CURSO AVANZADO GRADS

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LABORATORIO: VISUALIZACION DE RESULTADOS DE LOS MODELOS NUMERICOS Y CONJUNTO DE DATO ESTRUCTURADO MATRICIALMENTE2D,3D Y 4D ____________________________________________________________________________________________________ SISTEMA DE VISUALIZACION Y ANALISIS DE GRILLA (Grid Analysis and Display System - GrADS) Ing. Jorge OTINIANO R. / Noviembre 2014 Actualmente el estado futuro (pronóstico) de las diferentes variables atmosféricas en una región o dominio espacial, representado por ecuaciones diferenciales que gobiernan el movimiento, es solucionado mediante esquemas de integración numérica (modelo numérico). Este procedimiento requiere realizar enormes cantidades de cálculos, igualmente los resultados resultan de inmensas cantidades de información y para la administración y análisis gráfico necesitan de un software especial. En la década del 90, el Center for Ocean-Land-Atmosphere Studies - USA, desarrolló un software orientado al fácil manejo y análisis de información, el Sistema de visualización y Análisis de Grilla y por sus siglas en inglés GrADS, es una herramienta de escritorio interactiva y que se utiliza para el acceso, manipulación, y visualización fácil de datos oceanográficos, geológicos, atmosféricos, etc, que resultan de simulaciones numéricas y/o también en un conjunto de datos estructurados en matrices de 2D(x,y), 3D(x,y,z), 4D(x,y,z,t). Los diferentes formatos que lee GraDS son los siguientes: GRIB1, GRIB2, NetCDF, o HDF-SDS, geoTiff, y datos binarios. Los datos se pueden exhibir usando una variedad de técnicas gráficas: líneas y gráficos de barra, diagramas de dispersión, suavizar los contornos, contornos sombreados, líneas aerodinámicas, vectores del viento, gráficos grillados y sombreados, serie temporal para punto de la grilla o estación. Los gráficos se pueden grabar en formato PostScrip o de imagen en diferentes formatos gif, png, jpej, bmp. El GrADS proporciona al usuario la opción para controlar todos los aspectos de las salidas gráficas. El GrADS tiene una interfaz programable (lenguaje scripting) que permite usos sofisticados del análisis y aplicaciones para la visualización. Utiliza programas de procedimientos (script) para usar botones y cuadro de menús en la visualización 1

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SISTEMA DE VISUALIZACION Y ANALISIS DE GRILLA

LABORATORIO: VISUALIZACION DE RESULTADOS DE LOS MODELOS NUMERICOS Y CONJUNTO DE DATO ESTRUCTURADO MATRICIALMENTE2D,3D Y 4D____________________________________________________________________________________________________SISTEMA DE VISUALIZACION Y ANALISIS DE GRILLA(Grid Analysis and Display System - GrADS)

Ing. Jorge OTINIANO R. / Noviembre 2014

Actualmente el estado futuro (pronstico) de las diferentes variables atmosfricas en una regin o dominio espacial, representado por ecuaciones diferenciales que gobiernan el movimiento, es solucionado mediante esquemas de integracin numrica (modelo numrico). Este procedimiento requiere realizar enormes cantidades de clculos, igualmente los resultados resultan de inmensas cantidades de informacin y para la administracin y anlisis grfico necesitan de un software especial.

En la dcada del 90, el Center for Ocean-Land-Atmosphere Studies - USA, desarroll un software orientado al fcil manejo y anlisis de informacin, el Sistema de visualizacin y Anlisis de Grilla y por sus siglas en ingls GrADS, es una herramienta de escritorio interactiva y que se utiliza para el acceso, manipulacin, y visualizacin fcil de datos oceanogrficos, geolgicos, atmosfricos, etc, que resultan de simulaciones numricas y/o tambin en un conjunto de datos estructurados en matrices de 2D(x,y), 3D(x,y,z), 4D(x,y,z,t). Los diferentes formatos que lee GraDS son los siguientes: GRIB1, GRIB2, NetCDF, o HDF-SDS, geoTiff, y datos binarios.

Los datos se pueden exhibir usando una variedad de tcnicas grficas: lneas y grficos de barra, diagramas de dispersin, suavizar los contornos, contornos sombreados, lneas aerodinmicas, vectores del viento, grficos grillados y sombreados, serie temporal para punto de la grilla o estacin. Los grficos se pueden grabar en formato PostScrip o de imagen en diferentes formatos gif, png, jpej, bmp. El GrADS proporciona al usuario la opcin para controlar todos los aspectos de las salidas grficas.

El GrADS tiene una interfaz programable (lenguaje scripting) que permite usos sofisticados del anlisis y aplicaciones para la visualizacin. Utiliza programas de procedimientos (script) para usar botones y cuadro de mens en la visualizacin grfica. El GrADS puede ser accionado o ejecutado en modo batch, y el lenguaje de programacin script facilita al usuario utilizar accesos directos a lo largo de todo el ambiente de trabajo.

El GrADS es la principal herramienta interactiva usada por la comunidad cientifica y/o organismos nacionales internacionales con propsitos operacionales, acadmicos y de investigacin (NCEP-NOAA, CPTEC, NWS, NCAR, SENAMHI, CORPAC, DHN, IGP, UNALM, UNMSM). Se distribuye y se descarga gratuitamente en diversos sistemas operativos, UNIX, Linux y Windows. La plataforma Linux es la ms verstil, con desarrollo y actualizacin permanente. El Home page de GrADS es http://grads.iges.org/

Para los ensayos se utilizar la versin GrADS ejecutable para Linux (GraDS 2,0,1 versin estable). aplicaciones complejas requieren tener conocimiento de programacin. INDICE

1.Requerimiento

2.Herramientas Similares a GrADS

3.Fuente de datos / informacin

4.Formas de descarga de datos4.1.Descarga de archivo total4.2.Descarga de archivo selectivo (descarga parcial) a formato bin4.2.1. Modo14.2.2. Modo2

5.Lectura/salida de Datos5.1.Lectura de datos grib5.2.Lectura de datos NetCDF5.3.Lectura de datos bin5.4.Lectura de informacin5.4.1. Lectura desde el teclado5.4.2. Lectura desde un scrip usando una funcin5.4.3. Lectura desde un scrip usando comandos del sistema5.4.4. Lectura desde un archivo externo5.4.5. Lectura desde la consola (uso del mouse) 5.5.Salida de informacin5.5.1. Impresin en pantalla5.5.2. Impresin en un archivo

6.Generacin de datos binario6.1Desde un archivo nc o grib6.1.1. Caso 1: file en formato NetCDF 6.1.2. Caso 2: file en formato grib6.1.3. Caso 3: file en formato geotiff6.2Desde la consola ingresando datos6.2.1. Caso a: Datos temporales6.2.2. Caso b: Datos espaciales6.2.3. Caso c: Datos espacio-temporales6.3Usando una funcin o ecuacin6.4Desde un archivo

7.Ocultar un rea uso de una mascara7.1Ocultar con comando cmax y cmin7.2Sombreado con comando clevs y ccols7.3Mascara con comando maskout7.4Mascara con scrip basemap.gs7.5Sombreado con topografa

8.Desarrollo de entorno grfico (Uso de botones)8.1.Uso de set button y draw button8.2.Uso de set dropmenu y draw dropmenu

9.Lectura de imgenes de satlite (formato tiff)9.1. Lectura directa sobre un sistema cartesiano x-y 9.2. Lectura directa sobre un sistema georeferenciado lat-lon aproximado9.3. Lectura de imagen reordenada sobre un sistema georeferenciado lat-lon

1. Requerimiento:

Instalacion: soft grads 32 o 64 bits (adicionales, convert, gfortran, wget, perl, ImageMagick)

Habilidades: conocimiento de linux basico interactivo, programacin, estructuracion matricial, protocolos de transferencia

Unidad de Trabajo: Pc, laptop, usb

Donde bajar el software: http://grads.iges.org/grads/downloads.html Indice de funciones: http://grads.iges.org/grads/gadoc/gadocindex.html Gua del usuario: http://grads.iges.org/grads/gadoc/users.html Manual en PDF: ftp://grads.iges.org/grads/beta/doc/gadoc151.pdf Gua rpida: http://grads.iges.org/grads/gadoc/reference_card.pdf Gua para scripts: http://grads.iges.org/grads/gadoc/reference_card_scl.pdf

2. Herramientas Similares a GrADS

NCAR Command Language (NCL) - http://www.ncl.ucar.edu/ Ferret - http://www.ferret.noaa.gov/Ferret/ Otros - http://www.unidata.ucar.edu/software/ http://www.unidata.ucar.edu/software/netcdf/software.html http://sourceforge.net/projects/opengrads/files/

