1 Introducción al GrADS GrADS (Grid Analysis and Display System)
2 GrADS (Grid Analysis and Display System) es un software gratuito que sirve para facilitar la manipulación y visualización de datos vinculados con las Ciencias de la Tierra. Esta presentación es una introducción básica al manejo del programa así como una discusión de sus principales características. - Inicio del programa - Comandos básicos - Introducción a los SCRIPTS - Comentarios finales
3 Inicio del programa En la versión Windows iniciamos el programa desde el menú de incio Win32eGrADS > GrADS Esto despliega 2 ventanas, una ventana para mostrar los gráficos (“Display”) y otra ventana donde introduciremos los comandos. En Linux, en cambio, podemos entrar desde la consola tipeando “grads”
4 En la ventana de comandos GrADS pregunta si la ventana gráfica abrirá en modo apaisado (landscape) o vertical (portrait). El modo apaisado tiene una dimensión de 11x8.5 pulgadas y el modo vertical una de 8.5x11. El tamaño de la ventana gráfica puede ser modificado a posteriori (solo en Linux). Modo portrait Modo landscape El modo a seleccionar depende de lo que se quiera graficar.
5 Comandos básicos ¿Cómo abrir un archivo? Para abrir un archivo de datos usamos el comando sdfopen: sdfopen ruta_a_mi_archivo/archivo.nc Si existe algún problema el GrADS mostrará un mensaje de error.
6 q file (query file) q file Da Información del lo que contiene el archivo Tamaño de la retícula en la que están disponibles los datos Lista de las variables que se encuentra en el archivo. d (display) d variable Grafica la variable en cuestión Por ejemplo d u Va a graficar la componente zonal del viento.
7 set Una de las principales ventajas del GrADS es que trata los datos como variables de 4 dimensiones (x,y,z,t). Eso nos permite realizar distitnos tipos de gráficos como campos horizontales, series temporales, perfiles verticales, etc. Para poder hacer todo ésto debemos aprender a controlar las dimensiones (“dimension enviroment”). El comando “set” es el que nos permite hacer esto. set dimension Fija la dimension (x, y, z, t) en 1 sólo valor o en un rango de valores
8 En Grads todas las dimensiones pueden dejarse fijas o variables. Una dimensión es fija cuando le asignamos un único valor >set lat -35 (fija la latitud en 35°S) Y una dimensión es variable cuando le asignamos un rango de valores >set lat -60 -20 (le dice al grads que considere como dominio toda el área comprendida entre 20°S y 60°S). Por supuesto, también se pueden dejar fijas o variables (controlar las dimensiones) la longitud, el nivel y el tiempo.
9 Por ejemplo supongamos que queremos dibujar la misma variable que antes pero en una región cercana a Buenos Aires: set lat -37 -32 (la menor siempre primero) set lon -60 -55 En este caso le decimos al grads considere solo las latitudes entre -37 y -32 y las longitudes entre -60 y -55. Si graficamos nuevamente la variable, el gráfico solo mostrará la región seleccionada.
10 Hasta ahora solo graficamos el primer tiempo del archivo, porque el grads cuando abre un archivo automáticamente se situa en el primer tiempo y hasta que no le indiquemos otra cosa grafica las variables en el primer tiempo. Para modificar el tiempo podemos hacer lo siguiente: set t 2 Le indica al grads que se pare en el segundo tiempo del archivo de datos. Si queremos ir a una fecha en particular podemos utilizar la opción time >set time 12z19dec2002 (la fecha va en el formato HHzDDMMMYYYY MMM son las 3 primeras letras del mes en inglés.)
11 Para obtener información sobre en qué tiempo estamos parados podemos usar el comando >q time Este comando nos devolverá la fecha (o rango de fechas como veremos más adelante) que corresponden a las dimensiones actuales.
12 De manera análoga podemos cambiar el nivel en la vertical si el archivo de datos lo permite. >set lev 500 Con este comando le decimos al GrADS que lo que queremos graficar es el valor de la variable en el nivel de 500 hPa. El GrADS por defecto se posiciona en primer nivel del archivo de datos (en nuestro ejemplo 1000 hPa.). Si el nivel elegido no está disponible, GrADS buscará el nivel más cercano. Otra forma de cambiar el nivel es usar el comando >set z 2 Este comando cambia el valor del nivel al segundo nivel (para saber a que nivel corresponde el 2do valor podemos utilizar el comando q dims).
13 q dims Nos da información sobre como están configuradas las dimensiones en un momento dado, es decir el nivel, tiempo, latitud, longitud, o rango de niveles, tiempos, latitudes y longitudes que estamos considerando en un momento dado. El comando q dims también nos indica que dimensiones están fijas y cuales están como variables.
14 Ejemplos Un corte vertical dejando la latitud constante: >set lat -40 >set lev 1000 100 >set lon -90 -50 >set t 1 Obtener una marcha temporal en un punto y nivel fijos: >set lat -34 >set lon -58 >set lev 1000 >set t 1 10 Obtener el valor de una variable en un punto y tiempo determinados Agregar al caso anterior >set t 2 En este caso al usar display, no generamos un gráfico sino que el valor aparece en la pantalla donde ingresamos los comandos.
