Ubuntu 16.04 + gmt 5.4 画某省地图（以安徽省为例）

操作环境：win10虚拟机上64位的Ubuntu16.04；GMT版本为5.4
GMT操作指导手册可以在这里下载：GMT中文社区

想在论文中画出某一区域的地图，在之前一篇博文中参考GMT中文社区绘制区域CORS站的站点分布和速度场图（脚本）已经记录过，现在想画出更好看的图，且达到以下要求：

1. 带上地形起伏数据
2. 带省级区域划分
3. 只显示目标区域内的地形，以便突出研究区域内的地形变化
   类似这样的图：
   
   首先要明确要达到以上目标要准备的画图数据：
4. 地形起伏数据：http://mirrors.ustc.edu.cn/gmt/data/可以下载earth_relief_01d.grd 地形起伏数据
5. 省级区域划分：详细的介绍GMT中文手册中有详细介绍，链接：GMT中文社区
6. 单独某省的数据需要自己动手制作（下文介绍），再者只显示某一区域的地形需要用到GMT中psclip模块。

在下载了所有现成的数据之后，需要动手制作包含某一省的省界线的文件（本文中以安徽省为例，其他省份可以通过相同的方法制作）。现记录制作过程：在GADM数据下载上根据国家选择相应的文件进行下载（Country选择China，然后点击Geopackage按钮即可下载）：

这里下载的压缩文件夹解压后是：gadm36_CHN.gpkg ，拷贝到虚拟机相应的文件夹中。这时候按照GMT中文手册中的说法安装GDAL（GDAL/OGR: 地理空间数据格式转换神器）并不能正确安装到2.4的版本，而是1.3版本，会导致后面转换格式不成功，这里参考博客：Ubuntu安装GDAL 2.1安装新的版本：

sudo add-apt-repository -y ppa:ubuntugis/ppa
sudo apt update
sudo apt upgrade

apt install gdal-bin python-gdal python3-gdal libgdal-dev

最后确认版本：

gdalinfo --version

按照这样的方法安装后应该是这个版本：

虽然不是2.4版本，但是后面可以正确转化成gmt文件，所以可以用这个版本。
再根据GMT中文手册中的介绍，分别把大陆部分的四个文件转换成gmt文件备用。（这里中国香港、中国台湾省、中国澳门的数据需要另外下载，gadm36_CHN.gpkg只包括大陆内地的数据。需要制作中国地图的童鞋们需要注意，中文手册里11.5节有详细介绍。）这时候可以先按照手册里介绍的脚本用大陆内地0、1级数据画图。

画出来的图是这样的（这里画出来的中国地图，包含了中国香港、中国澳门和中国台湾省的数据）：

下面要在gadm36_CHN_1.gmt和gadm36_CHN_2.gmt，也就是1级和2级数据里把安徽省的数据挑出来，将这两个数据拷贝到win10下，用UltraEdit打开（ubuntu下安装了Notepadqq，实际操作发现没有这个好用）。由于数据量非常大，所以在操作中一定要小心。其实在这两个gmt文件中标注得非常清晰，可以直接找到各个省份、各个地级市的边界经纬度，但是由于数据量非常大，所以在UltraEdit中操作需要一定的技巧。先看看gadm36_CHN_1.gmt文件：

第一行是安徽省，大胆猜测一下应该是按照省份的拼音首字母排序，在里面查找“beijing”:

开始于七千多行，简单浏览一下前七千行数据没有这样的标注，所以可以证实这之前全部是安徽省的数据，新建文本，复制粘贴完成安徽省的省界线数据。保存为：gadm36_CHN_Anhui_1.gmt以便等下回ubuntu里画图，用相同的方法制作安徽省内各地级市的市界线数据，命名为：gadm36_CHN_Anhui_2.gmt。将这两文件拷贝到ubuntu中，用示例中的脚本运行看看：


至此该省的地图数据已经准备好。
[更新…]
准备好数据后开始画图，其实就是在原来的脚本上进行修改。这里要用到gmt中的psclip模块对安徽省的区域进行裁剪，以便添加地形起伏数据时只突出安徽省区域。脚本如下（里面包含了很多作图时要用到的功能，以及相关备注）：