3. Fuente de datos / informacin

ftp://ftpprd.ncep.noaa.gov/pub/data/nccf/com/ftp://ftpprd.ncep.noaa.gov/pub/data/nccf/com/wave/prod/ >> prod/wave.20141016/ftp://ftpprd.ncep.noaa.gov/pub/data/nccf/com/gfs/prod/ >> gfs.2014101612/ftp://ftpprd.ncep.noaa.gov/pub/data/nccf/com/gfs/prod/ >> sst.20141014/

http://www.esrl.noaa.gov/psd/data/gridded/http://www.esrl.noaa.gov/psd/data/reanalysis/http://www.esrl.noaa.gov/webswitch.html

http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/wesley/reanalysis.html

http://nomads.ncep.noaa.gov/http://nomads.ncep.noaa.gov/pub/data/nccf/com/gfs/prod/http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/wesley/reanalysis.htmlhttp://nomads.ncep.noaa.gov:9090/dods/gfs_hd/ >> gfs_hd20141016/gfs_hd_00zhttp://nomads.ncep.noaa.gov:9090/dods/rtofs/

http://nomads.ncdc.noaa.gov/http://nomads.ncdc.noaa.gov/data/

ftp://eclipse.ncdc.noaa.gov/pub/OI-daily-v2/NetCDF/ >> 2014/AVHRR/

http://grads.iges.org/grads/gds/gds.html (modo interactivo script gs / GDS DODS)

4. Formas de descarga de datos

4.1 Descarga de archivo total Directo via el display de la web, en comando de linea

Servidores publicos ftp con user anonymousftp ftp://ftpprd.ncep.noaa.gov/pub/data/nccf/com/gfs/prod/gfs.2014101612/gfs.t12z.pgrbf06.grib2

Servidores publicos ftp con user registrado o privados con certificado de seguridad .. \> ftp -in ftp://[user[:password]@]host[:port]/path[/] ftp (enter) open IP o web ftp (10.168.45.1 o ftp://dominio.u) usuario (enter) password (enter)

Servidores httpwget -in http://[user[:password]@]host[:port]/path] [...]wget http://nomads.ncep.noaa.gov/pub/data/nccf/com/gfs/prod/gfs.2014101612/gfs.t12z.pgrbf06.grib2

Con programacin bashell (cshell, kshell), matlab, python, idl, ncl, perl, java, php(archivo en la que se incluye funciones y comandos).

4.2 Descarga de archivo selectivo (descarga parcial) a formato bin

Uso de scrip gs (diseo para extraer data selectiva estructurado en forma personalizada) uso de GDS DODS (http://nomads.ncep.noaa.gov/)

4.2.1Modo1 de descarga en el scrip modo1.gs

'reinit' dia=18;mes=11;ano=2014;hor=06z serv='http://nomads.ncep.noaa.gov:9090/dods/gfs/gfs'ano%mes%dia'/gfs_'hor arch='/home/jorge/Lab_grads/Datos/PERU_06z.bin' 'sdfopen 'serv 'set lat -25 10';'set lon -95 -55' 'set gxout fwrite' 'set fwrite /home/jorge/Lab_grads/Datos/modo1.bin''set t 1''d prmslmsl''d ugrd10m''d vgrd10m''d tmp2m''disable fwrite'

4.2.1Modo2 de descarga en el scrip get_var.gs

'reinit' dia=18;mes=11;ano=2014;hor=06z serv='http://nomads.ncep.noaa.gov:9090/dods/gfs/gfs'ano%mes%dia'/gfs_'hor arch='/home/jorge/Lab_grads/Datos/PERU_06z.bin' 'sdfopen 'serv 'set lat -25 10';'set lon -95 -55'lev.1=850;lev.2=700;lev.3=500lev.4=400;lev.5=300;lev.6=250;lev.7=200'set gxout fwrite''set fwrite 'arch t=1;tp=0;tmaxp=24 while(t ctl/yyy.ctl

O convertimos de grib2 a grib1:~> /usr/local/bin/cnvgrib -g21 Datos/xxx.grib2 Datos/xxx.grib1:~> /usr/local/bin/gribctl Datos/xxx.grib1 > ctl/archi.ctl

Ejm, datos grib2 ciclo 12z (condicin inicial), extrados desde

http://nomads.ncep.noaa.gov/pub/data/nccf/com/gfs/prod/gfs.2014110312/gfs.t12z.pgrbf00.grib2 condicin inicial (anlisis, t=0)gfs.t12z.pgrbf03.grib2 forecast +03gfs.t12z.pgrbf06.grib2 forecast +06gfs.t12z.pgrbf09.grib2 forecast +09gfs.t12z.pgrbf12.grib2 forecast +12gfs.t12z.pgrbf15.grib2 forecast +15

:~/Lab_grads> /usr/local/bin/g2ctl Datos/grib_nc/gfs.t12z.pgrbf00.grib2 > ctl/gfs_pgrbf_00z.ctl:~/Lab_grads> /usr/local/bin/g2ctl Datos/grib_nc/gfs.t12z.pgrbf03.grib2 > ctl/gfs_pgrbf_03z.ctl

O convertimos a grib1:~/Lab_grads> /usr/local/bin/cnvgrib -g21 Datos/grib_nc/gfs.t12z.pgrbf00.grib2Datos/grib_nc/ gfs.t12z.pgrfb00.grb1:~/Lab_grads> /usr/local/bin/gribctl Datos/grib_nc/gfs.t12z.pgrfb00.grb >ctl/gfs_pgrfb_g1.ctl

Luego: generar el index y abrir el archivo grib con grads (previamente verificamos en el ctl creado el enrutamiento al archivo binario) :~> /usr/local/bin/gribmap -e -i ctl/gfs_pgrbf_00z.ctl

En el entorno GrADS:~> grads (enter)ga>!gribmap -e -i ctl/archi.ctl (enter) ga> open ctl/archi.ctl (enter) ga> (operar comandos grads, . )

En el caso de renombrar todos los archivos grib secuencialmente con los anos, meses o tiempos y abrirlos con un solo controlador ctl, se deber modificar el ctl de acuerdo con la secuencia.

Modificamos el ctldset/../../gfs.t12z.pgrbf%f2.grib2option little endian templatetdef 6 linear 12Z01jun2014 3hr

mapeamos con gribmap y continuamos con comandos grads

5.2 Lectura de datos NetCDF

Lectura directa del archivo archi.ncen la linea de comando GrADS ga>sdfopen Datos/archi.nc (enter)ga> q file (enter) ga> (operar comandos grads)

5.3 Lectura de datos bin

Depende como fue estructurado la descarga de datos binario, y coherente con la estructura se generara un controlador ctl para su lectura.

Controlador ctl para el modo1 (modo1.ctl), para un solo tiempo (tdef 1)

dset /home/jorge/Lab_grads/Datos/modo1.binoptions little_endianundef 9.999E20title GFS_DODS-NOMADS xdef 41 linear -95.00 1.0ydef 36 linear -25.00 1.0zdef 1 levels 1000tdef 1 linear 12z16OCT2014 3hrvars 4presion 0 100 presion superficial hPaugrd 0 100 viento zonal m/s vgrd 0 100 viento meridional m/stmp 0 100 temperatura superficial Kendvars

..... option estructurado como una variable y 4 niveleszdef 4 levels 1 2 3 4vars 1var 4 99 ppp (hPa), ugrd (m/s), vgrd (m/s), tmp(K)endvars

Controlador ctl para el modo2 (Peru_06z.ctl)

dset /home/jorge/Lab_grads/Datos/PERU_06z.binoptions little_endianundef 9.999E20title GFS_DODS-NOMADS / Feb 2011 - JORxdef 41 linear -95.00 1.0ydef 36 linear -25.00 1.0zdef 7 levels 850 700 500 400 300 250 200tdef 12 linear 06z18NOV2014 6hrvars 9u10m 1 100 viento zonal superficiev10m 1 100 viento meridional superficietmp2m 1 100 temperatura superficialrh2m 1 100 humedad relativa superficialrain 1 100 precipitacion acumulada c/6 hrsugrd 7 100 viento zonal 850,700,500,400,300,250,200 hPavgrd 7 100 viento meridional 850,700,500,400,300,250,200 hPatmp 7 100 temperatura 850,700,500,400,300,250,200 hParh 7 100 humedad relativa 850,700,500,400,300,250,200 hPaendvars

En la linea de comando GrADS (no necesita del mapeo o index):~> grads (enter)ga>open /home/jorge/Lab_grads/ctl/Peru_06z.ctl (enter) ga> (operar comandos grads)