15 Tipos de gráficos en GrADS Además de poder operar con las variables y cambiar las dimensiones que queremos graficar, GrADS nos permite realizar diferentes tipos de gráficos. El tipo de gráfico se selecciona con el comando “set gxout tipo_de_grafico” donde tipo_de_grafico puede ser alguno de los siguientes: Para campos 2D -Shaded (sombreado), diferentes colores para los diferentes rangos de la variable. -Contour (contornos), grafico de contornos (isolineas de la variable seleccionada). -Grfill (shaded grid boxes) -Fgrid (shaded grid boxes y valores ) -Stream (lineas de corriente) -Vector (vectores) -Barb (barbas)
16 skip Cuando los puntos de retícula son muchos un gráfico de vectores se puede ver muy mal… La función skip se queda con un dato cada cierto número de puntos de retícula y pone dato faltante en los demás. u2= skip(u,3) ** u2 está tiene un dato en uno de cada 3 puntos en x e y de los que tenia u. >set gxout vector >d skip(u,3);v **Nos muestra un campo de vectores con menos flechas. No es necesario aplicar el skip a u y a v, ya que si u es dato faltante el grads ya no puede reconstruir el vector en ese punto y por ende no mostrará la flecha, aunque el valor de v esté disponible. Skip permite saltear diferente cantidad de puntos en x y en y. u2=skip(u,3,2) **Se queda con 1 de cada 3 puntos en x y 1 de cada 2 en y. Esto es útil cuando la resolución en x y en y son muy diferentes o bien cuando el eje y en realidad representa la vertical.
17 Agregar un título Una vez que hicimos un gráfico podemos agregar un título utilizando el comando: >draw title Grafico de geopotencial en 500 hPa. Si el título es muy largo podemos usar \ para indicarle al GrADS que tiene que seguir en un renglon abajo. Agregar barra de colores Si hicimos un gráfico en “shaded” podemos agregar una barra de colores en donde se indiquen los intervalos de la variable y que color corresponde a cada intervalo. Para hacer esto tipeamos >run colorbar una vez que tengamos realizado el gráfico. Cambiar el tipo de mapa GrADS tiene 3 mapas que vienen con la distribución, en esta instalación también contamos con un mapa desarrollado para la región de Argentina. (los mapas se llaman hires, medres, lowres y sa ) >set mpdset mapa
18 Cambiar el tipo de proyección: GrADS trabaja con múltiples proyecciones, por defecto utiliza la mercator. Para cambiar por ejemplo a proyección polar se puede usar el comdnaod mproj >set mproj sps **Estereografica polar para el HS. Guardar el grafico en un archivo: Hay al menos 2 maneras -Utilizando el comando enable print -> print –> disable print >enable print mi_figura.gmf >grafico lo que quiero >print >disable print El formato gmf me permite guardar muchos gráficos en un mismo archivo, esto quiere decir que puedo hacer varios prints de varias figuras distintas antes de hacer un disable print y cerrar definitivamente el archivo. El formato gmf puede ser visualizado con un programa gratuito que viene para Windows o bien convertido a otros formatos con las herramientas gxgif gxeps, etc que vienen con la distribución del GrADS.
19 El comando printim es la segunda opción y la más sencilla para generar figuras que no requieran mucha calidad. >Genero una grafico >printim mi_grafico.gif gif x800 y600 white Este comando genera un archivo llamado mi_grafico.gif en formato gif con 600 puntos en y, 800 en x y en fondo blanco. El formato de salida por defecto del printim es png. >printim mi_grafico.png **Guarda el gráfico que estamos viendo en un archivo png.
20 Introducción a los scripts: Así como ingresamos las instrucciones a mano por la pantalla, GrADS tiene la posibilidad de leer una lista de instrucciones de un archivo de texto y ejecutarlas en el mismo orden. Al mismo tiempo GrADS posee su propio lenguaje que permite realizar cálculos más complejos como veremos más adelante. ¿Por qué utilizar scripts? Para ahorrar tiempo!!. GrADS no tiene una interface gráfica y no permite deshacer los cambios que realizamos sobre un gráfico. Un gráfico particular puede llevar un número grande de comandos. Si los ingresamos a mano podemos equivocarnos o podemos querer más tarde repetir el gráfico con un ligero cambio con lo cual deberíamos ingresar todos los comandos de nuevo. Haciendo un script reducimos la posibilidad de equivocarnos y podemos repetir un mismo gráfico realizando pequeñas modificaciones a nuestro script original. Por eso es mejor desde el momento que uno decide que gráfico hacer comenzar a armarlo desde un script y no ingresando comandos por la pantalla.
21 Un script es un archivo ascii, se puede editar con el bloc de notas, con el wordpad u otros similares. En cada renglón se coloca un comando de GrADS en el mismo orden que lo haríamos si estuviéramos ingresando los comandos por pantalla. En general a los scripts de GrADS por convención se les asigna la extensión gs, pero cualquier extensión puede ser utilizada. Para ejecutar un script de este tipo debemos usar el comando exec >exec mi_script.gs Ejecuta mi_script.gs, es importante que le aclaremos al GrADS la ruta completa al lugar donde está el script. Ejemplo de un script: reinit open pepe.ctl set t 10 set lev 500 d skip(u,3);v printim viento500hPa.png white
22 Comentarios finales Recursos de ayuda en el uso de GrADS: Indice de funciones: http://grads.iges.org/grads/gadoc/gadocindex.htmlhttp://grads.iges.org/grads/gadoc/gadocindex.html Guia del usuario: http://grads.iges.org/grads/gadoc/users.htmlhttp://grads.iges.org/grads/gadoc/users.html Manual en PDF: ftp://grads.iges.org/grads/beta/doc/gadoc151.pdfftp://grads.iges.org/grads/beta/doc/gadoc151.pdf Guia rápida (imprescindible): http://grads.iges.org/grads/gadoc/reference_card.pdf Guia para scripts: http://grads.iges.org/grads/gadoc/reference_card_scl.pdfhttp://grads.iges.org/grads/gadoc/reference_card_scl.pdf Donde bajar el software: http://grads.iges.org/grads/downloads.htmlhttp://grads.iges.org/grads/downloads.html Para Windows XP bajar la versión WIN32e.