GrADSメモ †

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できたらいいな。 †

ご存知のことがあれば、コメントで教えてくださいm(_ _)m

  • ある2つの面的な時系列データの、同じグリッド同士の時系列データの相関係数分布の表示。
  • ある面的データの、球面調和関数スペクトルの算出
  • テキスト出力のファイルへの保存。 -- kei 2007-08-01 (Wed) 13:33:06
  • きれいな画像の保存（printimの解像度はずいぶん低いので…） -- kei 2007-08-01 (Wed) 13:34:39

#comment

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Script関係 †

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引数を使う †

function main(args)をスクリプトの頭で定義する。

(example)
function main(args)
var1=subwrd(args,1)
var2=subwrd(args,2) 
...
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注意点アレコレ †

  • sumとaveの違い 
    ave(var,t=1,t=10)*10 と
sum(var,t=1,t=10) は同じではない！原因は欠損値の取り扱い（下記参照）。
  • 時間平均→空間平均にすべし。 
    sum(aave(var,lon=0,lon=360,lat=-90,lat=90),t=1,t=10) と
aave(sum(var,t=1,t=10),lon=0,lon=360,lat=-90,lat=90) は異なる。後者が正解。
  • 2変数以上の積の変数を平均（もしくは積分）する際、変数の積→平均（積分）すること。 
    F=A*Bのとき 
(Fの平均)=(Aの平均)*(Bの平均)+(A及びBの偏差の共分散)。
相関が0のときは上の共分散もゼロ。共分散=(A,Bの相関)*(Aの標準偏差)*(Bの標準偏差)
  • 一方、2変数以上の和なら順序が逆でもOK。（まあ、当たり前）→欠損値に注意（下記参照） 
    F=A+Bのとき
(Fの平均)=(Aの平均)+(Bの平均) or (A+Bの平均)
  • 上記は、偏微分式でも適用可能。すなわち 
    F=▽・(A,B)=∂A/∂x+∂B/∂yのとき (例えば収束)
(Fの平均) = ∂(Aの平均)/∂x+∂(Bの平均)/∂y = (∂A/∂x+∂B/∂yの平均)
  • 鉛直積分収束量計算：鉛直積分→水平微分の順。 
    数学的には
∫(∂(q*u)/∂x)dp と ∂(∫(q*u)dp)/∂x （鉛直積分⇔水平微分）
は同値だが、GrADSにおいては地表面付近の∂(q*u)/∂x がおかしくなるため
（欠損があるため）、∂(∫(q*u)dp)/∂x （鉛直積分→水平微分）を使ったほうが良い。
  • 欠損値の取り扱い 
    変数同士の演算 → 全て欠損値を返す（要注意！）
sum → 欠損値をゼロとして（欠損値を飛ばして）計算 
ave → sumの結果を欠損値を除いた個数で割る。
  • 欠損値の取り扱い２ 
    変数同士の演算ですべて欠損値を返すため、
ave(var1,t=T1,t=T2)-ave(var2,t=T1,t=T2)　と ave(var1-var2,t=T1,t=T2)
は異なることがある。
ave(var1-var2,t=T1,t=T2) と等しくなるのは
ave(maskout(var1,var2+1e30,t=T1,t=T2)-ave(maskout(var2,var1+1e30),t=T1,t=T2)
である。1e30というのは、var1のとりうる範囲が-1e30以上、ってことにしているから。
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気圧重みづけ鉛直積分 †

d vint(start pressure (hPa),var,end pressure (hPa))
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複数のctlファイルを開けて，それを選ぶ †

> set dfile 番号
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ある値以下｛以上｝をカットして表示． †

> d maskout(var,{-}var {値})
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シェード{コンター}で表示 †

> set gxout shaded {contour}
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平均 †

> ave(var,t=1,t=24)など．ネスティングも可能
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演算 †

  • 変数同士の四則計算，ave，sum，log，pow(x,y)なんかが使用可能．
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カラーバー表示 †

> run cbar --> fg,bgなし
> run cbarn --> fg,bgあり
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ヴェクター表示。 †