5.4 Lectura de informacin

En el entorno de un scrip grads input.gs

5.4.1 Lectura desde el teclado * Ejercicio de lectura de lineas, palabras y letras ructl='/home/jorge/Lab_grads/ctl/Peru_06z.ctl' 'reinit' 'open 'ructl say 'Ingrese Lat_min Lat_max: ' pull minmax say 'minlat maxlat 'minmax

o tambien prompt 'Ingrese Lat_min Lat_max: ' pull minmax say 'minlat maxlat 'minmax continua con comandos GrADS

en el entorno GrADS ejecutamos y ensayamos ga->run gs/input.gs

5.4.2 Lectura desde un scrip usando un funcinSupongamos que se requiera el ingreso de 3 variables para ejecutarse T, P y Hen un scrip (T,P y H son valores de temperatura del aire, presin y humedad)

en el scrip trocio.gs * Ejercicio de lectura de datos con funcion (debe estar en la primera linea) function datos(tph) if (tph='') say 'Use: trocio T P H' return else temp= subwrd(tph,1) pres= subwrd(tph,2) hum= subwrd(tph,3) endif say 'temp= 'temp' pres= 'pres' hum= 'hum say ' OK continua con los calculo' pull s continua con comandos GrADS

en el entorno GrADS ejecutamos y ensayamos ga->run gs/trocio 20 1012 85

5.4.3 Lectura desde un scrip usando comandos del sistema en el scrip fsistema.gs * Ejercicio de lectura de datos con comandos del sistema ructl='/home/jorge/Lab_grads/ctl/Peru_06z.ctl' 'reinit' 'open 'ructl query file rec_lin=sublin(result,1) rec_wrd=subwrd(rec_lin,1) rec_str=substr(rec_wrd,2,3) say 'aaaaaaaaaaaaa 'rec_lin say 'bbbbbbbbbbb 'rec_wrd say 'cccccccccccc 'rec_str pull s

q dim q time q gxinfo q config

*.. variante, usando while n=1;max=100 while (nrun gs/fsistema ejecutamos y ensayamos

5.4.4 Lectura desde un archivo externo

Considerando un archivo ascii con extensin prn ubicado en: /home/jorge/Lab_grads/Datos/Station.prnLa lectura consta de 2 lineas, la primera retorna el cdigo y la 2da los datos

Los cdigos de retorno son:0 ok (existe la linea)1 error de apertura 2 final del archivo8 archivo abierto para escritura9 I/O error

En el scrip station.gs* Scrip para leer datos de un archivo'reinit'archi_stn='/home/jorge/Lab_grads/Datos/Station.prn'result=read(archi_stn) ........ lee el primer registrolinea1=subline(result,1) ........ retorna el cdigolinea2=subline(result,2) ........ lee la linea de datoscol1=subwrd(linea2,1) ........ 1ra columna de la linea de datoscol4=subwrd(linea2,4) ........ 4ta columna de la linea de datos

say 'codigo= 'linea1 say 'datos = 'linea2 say 'col1 = 'col1 say 'col4 = 'col4 pull s

Para mltiples registros o lectura de todo el archivo n=1;max=1000 while (nrun gs/station

5.4.5 Lectura desde la consola (uso del mouse)

Uso del comando q pos (captura de coordenadas de pantalla en el entorno GrADS, 8x11 vertical o 11x8 horizontal, variacin 0.01 x pixel)

En el scrip captura.gs * captura de coordenadas de la consola 'reinit' rug='/home/jorge/Lab_grads/' ructl=rug'ctl/Peru_06z.ctl' 'q pos' . espera un click con el mouse en la ventana GrADS x1=subwrd(result,3) . captura la 3ra col - linea resultados (coord X=Lon) y1=subwrd(result,4) . captura la 3ra col - linea resultados (coord Y=Lat)

* Con la ubicacin x1,y1, podemos tomar como referencia para escribir 'draw mark 3 'x1' 'y1' '0.2 'set font 5';'set string 1 c 10';'draw string 'x1+0.2' 'y1' PERU'

* Trazando una linea (mnimo 2 puntos) 'q pos' x2 = subwrd(result,3); y2 = subwrd(result,4) 'set line 2 1 6' 'draw line 'x1' 'y1' 'x2' 'y2

* Si deseamos trazar una linea entre 2 puntos, pejm entre SPCL y SPST * SPCL: Lat= 08.41 Sur / Lon= 74.60 W * SPST: Lat= 06.45 Sur / Lon= 76.49 W

* Convertimos los pts georeferenciados a pts de pantalla 'q w2xy - 74.60 -08.41'; x1=subwrd(result,3); y1=subwrd(result,6) 'q w2xy -76.49 -06.45'; x2=subwrd(result,3); y2=subwrd(result,6) 'draw line 'x1' 'y1' 'x2' 'y2

* Trazando un rea con un fondo color predeterminado, * delimitado por las coordenadas entre SPCL-SPST-SPJR-SPNC

'set rgb 31 230 255 225' 'set rgb 41 225 255 255' a1='31 1 3';'set line 'a1 ptjr='-78.48 -07.14'; ptnc='-76.20 -09.90' 'q w2xy 'ptjr; x3=subwrd(result,3); y3=subwrd(result,6) 'q w2xy 'ptnc; x4=subwrd(result,3); y4=subwrd(result,6) ptos=x1' 'y1' 'x2' 'y2' 'x3' 'y3' 'x4' 'y4; 'draw polyf 'ptos 'set line 2 1 6'; 'draw line 'ptos' 'x1' 'y1

b1='41 1 3'; b2='0.52 1.25 2.46 1.80' 'set line 'b1; 'draw recf 'b2

en el entorno GrADS ejecutamos ga->run gs/captura

5.5 Salida de informacin

Considerando el dominio de la informacin variables meteorolgicas esquematizada en una matriz de 41x36x7x13 (41 puntos de latitud: 25 grados Sur a 10 grados Norte, 36 de longitud: 95 a 55 grados Oeste, 7 niveles:850 700 500 400 300 250 200 y 13 tiempos, controlador ejem1.ctl, archivo bin PERU_12z.bin)

5.5.1 Impresion en pantallla en el scrip display.gs * Visualizacion de datos en pantalla 'reinit' rug='/home/jorge/Lab_grads/' ructl=rug'ctl/Peru_06z.ctl'

'open 'ructl ** Visualizacion de Temp de todo el dominio 2D, niv: 850, t: 1 ...... * Por defecto (imprime cada 8 col de Lon para todas las Lat - filas) 'set t 1' 'set lev 850' 'set gxout print' 'd tmp' datos=result say datos * (o simplemente say result) pull s

* Visualizacion personalizada (control del formato de imresion y dominio) 'set lon -65 -56' 'set t 4' 'set lev 500' 'set gxout print' 'set prnopts %7.1f 10 1' 'd tmp' say result pull s

en el entorno GrADS ejecutamos ga->run gs/display

5.5.2 Impresion en un archivo

en el scrip display_archi.gs * Impresion de datos en un archivo 'reinit' rug='/home/jorge/Lab_grads/' ructl=rug'ctl/Peru_06z.ctl' rusal=rug'Datos/salida1.txt'

'open 'ructl * Impresion en un archivo de Temp de todo el dominio 2D, niv: 500, t: 4 ...... 'set t 4' 'set lev 500' 'set gxout print' 'set prnopts %6.1f 5 1' 'd tmp' datos=result rc=write(rusal,datos) * para adicionar rc=write(rusal,datos, append) say 'xxxx ' pull s

en el entorno GrADS ejecutamos ga->run gs/display_archi

6. Generacin de datos binario

6.1 Desde un archivo nc o grib

Extraccin de variables, para una zona especificada y diversos tiempos 6.1.1 Caso 1 : file en formato NetCDF air.sig995.1948.nc, extrado desde http://www.esrl.noaa.gov/psd/data/gridded/data.ncep.reanalysis.surface.html/

Extraemos datos de temperatura superficial del aire para una regin limitada de Per, limitado por lat: 20 0 Sur / lon: 80 a 60 Oeste / 4 tiempos (1 dia)

En el scrip extrae_nc.gs* Extraccion de datos desde un archivo nc global 'reinit' archi_nc='/home/jorge/Lab_grads/Datos/air.sig995.1948.nc' archi_bin='/home/jorge/Lab_grads/Datos/air.sig995.1948.bin' *............................................................................................... 'sdfopen 'archi_nc 'set lat -20 0'; 'set lon -80 -60'

'set gxout fwrite''set fwrite 'archi_bintt=0while (ttrun gs/extrae_nc

6.1.2 Caso 2 : file en formato grib pgbh00.gdas.201406.00z.grib2, extrado desde http://nomads.ncdc.noaa.gov/modeldata/cfsv2_analysis_monthlymeans_pgb/2014/201406/

Generamos el ctl con perl y wgrib2 (64 bits), luego mapeamos con grib2map

Para 32 bits el archivo gfs.t12z.pgrbf00.grib2 que se extrajo previamente Extraemos la presin superficial, temperatura del aire en 700 hpa, u, v en 500 hpa y geoptencial en 300 hpa para una regin limitada de Per, limitado por lat: 20 0 Sur / lon: 90 a 55 Oeste / tiempo inicial / res 1x1 lat/lon

En el scrip extrae_grb.gs* Extraccion de datos desde un archivo grib global 'reinit'archi_grb='/home/jorge/Lab_grads/Datos/grib_nc/gfs.t12z.pgrbf00.grib2'archi_bin='/home/jorge/Lab_grads/Datos/grib_nc/gfs.t12z.pgrbf00.bin'*...............................................................................................'open 'archi_grb'set lat -20 0'; 'set lon -90 -55'

'set gxout fwrite' 'set fwrite 'archi_bin 'd skip(PRESsfc,1,1)' 'd skip(TMPprs(lev=700),1,1)' 'd skip(UGRDprs(lev=500),1,1)' 'd skip(VGRDprs(lev=500),1,1)' 'd skip(HGTprs(lev=300),1,1)''disable fwrite'

en el entorno GrADS ejecutamos ga->run gs/extrae_grb

6.1.3 Caso 3 : file en formato geotiff, convierte el mapa de GrADS (versiones 2.0 o superiores) a un formato georreferenciado, el mismo que puede utilizarse directamente en SIGs

