gr2stn命令的两种格式

这两天有朋友在讨论如何在 GrADS中把格点数据插值为站点数据，之前整理 GrADS命令的时候见过这个命令： gr2stn，使用这个命令即可在 GrADS中将格点数据插值为站点数据，经过参考官方手册，我使用该命令进行了一些测试，现在把过程总结出来和大家交流。

先介绍下 gr2stn命令的两种格式，并会在下文中分别测试两种格式的效果：
1 、 gr2stn(grid_expr, lon, lat, <-n>)
2 、gr2stn(grid_expr, stn_expr, <-n>)

grid_expr为原始的格点数据中的变量， lon/lat为经纬度， -n是在 grads2.0a6版本之后新增的一个功能，表示不进行插值，而采用最相邻的格点值来替代， stn_expr 表示一个站点数据文件中的变量，如果现在不能理解这个参数的意思，没有关系，后面的例子看了就明白了。GrADS中的格点到站点的插值方法为双线性内插。

第一种格式：使用单点的经纬度来进行插值，该方式每次只能插值出一个站点数据；
第二种格式：使用一个变量表达式来提供站点背景数据。

先使用第一种方法来进行插值测试：
（该方法比较苛刻，插值前需要固定为 Z 或者 T 方向变化的一维数据）
使用的数据：一个规范的格点数据文件，至少需要可以再固定经度之后， Z或 T方向存在变化。

我使用的格点数据如下，
Ctl文件：

dset E:\grads\gr2stn\sx6.grd

undef -9.99E+33

title  PROJECT

xdef   9linear   80.00  2.500

ydef   5linear   20.000  2.500

zdef    2levels   850  200

tdef 48linear   JAN1982      1mo

vars   4

U  2 99 u wind (m/s)

V  2 99 v wind (m/s)

H  1 99 H850

TSFC 1 99 TSFC DATA

Endvars

Gs文件：

'reinit'

'open e:\grads\gr2stn\sx6.ctl'

'setx 1'

'sety 1'

*'set z 1'

'sett 1 48'

'd mag(gr2stn(u,88,26),gr2stn(v,88,26))'

'printim e:\grads\gr2stn\sx6.png white'

;
         需要注意的就是上面维数的设置，因为输出的插值后的变量经纬度已经是固定的，因此必须要这样设置，当然你也可以不设置为 1 。 u,v就是 ctl里面的变量 ,做出的图形如下：





下面是第二种方法：
使用的数据：
1、由于手头没有和我的站点文件匹配的格点数据（上面的范围太小，做的话需要生成合适的站点文件，后面会提到制作方法），因此使用站点数据先做了一些处理，用插值出来的格点数据进行反插，大致流程如下：
将由气候中心 160站的 2011年 5月份降水量得来的降水量距平百分率数据转换为 GrADS可以识别的二进制格式，并生成相应的 .map文件，配出相应的 grid文件和 ctl文件（具体过程可以在本版找到相应帖子）。（这些是我由于数据的限制才做的，我的站点数据既是站点背景文件，又是数据文件，如果你有现成的格点数据是最好了）
2、站点的背景文件。
和站点插值到格点类似，也需要提供一个站点的背景文件，我就是用的 160站作为背景站点资料，好了，到现在我已经有一个 2011年 5月的降水量距平百分率的站点二进制文件，一个 grid.ctl文件，一个 grid.grd文件，一个站点文件的 map和 ctl，如果你是用的现成的格点文件来插值为站点，则 grid.ctl和 grid.Grd就是你的格点数据源文件了，请千万不要混淆。
作图的流程很简单
1、  打开你的格点数据文件和站点数据文件的 ctl
2、  我先插值出格点文件（你直接用的格点文件就跳过这一步）
3、  插值并作图
其实和站点插格点的过程是一样的。
下面是这个 gs文件：

'reinit'

*文中的第一步

'open E:\grads\gr2stn\grid.ctl'

'open E:\grads\gr2stn\result.ctl'

*文中的第二步，插值出格点（如果自己提供格点文件那么这一步省略）

'define a=oacres(g,result.2)'

*文中第三步，插值出站点文件并作图

'd gr2stn(a,result.2)'

' printim   E:\grads\gr2stn\sta_result.png white'
；
现在出来的就是一个插值出来的站点数据图啦，如下所示：





看来长江流域还是很多负距平的，再看一下它和源数据的误差（这其中的误差包括 oacres和 gr2stn两次总共所造成的误差，如果直接提供的是格点文件，就是只有 gr2stn的误差了）
把原来的 gs改成如下

'reinit'

*文中的第二步

'open E:\grads\gr2stn\grid.ctl'

'open E:\grads\gr2stn\result.ctl'

*文中的第一步，插值出格点（如果自己提供格点文件那么这一步省略）

'define a=oacres(g,result.2)'

*文中第三步，插值出站点文件并作图

*'d gr2stn(a,result.2)'

*'printim  E:\grads\gr2stn\sta_result.png white'

*再求一下误差，插回去和原来的对比下，插值这么多次，必然有误差了

'dresult.2-gr2stn(a,result.2)'

'setgxoutshaded'

'cnbasemap b'

'cbar'

;
那个 b就是算出来的误差啦，图形如下：




不分析了 …
当然也可以作成阴影图的形式啦：




恩，差不多就这样了，总结一下：
1、  使用给定 lon/lat 的形式适合时间序列或者沿垂直方向变化的插值，而使用站点背景文件的形式使用范围好像更大一点；
2、  给定的站点背景文件需要事先生成好 map映射；
3、  还没找到如何可以提取出插值出来的数据，希望能有人接着测试下去，分享出方法。
4、  我还没有测试多个时间和高度序列的批处理情形，因此如果多个时间序列的话在插值的时候 是不是要加入类似 gr2stn(grid_var,sta_var.2(t=’t’)) 的语句。


附：制作站点背景文件
1、  这个其实和站点插格点是一样的，首先需要确定你的数据的范围，然后提取出你数据范围内的站点信息， 这一步可以通过MeteoInfo来完成（http://bbs.06climate.com/forum.php?mod=viewthread&tid=1119&extra=page%3D1），也可以自己手工提取；
2、  提取后使用 fortran来将站点信息写入 GrADS可以识别的二进制文件，写一个变量就行，变量值无所谓，因为用的时候只是把经纬度信息当做一个模板来使用，不涉及变量值。
3、  配置 ctl文件，生成 map映射文件。

上面说的很清楚啦，如果还想使用我使用的数据进行测试，需要一定论坛贡献才能下载，人人为我，我为人人嘛，欢迎分享文件或者经验，这样会增加贡献啦