> d u;v
間引きしたいときは
> d skip(u,2,2);skip(v,2,2)
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プリントアウト †

> enable print hoge.gx
> print
> disable print
> ! gxps -c -i hoge.gx -o hoge.ps
-c -rで黒背景。

追記：printimというコマンドを使えば一発。

printim tmp.gif gif white
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テキスト出力 †

set gxout print
set prnopts %10.3e 1 1 # 小数点以下3桁、一列に表示、ブランクは一文字分

画面に出たものをファイルに保存するやり方がわからん！コピペするしかないのか？？スクリプトなら何とかなりそうだけど。。。

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タイトルつける †

> draw title xxxxxxxxxxx
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netCDFを読む †

% gradsnc
> sdfopen xxx.nc
> q file など
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バイナリで保存。（データの切り出しなど。） †

> set fwrite xxx.dat
> set gxout fwrite
> set x (y,z,t, etc.) x1 x2
 ここで、xを設定しなおさないと、なぜかxmax+1まで保存されてしまう。
 時系列に保存したい場合は>set t t1 t2　など。
> d var
> disable fwrite
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収束->ラクチン！ †

> hdivg(x方向フラックス,y方向フラックス)
鉛直積分値があればそのまま使えるし、下のvintを使って各高度の値から鉛直積分を求めても使える。
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可降水量 †

> vint(地表気圧（mb単位）, 変数（比湿等）, 上がどこまで（定数））
多分、ある層からある層までを区切る、なんてことはできない！？
気圧を重力加速度で割る、という作業はすでにされているようだ。
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背景を白に †

> set display color white
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中間の値に色を塗らない †

> set black -0.2 0.2　（-0.2から0.2は塗らない）
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（線の）凡例をつける。 †

  • cbar_l.gs/cbar_lineが便利。http://www.iges.org/grads/gadoc/library.html
  • デフォルトの線種をそのまま使用したい場合は、 
    > cbar_l -t "line1" "line2" "line3" -p
    で、画面のクリックした位置にレジェンドを付加できる。線種をカスタマイズしたいときは 
    > cbar_line -c 色 -m マーカ -l ライン -t "テキスト" -p
    として、各項目に番号を振る。ちなみにGrADS標準は下記の通り。
    NumColorLineMark
    1112
    2313
    3714
    4215
    5611
    6912
    71013
    81114
    91215
    101511
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アニメーション †

普通に

set t 1 10
d var

でできるが、コマ送りが早すぎなどという問題点がある。ftp://grads.iges.org/grads/scripts/xanim.gs を使うとさらに便利。

set t 1 10                  ＃ 同じ
xanim -pause -grfill var    ＃ マウスクリックでコマ送り（かつgrfillで表示）
xanim -skip 4 -repeat 5 var ＃ ４コマ目ごと、5回繰り返し

など。オプションは変数より前にないとダメらしい。

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画面内の分割 †

page.gs (ftp://ftp.cpc.ncep.noaa.gov/wd51we/grads/page.gs)が使える。

page q1 ＃ 右上
d var1
page q2 ＃ 左上
d var2

という具合。元に戻すには

page reset
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移動平均の図化 †

set t 1 100               ＃ 例えば。
define a=ave(var,t-0,t+9) ＃ 前方10個平均。define省略可。第二引数はtだけだとダメ。
set missconn on           ＃ 欠損は無視してつなぐ。
d skip(a,10)
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領域平均値の時系列グラフ †

set t 1 100
define a=aave(var,lon=-180,lon=180,lat=-90,lat=90) 
　　　　＃ 面積重みつき全球平均
set x 1 ＃ Lineを書くため、Xを固定（値は何でも良い）
d a
  • aaveは、値を返してくれるが直接図化はされないため、一度defineする必要がある。

追記：tloopを使うとdefineする必要はない。

set x 1
set y 1
d tloop(aave(var,lon=-180,lon=180,lat=-90,lat=90)
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統計情報の表示 †

set gxout stat
d var
 欠損値の数や和、標準偏差、分散などが表示される。
 sublin, subwrdなどで取り出して使用するのが基本。
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相関係数の算出（時間変動） †