Pejm, si deseamos extraer un rea con datos de temperatura superficial (2m) desde el archivo grib2 a formato geotiff

en el scrip extrae_geo.gs * Extraccion de formato grib a formato geotiff 'open 'archi_grb 'set lat -20 0'; 'set lon -90 -55'

'set geotiff TEMP_sfc' 'set gxout geotiff''d TMP2m'

6.2 Desde la consola ingresando datos

Supongamos que contamos con 48 datos de temperatura, creamos un archivo binario, luego creamos diferentes combinaciones de ctl, para graficarlo con grads

En el scrip datos_bin.gs* almacenamiento de datos en formato bin'reinit'rulab_grd='/home/jorge/Lab_grads/'archi_bin=rulab_grd'Datos/datos_bin.dat'ructl=rulab_grd'ctl/Peru_06z.ctl'*.................................................................'open 'ructl prompt 'Ingrese el nro de datos= ' pull nd * ... almacenamos los datos en binario 'set gxout fwrite' 'set fwrite 'archi_bin n=1 while (nrun gs/datos_bin

Confeccionamos el file datos_bin.ctl, y dependiendo de como hemos ingresado (estructurado) los datos se estructura el ctl.

6.2.1 CASO a: Datos temporales de una Estacin o un punto (48 datos)considerando que los 48 datos corresponden a 24 horas de temperatura, solo variara el tiempo

Caso a1: una variable con 48 horas en un nivel (nivel 0) Datos 1D, z=1, t=48

* Datos temporales de una Estaciondset /home/jorge/Lab_grads/Datos/datos_bin.dat options little_endian undef 9.999E20 title Ejercicio Generacion de Datos bin / Nov 2014 xdef 1 levels 0 (linear 1 1)ydef 1 levels 0 (linear 1 1)zdef 1 levels 0 (linear 1 1)tdef 48 linear 12z17oct2014 1hr vars 1 tmp 1 100 (tmp 0 100 , tmp 1 99)endvars

Caso a2: 2 variables C/u 24 horas en un nivel (nivel 0) Datos 1D, z=1, t=24, modificamos

tdef 24 linear 12z17oct2014 1hr vars 2 tmp1 1 100tmp2 1 100

Caso a3: 1 variables C/u 24 horas en 2 niveles (0, 2) Datos 2D, z=2, t=24, modificamos zdef 2 levels 0 2 (linear 0 2)tdef 24 linear 12z17oct2014 1hr vars 1 tmp 2 100

Caso a4: 1 variables C/u 12 horas en 4 niveles (1,2,3,4) Datos 2D, z=4, t=12, modificamos zdef 4 levels 1 2 3 4 (linear 1 1) tdef 12 linear 12z17oct2014 1hr vars 1 tmp 4 100

Caso a5: 2 variables C/u 8 horas en 3 niveles (0, 3, 5) Datos 2D, z=3, t=8, modificamos zdef 3 levels 0 3 5tdef 8 linear 12z17oct2014 1hr vars 2 tmp1 3 100tmp2 3 100

Caso a6: 3 variables C/u 8 horas / 1ra var:1 nivel, la 2da var: 2 niveles: (0,2), la 3ra var: 3 niveles (0, 2, 4) Datos 2D, z=3, t=8, modificamos zdef 3 levels 0 2 4 (linear 0 2)tdef 8 linear 12z17oct2014 1hr vars 1 tmp1 1 100 .. 1ra variabletmp2 2 100 .. 2da variable en 2 nivelestmp2 3 100 .. 3ra variable en 3 niveles

6.2.2 CASO b: Datos espaciales de un zona (48 datos)

Caso b1: una variable para un tiempo (1 hora) en un nivel (nivel 0) Datos 2D, 8X x 6Y, DX=DY=1, Ini_XY=0, z=1, t=1

* Controlador generado para leer datos generadosdset /home/jorge/Lab_grads/Datos/datos_bin.dat options little_endian undef 9.999E20 title Ejercicio Generacion de Datos bin / Nov 2014 xdef 8 linear 0 1ydef 6 linear 0 1zdef 1 levels 0 (linear 1 1)tdef 1 linear 12z17oct2014 1hr vars 1 tmp 1 100 (tmp 0 100 , tmp 1 99)endvars

Caso b2: 2 variables para 1 tiempo (1 hora) en un nivel (nivel 4) Datos 2D, 6X x 4Y, DX=DY=1, Ini_XY=0, z=1, t=1, modificamos

xdef 6 linear 0 1 ydef 4 linear 0 1 zdef 1 levels 4 ( zdef 1 linear 4 1)tdef 1 linear 12z17oct2014 1hrvars 2tmp1 1 100 (tmp1 0 100 , tmp1 1 99)tmp2 1 100 (tmp2 0 100 , tmp2 1 99)

Caso b3: 1 variable para 1 tiempo (1 hora) en 2 niveles (nivel 0, 4) Datos 3D, 6X x 4Y, DX=DY=1, Ini_XY=0, z=2, t=1, modificamos

xdef 6 linear 0 1 ydef 4 linear 0 1 zdef 2 levels 0 4 ( zdef 2 linear 0 4)tdef 1 linear 12z17oct2014 1hrvars 1tmp 1 100 (tmp 0 100 , tmp 1 99)

Caso b4: 2 variables para 1 tiempo (1 hora) en 2 niveles (nivel 4) Datos 3D, 6X x 4Y, DX=DY=1, Ini_XY=0, z=2, t=1, modificamos

xdef 4 linear 0 1 ydef 3 linear 0 1 zdef 2 levels 0 4 ( zdef 2 linear 0 4)tdef 1 linear 12z17oct2014 1hrvars 2tmp1 1 100 (tmp1 0 100 , tmp1 1 99)tmp2 1 100 (tmp2 0 100 , tmp2 1 99)

6.2.3 CASO c: Datos espacio-temporales de un zona (48 datos)

Caso c1: una variable para 2 tiempos (2 horas) en un nivel (nivel 0) Datos 3D, 6X x 4Y, DX=DY=1, Ini_XY=0, z=1, t=2

* Controlador generado para leer datos generadosdset /home/jorge/Lab_grads/Datos/datos_bin.dat options little_endian undef 9.999E20 title Ejercicio Generacion de Datos bin / Nov 2014 xdef 6 linear 0 1ydef 4 linear 0 1zdef 1 levels 0 (linear 1 1)tdef 2 linear 12z17oct2014 1hr vars 1 tmp 1 100 (tmp 0 100 , tmp 1 99)endvars

Caso c2: 2 variables para 2 horas en un nivel (nivel 4) Datos 3D, 4X x 3Y, DX=DY=1, Ini_XY=0, z=1, t=2, modificamos

xdef 4 linear 1 1 ydef 3 linear 1 1 zdef 1 levels 4 tdef 2 linear 12z17oct2014 1hr vars 2 tmp1 1 100tmp2 1 100

Caso c3: 1 variable para 2 horas en 2 niveles Datos 4D, 4X x 3Y, DX=DY=1, Ini_XY=1, z=2, t=1, modificamos

xdef 4 linear 0 1 ydef 3 linear 0 1zdef 2 levels 0 4 (zdef 2 linear 0 4)tdef 2 linear 12z17oct2014 1hr vars 1 tmp 2 100

Caso c4: 2 variable para 2 horas en 2 niveles Datos 4D, 4X x 3Y, DX=DY=1, Ini_XY=1, z=2, t=1, modificamos

xdef 3 linear 0 1 ydef 2 linear 0 1zdef 2 levels 0 4 (zdef 2 linear 0 4)tdef 2 linear 12z17oct2014 1hr vars 2 tmp1 2 100 tmp2 2 100

Luego en el entorno GrADS leemos el archivo bin con el ctl (y sus modificaciones)ga>open ctl/datos_bin.ctlga> (operar comandos grads)

Nota: si se presenta un error de lectura del file datos_bin.ctlEntonces en la linea de comando de un terminal subdirectorio ctl, ejecutar:~> sed -e 's/$/\r/' datos_bin.ctl > aa.ctl:~> mv aa.ctl datos_bin.ctl

6.3 Usando una funcin o ecuacin

Ejm: generacin de lineas de corriente y campo de velocidades para un flujo potencial incompresible

Para una fuente potencial en el seno de un campo de velocidades infinito, la funcin de variable compleja del movimiento esta definida como:F(z) = VZ + C lnZ , Z = x + iy

sus componentes, potencial de velocidades y funcin corriente estn definidas como:

Si = Ux + C/2 Ln (x2 + y2) (Funcin Potencial)Fi = Uy + C Atn(y/x) (Funcin Corriente)u = d(Fi)/dx = U + Cx / (x2 + y2) (componente velocidad zonal)v = d(Fi)/dy = Cy / (x2 + y2) (componente velocidad zonal)Vc = (u2 + v2)0.5 (velocidad resultante)Pn = ro/2 (Uo2 + Vc2) (presin neta)

V y C: velocidad de la corriente infinita e intensidad de la fuente respectivamente.