#!/bin/bash

PS=test.ps
#全国的
#R=70/135/15/55

#AHCORS站的
R=114/121/29/35
J=M18c

#绘制底图
gmt set MAP_GRID_PEN_PRIMARY 0.5p,dimgray,2_2:1
gmt set FORMAT_GEO_MAP ddd:mm:ssF MAP_FRAME_WIDTH 8p
gmt set FONT_ANNOT_PRIMARY 16p
#-Bf2a2前后两个2分别表示图边的经纬度间隔 -BWESN大小写表示所绘的图上下左右是否有标注，大写表示有
gmt psbasemap -R$R -J$J -Bf2a2 -BWESN -Xc -Yc -K > $PS


#准备底图所需要的地形数据
gmt grdcut earth_relief_01m.grd -R$R -GcutTopo.grd
#求梯度结果为cutTopo_i.grd
gmt grdgradient cutTopo.grd -Ne0.7 -A50 -GcutTopo_i.grd
gmt grd2cpt cutTopo.grd -Cglobe -S-10000/10000/200 -Z -D > colorTopo.cpt

#通过裁剪确定区域 只在指定区域内加上地形数据
gmt psclip Anhui_1.dat -R -J -K -O >> $PS
#加上上面求得的梯度-I选项表示加上
#gmt grdimage cutTopo.grd -IcutTopo_i.grd -R -J -CcolorTopo.cpt -Q -O -K >> $PS
#不加梯度
gmt grdimage cutTopo.grd -R -J -CcolorTopo.cpt -Q -O -K >> $PS
gmt psclip -C -O -K >> $PS
#裁剪结束

#此处使用的中国国界线有误  不可用于发表
#gmt pscoast -R -J -ECN+p1p,black,- -W1/0.2p -I1/0.25p -O -K >> $PS
gmt psxy CN-border-La.dat -J$J -R$R -W1.0p,black -K -O >> $PS
gmt psxy Anhui_2.dat -J$J -R$R -W0.5p,black -K -O >> $PS

#绘制colorbar
#gmt psscale -DjCB+w18c/0.3c+o0/0.5c+h -R -J -CcolorTopo.cpt -BWSEN -Bxa2000f400+l"Elevation/m" -G-8000/8000 -O -K >> $PS

#绘制GPS速度场
#-Se后面三参数表示：速度值为1的矢量的长度/置信度0.95/文本的大小
#-W控制矢量以及误差椭圆的轮廓的宽度，颜色，线型
#-G矢量填充色
#-A控制矢量的属性，0.15c是矢量头的大小，+e表示在矢量尾端绘制箭头，+p0.75p矢量线段部分的宽度
#awk '{print $1,$2,$3,$4,$5,$6,0}' gps_campagin.txt | gmt psvelo -J -R -Se0.05c/0.95/0 -A0.15c+e+p0.75p -Gblue -W0.2p,blue -K -O >> $PS

#绘制各个站点 用大圆套小圆的方式标注 
#gmt psxy cors-station.dat -J$J -R$R -Sc0.1c -Gblack -K -O >> $PS
#gmt psxy cors-station.dat -J$J -R$R -Sc0.27c -W0.6p,red4 -K -O >> $PS


#绘制周围省名称
gmt pstext province.dat -J$J -R$R -Dj0.15c/0.15c  -F+f23p,17,gray28+j  -K -O >> $PS



#psvelo很难画图例，以下代码展示了如何绘制图例，需要进行大量微调
#白底
gmt psxy -J -R -W1.0p,black -Gwhite -K -O >> $PS << EOF
117.55 34.1
121 34.1
121 35
117.55 35
EOF

gmt psscale -R -J -DjTR+w8c/0.3c+o0.6c/0c+h -CcolorTopo.cpt -Bxa400f80+l"Elevation/m" -G0/1600 -O -K >>$PS

#10正负1mm/yr
gmt pstext -J -R -F+f16p+jML -K -O >> $PS << EOF
118 34.3 10\2611 mm/yr
EOF
#图例箭头
gmt psvelo -J -R -Se0.20c/0.95/0 -A0.65c+e+p1.6p -Gred3 -W1.0p,red3 -K -O >> $PS << EOF
119.5 34.3 10 0 1 1 0
EOF



gmt psxy -R -J -T -O >> $PS
gmt psconvert -A0.5c -Tg -P $PS
rm -rf $PS
rm gmt.* cutTopo*.grd colorTopo.cpt 

画出来的地形图数据如下。这幅图主要是想用来表示速度场，所以调整好了图例。如果要画其他省份的地图，则图例需要重新调整。