NCL符号说明.docx

1、NCL符号说明一、概述一般，NCL脚本包含以下的内容：1、使用load命令加载包含高水平图形接口的库函数，这一步在begin之前进行。2、从数据文件中读数据。进行数据处理(可选)。3、打开一个工作站(workstation)。选择一个颜色表.4、创建一个resouce变量，各种画图的选项将作为它的属性。 5、调用合适的图形接口作图。load $NCARG_ROOT/lib/ncarg/nclscripts/csm/gsn_code.ncl load $NCARG_ROOT/lib/ncarg/nclscripts/csm/gsn_csm.ncl begin in = addfile(“myfi

2、le.nc,“r“) t = in-T wks = gsn_open_wks(“ps,ce) gsn_define_colormap(wks,BlAqGrYeOrRe) res = TruerescnFillOn = True rescnLinesOn = False rescnLevelSpacingF = 0.5 resgsnSpreadColors = True reslbAutoLabelStride = Trueplot = gsn_csm_contour_map_ce(wks,t,res) end二、高水平图形接口2.1 gsn图形接口一般的gsn接口可以创建一般的x-y坐标，等高

3、线，流线和矢量图。2.2 gsn_csm接口 可以自动的完成以下功能： 自动添加label bars，在一般的接口中需要明确的 指明。自动的将变来的long_name和units属性作为图形 的标签。long_name在左上角，units在右上角。 还会自动的添加一些关于压力值等的其它标签。 2.3 加载接口 在begin之前用load命令加载。 gsn和gsn_csm图形接口包含在以下两个文件里。load $NCARG_ROOT/lib/ncarg/nclscripts/csm/gsn_code.ncl load $NCARG_ROOT/lib/ncarg/nclscripts/csm/gs

4、n_csm.ncl三、Getting Started 3.2 .hluresfile .hluresfile文件要位于主目录下。 在.hluresfile文件里你可以设置你的显示属性： 例如：前景色、背景色： *wkForegroundColor : (/0.,0.,0./) *wkBackgroundColor : (/1.,1.,1./) Color map *wkColorMap : rainbow+gray 字体： *Font : helvetica四、工作站(workstation) 在画图之前必须要先创建一个工作站。图形命 令将作用在工作站上。工作站需要赋予一个名 字，这个名字将作

5、为输出文件的文件名。你可 以同时打开多个工作站。一个工作站只可以指 定一个colormap。 六种工作站： 1、ncgm。2、ps(postscript)。3、eps(密封的 postscript)。4、epsi(带位图预览的密封的postscript)。 5、pdf。6、X11窗口。 例： wks = gsn_open_wks(“pdf,34_x_45) wks_2 = gsn_open_wks(“ps,myfile)五、通过Resource画图 通过Resources我们可以修改默认的NCL图形。 每个resource属性的前两个小写字母代表了 resource的类别，后面的单词首字母大写

6、。 5.1 Resource类别 am:注释管理 cn：等高线 ca：坐标数组 gs：图像风格 lb：labelbar lg：说明mp:maps(地图) pm:plot manager(绘图管理) pr:primitive(原型) sf:scalar field(标量场) ti:title(标题) tm:tickmarks(刻度标记) tx:text(文本) tr:transform(变换) vf:vector field(矢量场) field( ) vc:vectors(向量) vp:viewport(显示窗口) wk:workstation(工作站) ws:workspace(工作空间)

7、xy:xy plot(xy坐标图形) 它们的详细属性请参见： http:/www.ncl.ucar.edu/Document/Graphics/Resources/ 5.2 给resources赋值 首先要将resources变量赋值为True。 属性通过符号来指定。下例中的res是用户自定义的。 例：res = True restiMainString = “my title rescnFillOn = True resource变量通常作为调用的图形接口的最后一个参数： 例：plot = gsn_csm_contour(wks,data,res) plot2 = gsn_xy(wks,da

8、ta,res) 5.3 一些常用的resources 附录A包含了常用的resource的完整的描述 5.4 画图和gsnDrawresource 默认情况下，当你调用高水平图形接口时，图 形会被自动创建，除非你设定：gsnDraw=False. 5.5 推进frame和gsnFrameresource 默认情况下，当你调用高水平图形接口，图形 被创建后，图形接口会自动推进frame(如果一 frame( 个frame是书的一页的话，那么workstation就是 那本书，推进frame就相当于翻过书的一页。一 个workstation可以有多个frame)。除非你设定： gsnFrame=F