Para U= 10 m/s y C= 50 m2/s, Calculamos Fi, Si, u, v, Pn en el dominio bidimensional finito limitado por Xmin= -40, Xmax= +60 / Ymin= -40, Ymax= +40, x=y=1, lo guardaremos en formato binario

Luego generaremos el ctl adecuado para estos datos, para operar con grads y graficar las lineas de corriente, equipotenciales y campo de velocidades

En el scrip Fpote_bin.gs* Generacin de data binaria para Si,Fi, u,v, Pn'reinit'rulab_grd='/home/jorge/Lab_grads/' ructl=rulab_grd'ctl/peru_bin.ctl' archi_bin=rulab_grd'Datos/Fpote_bin.dat' ructl_bin=rulab_grd'ctl/Fpote_bin.ctl' Uo=10; C=50;ro=1000;nil=9.999E20 dx=1;dy=1;limx=100;limy=80xmin=-40;xmax=60;ymin=-40;ymax=40*.................................................................'open 'ructl * ... almacenamiento de los datos en binario 'set gxout fwrite' 'set fwrite 'archi_binvar=1;maxv=5while (var0 & yp>0);ddr=math_atan2(yp,xp);endif if (xprun gs/ Fpote_graf1

Caso b) modificar el scrip Fpote_graf.gs para sombrear el semi-ovalo

En el scrip Fpote_graf2.gs* **** SEMI-OVALO DE RANKINE EN FLUJO UNIFORME *****'reinit' 'clear' rulab_grd='/home/jorge/Lab_grads/' ructl_bin=rulab_grd'ctl/Fpote_bin.ctl' Uo=10; C=50;ro=1000;pi=3.1415926;pii=pi/180 xmin=-40;xmax=60;ymin=-40;ymax=40 archi=rulab_grd'gif/Graf_pote.gif' *................................................................. 'open 'ructl_bin 'set mpdraw off' 'set grads off';'set grid on' 'set xaxis 'xmin' 'xmax 'set yaxis 'ymin' 'ymax 'set gxout contour' 'set cterp on' 'set cint 30' 'set ccolor 4';'d fi' 'set ccolor 8';'d si' 'set cint 1' 'set ccolor 1';'d mag(u,v)' 'set gxout vector' 'set arrlab off' 'set ccolor 6' 'set arrscl 0.6 45' 'd skip(u,4);v'

** sombrear el semi-cuerpo xs=-C/Uo;ys=0;Fs=C*pi;b=2*C*pi/Uo xoyo=xs' 'ys; 'q w2xy 'xoyo; x0=subwrd(result,3); y0=subwrd(result,6) xnyn=xmax-1' 'b/2; 'q w2xy 'xnyn; xnp=subwrd(result,3); ynp=subwrd(result,6) xnyn=xmax-1' -'b/2; 'q w2xy 'xnyn; xnm=subwrd(result,3); ynm=subwrd(result,6) xmym=xmax-1' '0; 'q w2xy 'xmym; xm=subwrd(result,3); ym=subwrd(result,6) amax=math_atan2(ynp,xnp)*180/pi areap=x0' 'y0;arean=x0' 'y0

an=89 while (an>=amax) minl=0;maxl=2*xmax F=1000;i=1;cmax=10000 while (i0) minl=rl else maxl=rl endif F=math_abs(F) if (F0);ddr=pi/2;endif if (xp>0 & yp>0);ddr=math_atan2(yp,xp);endif if (xp set gxout shadedga-> set cmax 267ga-> d tmpga-> cga-> set cmax 267ga-> set cmin 264ga-> d tmp

7.2Sombreado con comando clevs y ccols: sombrea (shaded) rangos de valores especificado en clevs con matiz de colores especificado en ccols

En la linea de comando GrADS ensayamos ga-> reinit ga-> open ctl/peru_bin.ctl ga-> set gxout shaded ga-> d tmp10m-273 ga-> c ga-> set clevs 12 14 16 18 22 26 30 ga-> set ccols 2 4 6 8 10 12 14 15 ga-> d tmp10m-273 ga-> run /usr/local/lib/gs/cbar

7.3Mascara con comando maskout: oculta la variable en los puntos de grilla para cierta condicin especificada

En el entorno GrADS ensayamosga-> define mask= maskout(tmp,tmp-273) ga-> d mask

ga->define maskz=maskout(tmp, hgt-z) donde hgt es la altura geopotencial del modelo y z es la topografia (del etopo)

Entonces es necesario contar con la data binaria de hgt y de zLa hgt lo extraemos con GDS DODS desde http://nomads.ncep.noaa.gov/, para la misma rea y mismo intervalo y tiempos

Los datos binarios de hgt y z se pueden tener archivos independientes con sus respectivos ctl o adicionados al archivo principal PERU_06z.bin (solo para el tiempo=1, osea tdef 1) y modificar el ctl agregando las nuevas variables

La adicin puede hacerse directamente con el scrip gs modificando la linea'set fwrite -ap /../archi.bin' o desde la linea de comando con :~/home/jorge/Lab_grads/Datos/>cat arch1.bin arch2.bin arch3.bin >arch4.bin En el scrip gs get_hgt.gs (extrae la altura geopoencial para 7 niveles) * Extraccion de altura geopotencial desde NOMADS'reinit'dia=18;mes=11;ano=2014;hor=06z 'sdfopen http://nomads.ncep.noaa.gov:9090/dods/gfs/gfs'ano%mes%dia'/gfs_'hor 'set lat -25 10';'set lon -95 -55'lev.1=850;lev.2=700;lev.3=500lev.4=400;lev.5=300;lev.6=250;lev.7=200'set gxout fwrite''set fwrite /home/jorge/Lab_grads/Datos/hgtperu_06z.bin'*'set fwrite -ap /home/jorge/Lab_grads/Datos/PERU_06z.bin' t=1 ; tp=0 ; tmaxp=12 while(t1 cambiara la estructura.

Usaremos la data binaria individual de hgt con su respectivo ctl (extraer sin -ap)

Ahora construimos la data binaria para la topografa (rea e intervalo similares)http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/global/relief/ETOPO5/TOPO/ETOPO5/http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/global/relief/ETOPO2/NVODS/

Del archivo etopo5.xyz (DS=0.0833, 5 minutos), extraemos la topografa que corresponden a los puntos de grilla del archivo PERU_06z.bin (DS=60 minutos)

construimos un scrip gs para leer el archivo etopo5.xyz y convertir a binario

en el scrip extrae_z.gs * Generacin de data binaria del archivo etopo5.xyz 'reinit' rulab_grd='/home/jorge/Lab_grads/' ructl=rulab_grd'ctl/Peru_06z.ctl' archi_txt=rulab_grd'Datos/ETOPO/etopo5.xyz' archi_bin=rulab_grd'Datos/ETOPO/topo_bin.dat' ructl_bin=rulab_grd'ctl/topo_bin.ctl' nil=9.999E20 *................................................................. 'open 'ructl * lectura de la cabecera del archivo etopo5 n=1 while (nopen ctl/topo_bin.ctl ga->set dfile 1 ga->set lev 700 ga->set t 1 ga->define tp=tmp ga->set dfile 2 ga->set lev 700 ga->set t 1 ga->define hp=hgtga->set dfile 3 ga->set lev 0 ga->set t 1 ga->define zp=z ga->set gxout shaded ga->d maskout(tp,hp-zp) ga->set gxout contour ga->d maskout(tp,hp-zp)

o construimos un scrip mask1.gs * .... USO DE MASKOUT ... 'reinit' 'clear' rulab_grd='/home/jorge/Lab_grads/' ctl1=rulab_grd'ctl/Peru_06z.ctl' ctl2=rulab_grd'ctl/hgtperu_bin.ctl' ctl3=rulab_grd'ctl/topo_bin.ctl' archi=rulab_grd'gif/maskara.gif' *................................................................. 'open 'ctl1 'open 'ctl2 'open 'ctl3 'set mpdset lowres.per' 'set dfile 1';'set lev 700';'set t 1' 'define tp=tmp' 'define up=ugrd' 'define vp=vgrd' 'set dfile 2';'set lev 700';'set t 1' 'define hp=hgt' 'set dfile 3';'set lev 0';'set t 1' 'define zp=z' 'set gxout shaded' 'd maskout(tp,hp-zp)' 'set gxout contour' 'd maskout(tp,hp-zp)' 'set gxout vector' 'set arrlab off' ; 'set ccolor 6' ; 'set arrscl 0.2 45' 'd skip(maskout(up,hp-zp),3);maskout(vp,hp-zp)' * .................................... 'set string 1 c 5';'set strsiz 0.15' 'draw title USO DEL MASKOUT' 'set string 1 c 5';'set strsiz 0.10' 'draw string 7.5 0.4 IMF-UNMSM, Nov 07 - JOtiniano' 'printim 'archi' white' return

en el entorno GrADS ejecutamos ga->run gs/mask1

7.4Mascara con scrip basemap.gs: oculta los puntos de grilla de zona de tierra o de marSe requiere contar con el scrip gs (/usr/local/lib/gs/basemap.gs)En el entorno GrADS ensayamos ga->reinit ga->open ctl/Peru_06z.ctl ga->d tmp ga->run /usr/local/lib/gs/basemap L 0 1 (tierra color blanco linea negra) ga->run /usr/local/lib/gs/basemap L 4 2 (tierra colo azul linea roja) ga->run /usr/local/lib/gs/basemap L 15 2 M (tierra color gris linea roja)

ga->run /usr/local/lib/gs/basemap O 0 1 (mar color blanco linea negra) ga->run /usr/local/lib/gs/basemap O 4 2 (mar colo azul linea roja) ga->run /usr/local/lib/gs/basemap O 15 2 M (mar color gris linea roja)

