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1、第9章通用地学制图工具通用地学制图工具 GMTGMT 入门入门简介：简介：GMT通用地学绘图软件已经在地理、 地球物理等学科得到广泛应用。 作为一个共享软件，不存在 版权问题。本章对于 GMT 的介绍属于入门级，其特点为： 1 只介绍Windows环境下 GMT 的基础使用方法，不涉及UNIX 系统。 2 采用编写批处理文件的方法来实现绘图过程，不介绍 GMT Windows窗口菜单。 3 只简单介绍几条用于处理数据文件的 gawk 命令，基本不涉及编程。 另外，严格按照“GMT安装”的步骤，可以把教学光盘的 gmt.zip 解压缩和安装到计算机上。按照 本章给出的批处理文件，所有的投影和绘图
2、范例都能正常完成。注释文字仅供参考。The Generic Mapping ToolsThe Generic Mapping ToolsVersion 3.4.4Version 3.4.4A MapMaking Tutorial by Pl（Paul）Wessel School of Ocean and Earth Science and Technology University of Hawaii at Manoa and Walter H. F. Smith Laboratory for Satellite Altimetry NOAA/NESDIS/NODC January 2004介
3、绍（介绍（INTRODUCTION INTRODUCTION ）该指南面向 GMT 的新用户，概述 GMT 在线环境，使你能够绘制几种类型的图形但并不需要了解太多的1UNIX 知识和UNIX 工具。 我们既不可能涵盖GMT 的各个方面，也不可能对于我们选择的内容阐述得足 够详细。在完成这个短训之后，学习的内容一定有助于用户改进自己的 GMT 和 UNIX 技能。9.1 GMT 9.1 GMT 纵览：历史，体系和使用（纵览：历史，体系和使用（GMT overview: History, philosophy,GMT overview: History, philosophy, and usage
4、and usage）9.1.1 9.1.1 历史回顾（历史回顾（Historical highlights Historical highlights ） GMT 体系开始于 1987 年后期，在美国哥伦比亚大学 Lamont-Doherty 地球观测所，由研究生 Paul Wessel 和 Walter H. F. Smith 创立。 1988 年 7 月，GMT 的第一版被正式介绍给 Lamont 的科学家。 GMT 1 口头上（和磁带）被传播到美国、 英国、 日本、 法国其它研究所并吸引了少数后来者。 1989 年 12 月Paul在 SOEST 获得博士后位置并继续从事 GMT 的开发
5、工作。 GMT2.0 版于 1991 年 10 月 在 EOS 以论 文发表并很快传播到全世界。我们的 GMT3.0 版在 1993 年得到美国国家科学基金会的少量赞助，并于 1995 年 8 月 15 日在 EOS 以另一篇论文发表。经过重大改进的版本 (3.13.3, 3.3.16; 3.4, 3.4.13) 分别公布于 1998年 11月到 2003年 5 月期间，最新版本是 2004 年 1月的3.4.4 版。 现在GMT 在世界范围各个学科的用户已经超过 6,000。9.1.2 9.1.2 体系（体系（Philosophy Philosophy ） GMT 采用UNIX 体系，把复杂
6、的任务分解为较小和易处理的部分。 单独的 GMT 模块很小，容易维护，也 能使用任何其他的 UNIX 工具。 GMT 用 ANSI C 程序语言写成（非常简便）, 适应于 POSIX 和 Y2K， 不受硬件（如内存）限制。 GMT 有意用命令行形式写成，而不用Windows 环境，以求最大程度的机动性。 我们早就采用为标准化 PostScript输出格式，而不用后文件（ metafile）的形式。 除了支持海岸线 数据外，GMT 完全 decouples了由主GMT 程序读取数据的操作。GMT 使用独立结构的文件格式。 9.1.4 9.1.4 为什么为什么 GMT GMT 如此普及（如此普及（
7、Why is GMT so popular? Why is GMT so popular? ） The price is right! 因为可以由命令行，scripts 内部和用户程序调用，GMT 具有无限的适应性 。 GMT 因其高质量的 PostScript 输出已经吸引了众多的用户。GMT 很容易安装在几乎所有的计算机上。 9.1.5 GMT 9.1.5 GMT 安装环境（安装环境（GMT installation considerations GMT installation considerations ） GMT 已经被安装在由超级计算机到笔记本 PC 机的各类计算机上。GMT 只
8、包括大约 55,000 行代码，仅 有适度的空间/内存需求。其最低需求是： netCDF library 3.4或更高（由www.unidata.edu 免费下载）. 一个C 编辑器（由www.gnu.org 免费下载）. 大约 100 Mb 磁盘空间（70 Mb 附加的精细分辨率和高分辨率的全球海岸线数据库） 大约 32 Mb RAM. 此外，我们推荐使用一个 PostScript 打印机或相当的打印机（例如 ghostscript ）, PostScript 预览器（例如 ghostview ）, 任何类型的 UNIX 操作系统，比较多的磁盘空间和 RAM。9.2 GMT 9.2 GMT