9、alse 5.6 特殊的字符串resources，gsnLeftString, gsnCenterString,gsnRightString 在gsn_csm图形接口中，图形左上角会自动设置为数 据的long_name属性，右上角会自动设置为数据的 units属性。这种行为可以通过gsnLeftString(控制左上 角)、gsnCenterString(控制中间位置)和 gsnRightString(控制右上角)来改变。 例：res = True resgsnRightString = my string resgsnCenterString = center六、颜色设置 6.1 颜色填充

10、通过设置cnFillOn=True你可以为当前的等高线设置 填充颜色。另外“cnFillMode=“RasterFill“表示使用 光栅模式。 你还需要为你的workstation指定一个color map。关 于color map的跟多信息请参见： http:/www.ncl.ucar.edu/Document/Graphics/color_ta bles.shtml 6.2 默认的colormap NCL的默认的colormap包含一系列的不同的颜色。 有三种方法改变colormap 1、选择一种内置的colormap(6.3)。 2、指定一个代表RGB数值的nX3维的数组(6.4)。 3

11、、指定一个包含颜色名称的数组。 6.3 内置的colormaps 有许多预定义的colormaps，可以参考以下链接： http:/www.ncl.ucar.edu/Document/Graphics/color_tables.sh tml 你可以这样为你的workstation指定一个colormap： gsn_define_colormap(wks,gui_default) 6.4 使用RGB数组 你可以通过RGB数组自定义一个colormap。 例：colors = (/ (/255,255,255/), (/0,0,0/), (/255,255,255/), (/244,255,244

12、/), (/217,255,217/), (/163,255,163/), (/106,255,106/), (/43,255,106/), (/255,127,0/) /) gsn_define_colormap(wks,colors) 第一和第二个颜色值为黑和白，分别代表前景色和背景色。 6.5 通过颜色的名称 NCL有一系列的命名好的颜色值，可以参考一下链接： http:/www.ncl.ucar.edu/Document/Graphics/named_colors .shtml 例：colors = (/ “white, “black, “white, “RoyalBlue, Ligh

13、tSkyBlue, PowderBlue, LightGreen, PaleGreen, wheat, brown,pink/) gsn_define_colormap(wks,colors) 6.6 gsnSpreadColors 默认的情况下，NCL会根据要填充的等高线或矢量图的个 数n选择colormap中的前n个颜色。除非你设置 gsnSpreadColors=True,这时NCL将在colormap中均匀的选 择n个颜色值，比如：有10个等高线水平和200个颜色值， 这时NCL会每隔20选择一个颜色值。你也可以通过设置 gsnSpreadColorStart和gsnSpreadCol

14、orEnd控制选择颜色的 开始下标和结束下标。 6.7 CMYK 许多科学期刊要求论文要提供CMYK格式的图片。 CMYK也是商业印刷优先考虑的颜色模式。下面的代 码将创建一个CMYK格式的图形:type = ps typewkColorModel = cmyk“ wks = gsn_open_wks(type,color) gsn_define_colormap(wks,BlWhRe) postscript文件在输出时将转换为CMYK格式。七、向量 7.1 向量的类型 在NCL中有四种类型的向量图，可以通过 vcGlyphStyle=“type来设置： “LineArrow:多条带箭头的线段

15、，这时默认的。 “FillArrow:填充的带箭头的多边形。 “WindBard:使用在天气图上看到的标准的风倒钩字形。 “CurlyVector:a curved polyline tangent to the instantaneous flow in the neighborhood of the grid point. 7.2 对向量图的设置 resvcRefMagnitudeF=10.0可以设置向量的弯曲程度。 vcRefLengthF=0.045可以设置向量的长度 resvcMinDistanceF=0.017可以设置向量的疏密程度。 7.3 向量被标量场(等高线)上色，或在标量

16、场上上色 有四种接口可以在同一副图上画出等高线和向量。 gsn_csm_vector_scalar_map_ce gsn_csm_vector_scalar_map_polar gsn_csm_vector_scalar_map gsn_csm_pres_hgt_vector 这些接口默认的行为是根据标量场的量级为向量上 色。若要改变这些默认行为，可以设置resource变量 的属性gsnScalarContour为True。 可以创建独立的等高线和向量图，然后使用overlay 子程序将它们结合在一起。 overlay有两个graphical类型的参数，overlay会将第二 个图形结合到第