7.5Sombreado con topografa: sombrea o superpone un zona sobre el grfico principal (uso del comando draw polyf y draw line)

En el scrip mask2.gs

* **** SOMBREADO SUPERPUESTO - USO DE DRAW POLYF ***** 'reinit' 'clear' rulab_grd='/home/jorge/Lab_grads/' ctl1=rulab_grd'ctl/Peru_06z.ctl' archi=rulab_grd'gif/maskara2.gif' corte=rulab_grd'gs/corte_lat.gs' *................................................................. 'open 'ctl1 'set mpdset lowres.per' 'set lat -15' 'set lev 850 200' 'set gxout shaded' 'd tmp' 'set gxout contour' 'd tmp-273' 'set gxout vector' 'set arrlab off' 'set ccolor 6' 'set arrscl 1.2 45' 'd ugrd;vgrd' * Inclusion de la cordillera de los Andes 'run 'corte

'set string 1 c 5';'set strsiz 0.15' 'draw title SOMBREADO DEL PERFIL - CORDILLERA' 'set string 4 c 5';'set strsiz 0.10' 'draw string 7.5 0.4 IMF-UNMSM, Nov 07 - JOtiniano' 'printim 'archi' white' return

y el scrip corte_lat.gs (que se invoca con la variable corte)

* **** INCLUSION DEL PERFIL LATITUDINAL DE LA CORDILLERA ***** * cambio de z(topo) a p(nivel de presion) p = 1014.78*exp(-1.17*10^-4*z) rutop='/home/jorge/Lab_grads/ctl/topo_bin.ctl' 'open 'rutop 'set rgb 21 255 250 170' 'set rgb 31 230 255 225' 'set rgb 41 225 255 255' 'set rgb 62 255 200 200' 'set rgb 72 240 220 210' 'set rgb 73 244 184 104' 'set rgb 74 250 190 250' 'set rgb 75 196 164 242' 'set dfile 2' 'set lev 0';'set t 1' 'set yaxis 850 200' ini=-95;fin=-55;n=1;topo='' While (inirun gs/mask2

El perfil puede mejorarse si la resolucin de la topografa es mayor, como en el caso de usar la topografa cada 10 minutos (DX=0.166666666667) Es necesario leer el etopo.xyz y convertirlo los datos de profundidad a binario - ..Datos/ETOPO/etopo_peru.bin, y su ctl ..ctl/topo_peru.ctl

En el scrip mask2.gs modificamos la linea corte=rulab_grd'gs/corte_lat.gs' por corte=rulab_grd'gs/corte2_lat.gs'

En donde el scrip corte2_lat.gs lee la topografa cada 10 minutos

* **** INCLUSION DEL PERFIL LATITUDINAL DE LA CORDILLERA ***** * cambio de z(topo) a p(nivel de presion) p = 1014.78*exp(-1.17*10^-4*z) rutop='/home/jorge/Lab_grads/ctl/topo_peru.ctl' 'open 'rutop 'set rgb 21 255 250 170' 'set rgb 31 230 255 225' 'set rgb 41 225 255 255' 'set rgb 62 255 200 200' 'set rgb 72 240 220 210' 'set rgb 73 244 184 104' 'set rgb 74 250 190 250' 'set rgb 75 196 164 242' 'set dfile 2' 'set lev 0';'set t 1' 'set yaxis 850 200' ncol=151;delta=0.166666666667 ini=-90;fin=ini+ncol*delta;n=1;topo='' While (inirun gs/mask2

8. Desarrollo de entorno grfico (Uso de botones)Entorno interactivo con el display usando botones y haciendo click sobre ellos

8.1Uso de set button y draw button

set button thickness

Donde y contiene 4 numeros de colores c/u: text color del texto face color del fondo del buttonbcol color claro de la linea del contorno del button para visualizarlo en 3-D dcol color intenso dark de la linea del contorno del button para visualizarlo en 3-D

draw button number xpos ypos width height string

En donde draw button esta centrado en xpos, ypos con los siguientes atributos: nro numero de button, 1 - 512 xpos x centro del button en el sistema coordenado de la pagina (pulgadas) ypos y centro del button en el sistema coordenado de la pagina (pulgadas)width ancho (x) del button (pulgadas) height altura (y) del button (pulgadas) string texto de visualizacin centrado en el button

Ejm., deseamos contar con 3 botones que deriven a ejecutar grficos de temperatura, viento y precipitacin

en un scrip button1.gs de simple visualizacin de botones sin ejecucin de tareas

'reinit''set rgb 90 100 100 100' 'set rgb 91 50 50 50' 'set rgb 92 200 200 200'

*while (1) 'set button 1 90 91 92 2 90 92 91 6' 'draw button 1 1.5 8.0 2 0.5 Temperatura' 'draw button 2 4.0 8.0 2 0.5 Viento' 'draw button 3 6.5 8.0 2 0.5 Precipitacion'

'q pos' say result pull s *endwhile

En el entorno GrADS ejecutamos y ensayamos con el mousega>run gs/button1

en el button2.gs visualizacin de botones con ejecucin de tareas

* Uso de entorno grafico con botones 'reinit' 'open ctl/peru_bin.ctl' 'set mpdset hires' 'set rgb 90 100 100 100' 'set rgb 91 50 50 50' 'set rgb 92 200 200 200'

while (1) 'set button 1 4 91 92 2 6 92 91 6' 'draw button 1 1.5 8.0 2 0.5 Temperatura' 'draw button 2 4.0 8.0 2 0.5 Viento' 'draw button 3 6.5 8.0 2 0.5 Precipitacion' 'set button 4 7 44 47 0' 'draw button 10 1.2 0.75 2 0.5 >> SALIR 11> | Viento >11> | Precipitacion >21>|' 'draw dropmenu 11 cascade Niveles| 850 >21>| 700 >21>| 500 >21>| 400 >21>| 300 >21>| 250 >21>| 200 >21>|' 'draw dropmenu 21 cascade Tiempos| + 06z| + 12z| + 18z| + 24z|'

'draw dropmenu 2 5.5 7.3 2.0 0.6 Graf 1D x-t | Temperatura >12> | Humedad >12>|' 'draw dropmenu 12 cascade Estaciones| SPRU >22>| SPIM >22>| SPSO >22>| SPTN >22>|' 'draw dropmenu 22 cascade Niveles| 850| 700| 500| 400| 300| 250| 200|'

'draw dropmenu 3 8.5 7.3 2.0 0.6 Graf 2D x-z | Temperatura >13> | Humedad >13>|' 'draw dropmenu 13 cascade Secciones | 20 Sur >23>| 16 Sur >23>| 12 Sur >23>| 08 Sur >23>|' 'draw dropmenu 23 cascade Tiempos| + 06z| + 12z| + 18z| + 24z|'

'q pos' say result * click Graf 2D x-y > temperatura > 850 > + 06z * Position = 2.7189 6.90292 1 3 1 1 11 2 21 2 -1 -1 * click Graf 2D x-y > temperatura > 500 > + 18z * Position = 2.59451 6.95616 1 3 1 1 11 4 21 4 -1 -1 * click Graf 2D x-y > viento > 200 > + 12z * Position = 2.1147 6.95616 1 3 1 2 11 8 21 3 -1 -1 * click Graf 2D x-y > precipitacion * Position = 2.09693 7.02714 1 3 1 3 -1 -1 -1 -1 -1 -1

* click Graf 1D x-t > humedad > SPSO > 400 * Position = 5.75767 6.95616 1 3 2 2 12 4 22 5 -1 -1

* click Graf 2D x-z > temperatura > 16 Sur > + 12z * Position = 8.63651 7.09812 1 3 3 1 13 3 23 3 -1 -1

menu1=subwrd(result,7) item1=subwrd(result,8) menu2=subwrd(result,9) item2=subwrd(result,10) menu3=subwrd(result,11) item3=subwrd(result,12) if (item1=-1);item1=1;endif if (item2=-1);item2=1;endif if (item3=-1);item3=1;endif

'set vpage 1.0 9.5 0 7' if (menu1=1);say ' Graf 2D x-y'; var_niv_tp=vnt_b1(item1,item2,item3);endif if (menu1=2);say ' Graf 1D x-t'; var_est_niv=ven_b2(item1,item2,item3);endif if (menu1=3);say ' Graf 2D x-z'; var_la_tp=vlt_b3(item1,item2,item3);endif

