以绘制彩色图像为主题，还间接提到了一部分linux/mac命令的使用方法。希望对大家进行批量处理和动图制作有所帮助。 7 z3 I' R- h& w C J: A
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