17、一个图形上。 例：;创建向量图 res = True resvcRefMagnitudeF = 30.0 resvcRefLengthF = 0.045 resvcMinDistanceF = .019 resvcGlyphStyle = CurlyVector“ resgsnDraw = False resgsnFrame = False resgsnLeftString = resgsnRightString = plot = gsn_csm_vector(wks,u,v,res);创建等高线图 resCN = True resCNcnFillOn = True resCNcnLinesO

18、n = False resCNgsnSpreadColors = True resCNgsnDraw = False base = gsn_csm_contour(wks,data,resCN) ; overlay ;用overlay将它们结合起来 overlay(base,plot) draw(base) frame(wks) 成功创建一个overlay的关键是两个图形的坐标变量 的数据是相同的。八、地图的刻度标记 有两种类型的地图刻度标记。第一种(下图左面)是*_ce和 *_polar图形接口默认。第二种(下图右面)是4.2.0版本后添 加的。你可以通过设置pmTickMarkDispla

19、yMode = “Always“ 来使用第二种标记。九、页面最大化 resource属性gsnMaximize可以自动的调整图 形的大小，必要时会旋转图形以填充页面。 resgsnMaximize = True10、等高线 10.1 手动设置等高线的量级 需要下面四个resourcesrescnLevelSelectionMode = “ManualLevels rescnMinLevelValF = -30 rescnMaxLevelValF = 30 rescnLevelSpacingF = 5 10.2 等高线效果 有许多函数和gsn resources可以设置等高线效果。 gsnCon

20、tourZeroLineThicknessF可以设置基准线的宽度。 gsnContourNegLineDashPattern可以为负的等高线设 置虚线模式。 有一系列的函数可以为一个等高线图形的不同部分填充 不同的底纹。这些函数包含在ncl的shea_util.ncl 库文件 中。你需要这样引用它： load $NCARG_ROOT/lib/ncarg/nclscripts/csm/shea_util.ncl“ shea_util.ncl中包含函数的详细信息可以参考以下链接： http:/www.ncl.ucar.edu/Document/Functions/list_shea_util.sh

21、tml 10.3 明确的设置等高线量级 rescnLevelSelectionMode = Explicit rescnLevels = (/.01,4,7.2/) 10.4 等高线的标签 有三种等高线标签定位模式：randomized(默认)、computed和 constant。 只有constant模式使标签是线的一部分。其它两种模式中线会穿过 标签。可以通过设置cnLabelMasking=True来避免这种情况的发生。 还可以通过cnLineLabelBackgroundColor来选择标签的背景色。 在constant模式下，cnLineDashSegLenF可以控制标签 的密度。

22、在randomized和computed模式下则是通过 cnLineLabelDensityF来控制。十一、二维lat/lon数组 有关于二维lat/lon信息的数据可以分为两类。 第一类是：已经投射到了地球的区域的数 据。我们称这种为本地的网格投影。一个 常见的例子是本地的兰伯特正形投影。 第二类是：数据通过不规则的网格点得到， 这些网格点必须通过唯一的位置来解释， 但是这些数据是没有预先投影过的。有许 多网格包含在这种类型里，包括曲线的网 格或有限元网格。 不同的种类需要不同的技术来处理，所以 如果你的数据有二维lat/lon的信息，你必须 提前知道它是哪种类型的。 11.1 本地网格投影

23、 许多GRIB和netCDF文件会包含像grid type这样的属 性，它指明了投影的类型。对于其它没有这类信息 的文件，你可以从数据提供者那里了解到。 对于本地网格投影，第一个技术是关闭数据映射 到地图上的转换。 restfDoNDCOverlay = True 第二个技术是通过corners方法正确的限定地图的范 围。使用这个技术时你必须知道左下角和右上角的 坐标:resmpLimitMode = Corners resmpLeftCornerLatF = 16 resmpLeftCornerLonF = 135 resmpRightCornerLatF = 54 resmpRightCo

24、rnerLonF = 79 有一些netCDF和GRIB文件包含的数组corners含有 这些信息。 最后的技术是网格的具体细节。网格本身必须被指 定，一些用来定义网格的resources必须设置。例如， 兰伯特正形投影需要设置两个维度，和一个经度。 例：resmpProjection=LambertConformal resmpLambertParallel1F = 30. resmpLambertParallel2F = 55. resmpLambertMeridianF = 45. 11.2 不规则的网格 特殊属性lon2d和lat2被用来准确的在地图上画出这类 数据。 创建一个符合以下