'set vpage off' endwhile return

function vnt_b1(it1,it2,it3) 'clear' 'set lat -22 6';'set lon -95 -55' if (it2=1);niv=850;endif if (it2=2);niv=850;endif if (it2=3);niv=700;endif if (it2=4);niv=500;endif if (it2=5);niv=400;endif if (it2=6);niv=300;endif if (it2=7);niv=250;endif if (it2=8);niv=200;endif if (it3=2);tp=2;endif if (it3=3);tp=3;endif if (it3=4);tp=4;endif if (it3=5);tp=5;endif * control de tp para la precipitacion if (it3=1) niv=850 if (it2=2);tp=2;endif if (it2=3);tp=3;endif if (it2=4);tp=4;endif if (it2=5);tp=5;endif endif

'set grads off';'set grid on' 'set arrlab off';'set csmooth on' 'set lev 'niv 'set t 'tp 'query time' fecha=subwrd(result,3)

* Variable Temperatura if (it1=1) 'set gxout contour' 'd tmp-273' 'draw title TEMPERATURA (C) - Nivel:'niv' - Valido:'fecha endif * Variable Viento if (it1=2) 'set gxout contour' 'd mag(ugrd,vgrd)' 'set gxout vector' 'd skip(ugrd,3);vgrd' 'draw title VIENTO (m/s) - Nivel:'niv' - Valido:'fecha endif * Variable Precipitacion if (it1=3) 'set gxout shaded' 'set cmin 2' 'd rain' 'run /usr/local/lib/gs/cbar' 'set gxout contour' 'd rain' 'set gxout vector' 'd skip(ugrd,2);vgrd' 'draw title PRECIPITACION (mm) - Nivel:'niv' - Valido:'fecha endif return

function ven_b2(it1,it2,it3) 'clear' if (it2=2);aero='SPRU';la=08.10;lo=79.04;endif if (it2=3);aero='SPIM';la=12.00;lo=77.10;endif if (it2=4);aero='SPSO';la=13.75;lo=76.29;endif if (it2=5);aero='SPTN';la=18.08;lo=70.30;endif if (it3=2);niv=850;endif if (it3=3);niv=700;endif if (it3=4);niv=500;endif if (it3=5);niv=400;endif if (it3=6);niv=300;endif if (it3=7);niv=250;endif if (it3=8);niv=200;endif

'set grads off';'set grid on' 'set arrlab off';'set csmooth on' 'set lat -'la; 'set lon -'lo 'set lev 'niv 'set t 1' 'query time' fecha=subwrd(result,3) 'set t 1 last' * Variable Temperatura if (it1=1) 'd smth9(tmp)-273' 'draw title TEMPERATURA (C) vel:'niv' - Valido:'fecha endif * Variable Humedad if (it1=2 'd smth9(rh)' 'draw title HUMEDAD (%) - Nivel:'niv' - Valido:'fecha endif 'set t 1' return

function vlt_b3(it1,it2,it3) 'clear' if (it2=2);la=20;endif if (it2=3);la=16;endif if (it2=4);la=12;endif if (it2=5);la=08;endif if (it3=2);tp=2;endif if (it3=3);tp=3;endif if (it3=4);tp=4;endif if (it3=5);tp=5;endif

'set grads off';'set grid on' 'set arrlab off';'set csmooth on' 'set lat -'la;'set lon -95 -55';niv=850 'set lev 'niv 'set t 'tp 'query time' fecha=subwrd(result,3)

'set lev 850 200' * Variable Temperatura if (it1=1) 'set gxout contour' 'd tmp-273' 'set gxout contour' 'draw title TEMPERATURA (C) - Nivel:'niv' - Valido:'fecha endif * Variable Humedad if (it1=2) 'set gxout shaded' 'set clevs 10 20 30 40 50 60 70 80 90' 'set ccols 0 5 11 4 10 3 7 12 8 2 15' 'd rh' 'run /usr/local/lib/gs/cbarn' 'set gxout contour' 'd rh' * 'run gs/corte2_lat.gs' 'draw title HUMEDAD (%) - Nivel:'niv' - Valido:'fecha endif return

En el entorno GrADS ejecutamos y ensayamos con el mousega>run gs/button4

9. Lectura de imgenes de satlite (formato tiff)Las imgenes en formato tiff, contienen valores de 0 a 255 que corresponden a los niveles de grises (de negro a blanco) o niveles digitales que describen las diferentes intensidades de luz (relacionados con la reflectancia o intensidad del flujo de radiacin electromagntica)

Estas imgenes tienen un cabecero de 8 lineas (metadata que indica el nro de lineas, nro de columnas, nro total de pixeles, tipo de dato almacenado), puede ser ledo con GrADS.

El proyecto de la NASA GOES Project Science en su web http://goes.gsfc.nasa.gov difunde imgenes de satlite de sectores del mundo en formato TIFF (Tagged Image File Format), comprimidas con el algoritmo LZW (Lempel-Ziv-Weich), para las bandas espectrales IR2, IR3, IR4, IR5, IR6, VIS, ademas los archivos con las coordenadas relativos a cada pixel.

Para el caso del sector Per http://goes.gsfc.nasa.gov/goeseast/peru/,Como ejm extraemos una imagen IR4 En la linea de comando de un terminal extraemos y descompress la imagen IR4-Per>wget -nd http://goes.gsfc.nasa.gov/goeseast/peru/ir4/1411191545G13I04.tif>convert -compress none 1411191545G13I04.tif latest.tif

9.1. Lectura directa sobre un sistema cartesiano x-yConstruimos un controlador ctl para leer directamente los pixeles (saltando la cabecera de 8 lineas) y montarlos en un sistema cartesiano x-y 1200x862

en el ctl ir4_header_xy.ctl* Controlador CTL para leer imag tiff descompress dset /home/jorge/Lab_grads/goes/latest.tif options yrev little_endian undef 9999 fileheader 8 xdef 1200 linear 1 1 ydef 862 linear 1 1 zdef 1 levels 1 tdef 1 linear 15:45z18nov2014 30mn vars 1 pix 0 -1,40,1 pixel endvars

En el entorno GrADS ensayamosga>open goes/ir4_header_xy.ctlga>d pixga>cga>set mpdraw offga>set xaxis 1 1200 100 ga>set yaxis 1 862 50ga>d pixga>set gxout shadedga>set mpdraw offga>set xaxis 1 1200 100 ga>set yaxis 1 862 50ga>d pix 9.2. Lectura directa sobre un sistema georeferenciado lat-lon aproximadoModificamos el controlador ctl para montar sobre un sistema coordenado cartesiano LatxLon, indicando la Lat inical y su incremento, la Lon inicial y su incremento.Para Lat_ini, dlat es necesario conocer las coordenadas Lon que corresponde al primer y ultimo pixel de la 1ra linea (osea Lon para x=1 y para x=1200)Para Lon_ini, dlon es necesario conocer las coordenadas Lat que corresponde al primer y ultimo pixel de la 1ra columna (osea Lon para y=1 y para y=862)

Extraemos el archivo de coordenadas de cada pixel de la imagen, para el Per>wget -nd http://goes.gsfc.nasa.gov/goeseast/peru/maps/peru_1006011745_G13I01_L_int.nav.gz >gunzip -vf peru_1006011745_G13I01_L_int.nav.gz Leemos el archivo binario peru_1006011745_G13I01_L_int.nav para extraer hacia un archivo (goesnav_peru.txt), las coordenadas Lat y Lon

En el programa fuente read_goesnav.fC Programa para extraer las coordenadas Lat, Lon program leergoesnav

integer*2 data(2) dimension coordenadas(862,1200) open(1,file="peru_1006011745_G13I01_L_int.nav",status="old", & access="direct",recl=4) open (2,file="goesnav_peru.txt")

do i=3,1200*862+2 read(1,rec=i) data

write(2,12) data 12 format (2(1x,i6)) enddo end

En el terminal, dentro de la carpeta goes, compilamos el programa>gfortran -o goesnav.exe read_goesnav.f

Ejecutamos>./goesnav.exe

Abrimos el archivo goesnav_peru.txt y verificamosPara x= 1 Lon= -98.29Para x= 1200 Lon= -51.81===> dlon = (98.29-51.81)/(1200-1) = 0.038765638

Para y= 1 Lat= 12.95Para y= 862 Lat= -19.47 ===> dlat = (12.95+19.47)/(862-1) = 0.037653891

en el ctl ir4_header_lalo.ctl* Controlador CTL para leer imag tiff descompress dset /home/jorge/Lab_grads/goes/latest.tif options yrev little_endian undef 9999 fileheader 8 xdef 1200 linear -98.29 0.038765638 ydef 862 linear -19.47 0.037653891 zdef 1 levels 1 tdef 1 linear 15:45z18nov2014 30mn vars 1 pix 0 -1,40,1 pixel endvars

En el entorno GrADS ensayamosga>open goes/ir4_header_lalo.ctlga>d pixga>cga>set mpdset lowres.pega>set gxout shadedga>d pix

9.3. Lectura de imagen reproyectada sobre un sistema georeferenciado lat-lonComo los pixeles de la imagen TIFF corresponden a una grilla variable (curvilinea), es necesario reproyectarla a la grilla cartesiana de GrADS, entonces cada pixel de la imagen delimitado por sus coordenadas Lat, Lon deber reproyectarse al pixel coordenado Lat, Lon de GrADS mas cercano.