9、环境（环境（GMT GMT environmenenvironment ）9.2.1 Tutorial setup 9.2.1 Tutorial setup （见附件“（见附件“GMTGMT 安装”）安装”） 9.2.2 GMT9.2.2 GMT 环境（环境（The GMT environment: What happens when you run GMT?The GMT environment: What happens when you run GMT?） 图 1.1为运行GMT 时你需要了解的关系2图 1.1: GMT 运行环境数据输入（数据输入（Input data Input da
10、ta ） 一个 GMT 程序可以输入也可以不输入数据。要认识 3 类不同类型的输入文件（更多的细节可在技术参 考的Appendix B 中看到）： 1. 数据表。电子表格的列数有一定限制，行数不限。可以分为两类： ASCII码文件（除非数据文件巨大，为首选格式） 单段文件 缺省 具有内部标头记录的多段文件（M） 二进位文件（加快输入/输出速度） 单段文件 缺省 多段文件（段的头记录 NaN 域）（M） 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）。有两种格式： 网格线配准（Gridline registration ） 像素配准（Pixel registration ） 你可
11、以从几个文件格式中选择（也可以定义你自己的文件格式），但 GMT 缺省格式是 netCDF。 3. 调色板表（用于影像图、彩色图和等值线图）。任务控制（任务控制（Job Control Job Control ） 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，选项后不加参数说明参数同前（保存在文件 .gmtcommands内） 3. 使用GMT各种参数的缺省值（保存在文件 .gmtdefaults 内） 4. 可以使用隐含的像海岸线或PostScript 图案这样的数据 数据输出（数据输出（Output data Output d
12、ata ） GMT 得到的6种输出文件列表如下： 1. PostScript 绘图文件 2. 数据表 3. 网格数据组 4. 统计和概要 5. 警告和出错信息，写入stderr. 6. 退出状态（0 为正常，其他为失败） 注意： GMT 自动创建和更新其公共转换开关命令选项的历史纪录。这些选项的历史文件 是.gmtcommands ，在每一个运行 GMT 程序的目录下都被创建。许多 GMT 使用中出现的基础问题都是由3于没有充分了解图 1.1 所示的关系。 9.2.3 UNIX9.2.3 UNIX 环境，入门级知识（环境，入门级知识（The UNIX Environment: Entry Le
13、vel KnowledgeThe UNIX Environment: Entry Level Knowledge） 编者注：因为我们只介绍用编写 DOS 批处理文件的方式来实现 GMT 绘图功能，以后的范例都采用 DOS 批处理文件的格式。注意和 UNIXUNIX 环境格式的区别。 重定向重定向 Redirection Redirection 大多数 GMT 程序由终端（称为标准输入 stdin）或文件输入数据，向终端输出数据（称为标准输出 stdout）。可用重定向来代替标准输入/输出。 GMTprogram inputfile outputfile GMTprogram outputfil
14、e GMTprogram inputfile outputfile “”加入到已有文件的后面 编者注编者注：UNIX 的感叹号（!）表示允许覆盖已有文件，DOS 批处理文件不用感叹号。管道命令管道命令 PipingPiping（| |） 有时我们想把一个程序的输出结果作为另一个程序的输入数据。 可用 UNIX的管道命令。 DOS 批处理文件 相同。 Someprogram | GMTprogram1 | GMTprogram2 Outputfile（or | lp）标准差标准差 Standard errorStandard error（stderrstderr） 大多数UNIX 和 GMT 命
15、令有时会输出出错信息。 调用stderr 输出典型的不同数据流，可由标准输出设 备（stdou）重定向。为重定向出错信息我们使用： UNIX命令 draw the outline if o o is appended（also see CC）图 2.1: 文本框和外围空隙的关系 图 2.2: 文本串位置调整及相应的双字符代码用 pstextpstext 输入数据可望含有以下信息： x y size angle fontno justify text 7 个参数的意义为： x y X坐标，Y 坐标； size 以点做单位的字体大小； angle 文本基线和水平线之间的角度（逆时针测算）； fon
16、tno 选用字符集代码； justify 为 字 串 对 齐 方 式 选 择 ， 设 定 文 本 串 相 对 于 x 、 y 坐 标 的 位 置 。 相 应 的 代 码 为 1LT，2CT，3RT，4LM，5CM，6RM，7LB，8CB，9RB； text为字符串或待标注文本。图 2.2 说明这些概念并显示justify 选项所用的双字符代码。 文本串可以是一个或几个单词，也可以包括特殊字符的 8 进位代码，以及用于选择或中断下标或符号 字体的切换符。以下是经过验证的切换符： 表 2.5: GMT 文本选择或中断切换符 代码代码 效果 效果 符号字体转换开关 % fontno% 另一种符号字体转换开关，% 恢复前面字体 + 上标使用转换开关 下标使用转换开关 # 小型大写字符使用转换开关 ! 由后面两个字符创建一个合成符号
