基于MATLAB实现3种气象数据的读取和绘图

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1、万方数据第29卷第4期2007年11月广东气象GuangdongMeteorologyv01．29No．4Novenlber2007基于MATLAB实现3种气象数据的读取和绘图刘峰。刘娟．李萍．林智(民航中南空中交通管理局气象中心．广东广州S10406)摘要：针对MICAPS、GRIB和NetCDF三种气象数据的特点。利用MATLAB软件强大的数值计算和图形制作功能，介绍实现数据读取以及在地图上绘制等值线、填色等值线、风矢量和流线4种图形的功能和方法。关键词：计算机应用；MATLAB绘图；气象数据

2、；背景地图中图分类号：TF317文献标识码：B文章编号：1007—6190(2007J04—0045—03随着气象业务的不断发展，庞大的气象数据要求标准和高效的数据存储和交换格式。MICAPS、GRIB和NetCDF等已经成为通用的数据格式。使用这些数据前．需要借助专门软件或者自行编制程序完成数据读取和处理”-．】．这对使用者提出了较高的要求。可以考虑使用具备数值计算和可视化能力的MATLAB”。软件实现数据提取以及可视化输出。利用MATLAB软件强大的数值计算和图形制作功能可实现对MICAPS、

3、GRIB和NetCDF三种气象数据的读取，以及在地图上绘制等值线、填色等值线、风矢量和漉线4种图形的功能。本文介绍利用MATLAB在Windows环境下，如何实现MICAP$、GRIB和NetCDF三种气象数据的读取，以及物理量图绘制的方法．为MATLAB在气象领域的应用提供一些参考。1MICAPs数据MICAP$的数据文件为文本文件”’。MICAPS数据有2种。一种是格点值；另一种是离散点资料。由于MAT-LAB具备对离散数据插值成格点数据的功能，因此下面介绍对第2种资料的处理。选用的数据是第2

4、类数据格式，即高空全要素填图。数据包括2部分：第1部分是文件头。第2部分是数据，包括：区站号、经度、纬度、拔海高度、级别、高度、温度、温度露点差、风向、风速。数据的预处理分2步。首先去除文件头，即将第1和第2行删去。然后将缺测数据删去，即将要素值是“9999”的行删去。经过预处理的数据是10列实数。1．1读取资料和插值使用MATLAB的函数fopen()和f8canf()读取预处理后的MICAPS数据。代码为：rid=fopen(‘06050608．000’．‘r’)；data_all=fscan

5、f(rid，‘％g％g％g％g％g％g％g％g％g％g’'[10iIlf])；％读取10列数据lonl=data_all(2，：)；％第2列是经度lat_l=data_all(3．：)；％第3列是纬度height一1=dataall(6，：)；％第6列足位势高度wd=data_all(9，：)；％第9列是风向ws=data_all(10．：)；％第10列是风速使用插值函数griddata()将离散点值插值为格点值。代码为：[1∞。hit]=∞h蒯([90：1：140]'[15：1：50])；％确定

6、格点经纬度范围zl=扣ddata(Ion．1，lat_l。heightI，lon，lat，‘cubic’)；1．2绘制气象圈陈金辉”o研究了使用MATLAB绘制气象图，但没有给出如何使用地图为底图。哥伦比亚大学开发了M—Map软件包。主要功能是支持18种地图投影方式、10分辨率的全球地形数据集和1／4。分辨率的海岸线数据集。图1给出了基于软件包绘制的等值线图和风矢量图。制作方法如下：设置地图投影方式、范围和海岸线使用函数m一州()和re_coast()。代码为：mp’oj(‘lⅢberI’，‘Io

7、n’，[90140]，‘lat’'[1550])；％设置地图投影方式、范围nl—coast(‘patch’，[1．85．7]，‘edgecolor’，‘black’)；％绘制海岸线绘制等值线图使用函数mcontour()。代码为：m_contour(10n，lat，z1)；绘制风矢量图，要先将风向、风速值转换为n、一分量。绘制风矢量图使用函数re_quiver()。代码为：u(i)=w(i)·咖((wd(i)一180)+pi／lso)；v(i)=ws(i)·c0B((wd(i)一180)‘pi／1

8、80)；re_quiver(Ion，lat，U，v)；收稿日期：2007一∞一09作者简介：刘峰(1972年生)．男，工程师，硕士，主要从事航空气象预报和研究。万方数据广东气象第29卷圈I使用MICAPS数据绘制的等值线圈和风矢量圈M—M叩软件包没有绘制流线图的函数，但MATLAB中有绘制流线的函数streamslice()。基于streamslice()，作者编制了在地图底图上绘制流线的函数rn—streamslice()(图2)。调用方式为：m_streamslice(Ion，