En el programa fuente reproyeccion_pe.fC ==================DIC 2007 JOtiniano====================C Programa para reproyectar los pixeles de la grilla variable de la C imagen IR4 GOES a una grilla regular ortogonal (cartesiana) de GrADS program reproyeccion

byte data_byte, data(1034408),data_fin(1034400),data2(1200,862), & dataf_lat(1200,872), dataf_lon(1270,872) real grilla_lat(1200,862), grilla_lon(1200,862), & grilla_lon2(1200,872) real dif_1, dif_2 real my_grid_lat(0:872),my_grid_lon(0:1270) open(1,file="latest.tif",access="direct", & recl=1034408,status="old") read(1,rec=1) data !lee la imagen tif y lo guarda en data close(1) i1=1 j1=1 do i=1,1034400 j=i+8 data_fin(i)=data(j) !guarda la imagen pura sin cabecera if (i1.GT.1200) then j1=j1+1 i1=1 data2(i1,j1)=data(j) i1=i1+1 else data2(i1,j1)=data(j) i1=i1+1 endif enddo C ====FIN EXTRACCION DE LA IMAGEN GRILLA IRREGULAR======

C *** Pasa la lat y lon de la imagen a una matriz grilla_lat y grilla_lon open(23,file="goesnav_peru.txt") do l=1, 862 do k=1, 1200 read(23,*) nlat,nlon grilla_lat(k,l)=nlat/100. grilla_lon(k,l)=nlon/100. enddo enddo close(23) C **** Coordenadas iniciales y delimitacion de la grilla regular c 0.037653891*5 + 12.95 my_grid_lat(0)=13.138269455 do j=1,872 my_grid_lat(j)=my_grid_lat(j-1)-0.037653891 enddo c -0.038765638*35 - 98.29 my_grid_lon(0)=-99.64679733 do j=1,1270 my_grid_lon(j)=my_grid_lon(j-1)+0.038765638 enddo

C **** Reproyectando las coordenadas write(*,*)"Reproyectando en el eje Y" do i=1, 1200 l=1 do j=1, 862 do k=l, 872 if (my_grid_lat(k).eq.grilla_lat(i,j)) then dataf_lat(i,k)=data2(i,j) grilla_lon2(i,k)=grilla_lon(i,j) l=l+1 elseif ((my_grid_lat(k).lt.grilla_lat(i,j)).and. & (my_grid_lat(k).gt.grilla_lat(i,j+1))) then dif_1=abs(grilla_lat(i,j)-my_grid_lat(k)) dif_2=abs(my_grid_lat(k)-grilla_lat(i,j+1)) if (dif_2.gt.dif_1) then dataf_lat(i,k)=data2(i,j) grilla_lon2(i,k)=grilla_lon(i,j) l=l+1 else dataf_lat(i,k)=data2(i,j+1) grilla_lon2(i,k)=grilla_lon(i,j+1) l=l+1 endif endif enddo enddo enddo

write(*,*) "Reproyectando en el eje X" do j=1, 872 l=1 do i=1,1200 do k=l, 1270 if (my_grid_lon(k).eq.grilla_lon2(i,j)) then dataf_lon(k,j)=dataf_lat(i,j) l=l+1 elseif ((my_grid_lon(k).gt.grilla_lon2(i,j)).and. & (my_grid_lon(k).lt.grilla_lon2(i+1,j))) then dif_1=abs(grilla_lon2(i,j)-my_grid_lon(k)) dif_2=abs(my_grid_lon(k)-grilla_lon2(i+1,j)) if (dif_2.gt.dif_1) then dataf_lon(k,j)=dataf_lat(i,j) l=l+1 else dataf_lon(k,j)=dataf_lat(i+1,j) l=l+1 endif endif enddo enddo enddo

C **** Grabando en un file la data con grilla regular open(22,file="latest.bin",access="direct", & recl=1107440,status="unknown") write(22,rec=1) dataf_lon close(22) write(*,*) "SE GENERO SATISFACTORIAMENTE LA IMAGEN" end C....................................................................................................................

compilamos el programa>gfortran -o repro_pe.exe reproyeccion_pe.f

Ejecutamos>./repro_pe.exe

Modificamos el ctl ir4_header_lalo.ctl de acuerdo con la nueva grilla regular

En el ctl para la grilla regular ir4_goes.ctl* Controlador CTL para leer imag tiff descompress dset /home/jorge/Lab_grads/goes/latest.bin options yrev little_endian undef 9999 xdef 1270 linear -99.64679733 0.038765638 ydef 872 linear -19.695923497 0.037653891 zdef 1 levels 1 tdef 1 linear 15:45z18nov2014 30mnvars 1 pix 0 -1,40,1 pixel endvars

En el entorno GrADS ensayamosga>open goes/ir4_goes.ctlga>d pixga>cga>set mpdset lowres.pega>set gxout shadedga>d pix

En el scrip ir4_goes.gs incluimos ademas el campo de vientos en 500Hpa del archivo PERU_06z.bin

'reinit' ru='/home/jorge/Lab_grads/' rugds=ru'ctl/Peru_06z.ctl' rugoes=ru'goes/ir4_goes.ctl' rugif=ru'goes/ir4_goes.gif' cbar='/usr/local/lib/gs/cbar2' *.......................... 'open 'rugoes 'clear' 'set mpdset lowres.per' 'set map 1 1 0.1' ********** IMAGEN REGION PERU ********** 'set lat -19 1';'set lon -84 -66' 'set ylopts 1 9 0.10'; 'set xlopts 1 9 0.10' 'd lat';'d lon' 'set t 1' 'q time' rec = subwrd(result,3) hhg = substr(rec,1,2)%substr(rec,4,2) h1g = substr(rec,1,2)+substr(rec,4,2)/60 ddg = substr(rec,7,2) mmg = substr(rec,9,3) yyg = substr(rec,12,4) 'set gxout shaded' 'set csmooth on' 'd pix' 'run 'cbar 'close 1' ****** INCLUSION DE VIENTOS 500 HPA - NOMADS-GDS ********** 'open 'rugds 'set lat -19 1';'set lon -84 -66' 'set t 1';'set lev 500' 'q time' rec = subwrd(result,3) hhmi = substr(rec,1,2) ddmi = substr(rec,4,2) mmmi = substr(rec,6,3) yymi = substr(rec,9,4) 'set t 2' 'q time' rec = subwrd(result,3) hhm = substr(rec,1,2) ddm = substr(rec,4,2) mmm = substr(rec,6,3) yym = substr(rec,9,4)

'set gxout vector' 'set arrscl 0.2';'set ccolor 1' 'd skip(ugrd,3,3); vgrd' 'set string 1 c 10';'set strsiz 0.14' 'draw string 4.3 10.84 LABORATORIO GRADS - UNALM' 'set strsiz 0.10' 'draw string 4.3 10.64 GOES 13 IR4 - 'ddg' 'mmg' 'yyg' 'hhg'UTC Fuente: NASA' 'draw string 4.3 10.44 Wind C.I. 'ddmi%mmmi%yymi'_'hhmi'UTC Valido: 'ddm%mmm%yym'_'hhm'UTC LEV: 500HPA Fuente: MODEL GFS' 'set display color white' 'printim 'rugif' gif x850 y950' 'close 1' return

En el entorno GrADS ejecutamosga>run gs/ir4_goes

Mejoramos la resolucin del grfico (1000x1250), la densidad de los vectores de viento, ademas insertamos los aeropuertos y la paleta de topes de nubes

En el scrip ir4_goes.gs Modificamos el color del perfil (color blanco) 'set map 0 1 0.1' Eliminamos la etiqueta GrADS insertando (para cada open) 'set grads off' Aadimos la paleta de topes de nubes (matiz_a.gs previamente desarrollada) * 'd pix' 'run 'ru'/gs/matiz_a';'d pix' 'run 'cbar 'run 'ru'/gs/matiz_b';'d pix' 'set string 1 c 6';'set strsiz 0.10' 'draw string 1.15 0.20 FL >>';'draw string 2.15 0.20 30000' 'draw string 3.00 0.20 34000';'draw string 4.10 0.20 37000' 'draw string 5.47 0.20 41000';'draw string 6.55 0.20 45000' 'draw string 7.57 0.20 49000' 'set string 0 c 05'; 'set strsiz 0.08' 'set gxout line';'set line 0' 'run 'ru'/gs/aerop' Modificamos el color y aumentamos la densidad del campo de vientos 'set arrscl 0.2';'set ccolor 7' 'd skip(ugrd,1,1); vgrd' Modificamos y aumentamos la resolucin del grfico 'printim 'rugif' gif x1000 y1250'

En el entorno GrADS ejecutamos nuevamentega>run gs/ir4_goes50