ある時間軸一次元のデータの、領域全体の時系列変化に対する相関係数を計算する。

set t 1 100
define tmp=aave(var,lon=-180,lon=180,lat=-90,lat=90)
set t 1
d tcorr(tmp,var,t=1,t=100) 
　＃　全球平均値tmpの変動に対しての、全グリッドの時間変動の相関を表示
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相関係数の算出（空間変動） †

同領域２変数の空間相関係数を計算する。

d scorr(var1,var2,lon=-180,lon=180,lat=-90,lat=90)
　＃ var1とvar2の全球空間分布の一致度（相関）を表示

同様に、回帰直線の傾きは以下のようにして求められる。

d sregr(var1,var2,lon=-180,lon=180,lat=-90,lat=90)
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両対数グラフの作成 †

GrADSには、Z軸に関してのみ対数軸が用意されている（set zlog on）が、X,Yに関しては存在しないため少々面倒。

対策は2通りある。ひとつは散布図(set gxout scatter)を使う方法、もうひとつは対数で描画したい横軸をZ軸としてデータ及びctlファイルを作成しset xyrev on/set zlog onを使う方法。前者は簡単だが点と点を結ぶ線を引けない。後者はデータを作り直さなければならず少し厄介だが、きれいな図が描ける。

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両対数グラフ／scatter使用時 †

散布図にしてXの値・Yの値にlogをかける。

set gxout scatter
set vrange X1 X2  　＃通常の線グラフならY軸に対応するが、散布図ではX軸
set vrange2 Y1 Y2
set digsiz 0.1　　　＃デフォルトの点は若干小さいので大きくする。
d log10(lon);log10(var)
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両対数グラフ／zlog使用時 †

描きたい図の横軸をZ軸にしたデータとコントロールファイルを作成。（元々のZ軸はX軸にしたりする。） スペクトルの表示に便利。

KE3_18_w.gif
set x 1 　　　　　　＃（実際は）高度を指定
set z 1 300 　　　　＃両対数グラフのX軸とするべき軸の範囲を指定
set zlog on　　　　 ＃Z軸を対数表示
set xyrev on　　　　＃描画領域のXYを入れ替え
set xlevs 1 2 5 10 20 50 100 200 300 ＃X軸のアノテーションを指定（指定ナシも可）
set cmark 0　　　　 ＃マークを描かない
set cthick 6　　　　＃線を太く。
d log10(var)　　　　＃変数varを対数表示。
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平均日変化グラフの描画（平均季節変化グラフも同様） †

Diurnal PatternやSeasonal Climatologyを算出するにはaveに時間ステップを指定してそれぞれの平均を取ると良い。

set t 1 4 　＃　tを日変化なら4ステップというように適当に設定。
set x 1
set y 1     ＃　tloop用。
d tloop(ave(aave(var,lon=X1,lon=X2,lat=Y1,lat=Y2),t-0,t+120,4))
　　　＃ ミソはaveの設定。はじめに設定したt=1,4のそれぞれから4つ飛び
　　　＃ で平均を取る。

あーラクチンだねー。

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グラフの中にグラフを書く †

vpageを使う。ただ、位置などの微調整が難しい。

KE_9_2.gif
# 現在の座標情報を得る（あくまでも目安）
q gxinfo
# gxinfoの情報を元に、背景色の四角を書く（透けるのを避けるため）
# 次のvpageの座標と同じにしても良いが、余白を少なくするには微調整が必要。 
set line 0
draw recf xlo ylo xhi yhi
# 続いてvpageを設定。良い位置にするにはかなり細かい調整が必要。
set vpage xlo xhi ylo yhi
# X-Yラベルのフォントサイズを変更（そのままでは縮小される）
# デフォルトが 色番号=1、太さ=4、大きさ=0.12 らしいので、参考にする。
set xlopts 1 2 0.3
set ylopts 1 2 0.3 
# gradsのロゴなどをはずす
set grads off

そして普段どおり描く。塗りつぶしの図なんかの場合は背景の四角はいらないね。
vpage以前の設定は持ち越されないので注意。