25、特征的数据文件：time = 1 nlat = 345 nlon = 567 float TLON (nlat,nlon) float TLAT (nlat,nlon) float ROFF (time,nlat,nlon) 接下来需要进行的处理：tlat = f-TLAT tlon = f-TLON roff = f-ROFF rofflon2d = tlat rofflat2d = tlon tlat和tlon是变量名称，并且可以被命名为任何名字， 属性lon2d和lat2d是保留的，不能被更改的。 明确的设置这两个属性是正确的将数据(带有二维 lat/lon信息)画出所需要的唯一条件。十

26、二、改变屏幕的宽高比 用两个resources:vpWidthF和vpHeightF可以 改变图形的宽高比。 注意：如果你要画的是一个地图，resource mpShapeMode=“FreeAspect也必须添加。十三、镶嵌 一个镶嵌的图形包括两个或多个在同一页上进 行渲染的图形对象。 最常用的镶嵌方法是通过特殊的gsn接口 gsn_panel。它假设所有的图形对象都是同样大 小的。它使用第一个参数的尺寸和形状来确定 最终显示图形的窗口。 13.1 一个简单的例子 plot = new(2,graphic) res = True rescnFillOn = True resgsnSpread

27、Colors = True resgsnDraw = False resgsnFrame = False plot(0) = gsn_csm_contour(wks,u,res) plot(1) = gsn_csm_contour(wks,v,res) resP = True resPtxString = common title“ gsn_panel(wks,plot,(/2,1/),resP) ;第一个参数为workstation，第二个参数为图形所在 的数组，第三个参数为各个图形的排列方式(在下一 节有详细的介绍)，第四个数组是为最终图形设置的 resources。 13.2 在页面上定

28、位图形 gsn_panel的第三个参数是一个指定图形如何在页面 上定位的数组。这个数组简单的表示是：表示希望 显示的行和列的个数。 当你设置了特殊的resource gsnPanelRowSpec=True时， 你可以对图形的定位进行更好的控制：这时数组的 每个数表述对应行中图形的个数。 例:(/1,3,2/) 当你创建一个镶嵌的图形时，下面的resources会经 常用到，它们是为gsn_panel设置的，不能在画单独 的图形时使用。 txString: 公共的标题 gsnPanelLabelBar : 公共的label bar gsnPanelBottom : 最后一个图形的底部距窗口的距

29、离 比，它的值要大于0.0，小于1.0 gsnPanelTop : 第一个图形的顶部距窗口的距离比，它 的值要大于0.0，小于1.0 0.0 1.0 gsnPanelFigureStrings ：将指定的字符串替换到每个图 形的左上角。 13.4 用不同的大小镶嵌图形 你可以手动的设置一个frame去包含不同尺寸的图形， 这样需要自己指定它在页面上的位置和尺寸。参考 下面的例子。;创建第一个图形 res = True resgsnFrame = False resvpXF = 0.2 resvpYF = 0.83 resvpWidthF = 0.6 resvpHeightF = 0.465 p

30、lot1 = gsn_csm_contour_map_polar(wks,d,res) ;创建第二个图形 sres = True sresgsnFrame = False sresvpXF = 0.15 sresvpYF = 0.3 sresvpWidthF = 0.7 sresvpHeightF = 0.18 plot2 = gsn_csm_xy(wks,x,y,sres) frame(wks)十四、字体的高度 在NCL中有很多标签和标题。它们都可以被 它们的resources控制。例如：底部的X坐标 的刻度标签的文字高度可以通过 tmXBFontHeightF来设置。labelbar的标签

31、的 文字高度可以通过lbLabelFontHeightF来控制。 附录A包含了一系列常用的文字高度 resources。十五、标题 NCL中有三种主要的标题和三种附加的标题。 主要的标题可以通过resources： tiMainString(主标题)、tiXAxisString(x坐标标 题)和tiYAxisString(y坐标标题)。 5.6节讨论了附加的标题resources： gsnLeftString, gsnRightString和 gsnCenterString.十六、说明(legend) 默认的情况下，一个x-y图形时没有说明的， 要显示说明，你必须设置 pmLegendDisplayMode = Always. 关于说明(legend)的更多信息参见附录A十七、颜色条(Label Bars) 在gsn_csm高水平图形接口中，当用户设置 resources “cnFillOn=True时，一个颜色条会被 自动的创建。 颜色条默认是水平的，在图形的下面。标签显 示在各个颜色的边缘。附录A包含了一系列的 resources可以用来修改默认的行为。也可以通 过gsn图形接口自定义一个颜色条。参考以下 链接： http:/www.