15.2 GMT Matlab API¶
15.2.1 简介¶
GMT的Matlab接口,顾名思义,提供了在Matlab中调用GMT命令的功能。通过该接口,GMT的所有模块命令都可以在Matlab脚本中嵌入执行。GMT命令生成的结果(grid格网数据、table表格数据、CPT颜色表、文本文件、图片等)都可以作为Matlab变量进行运算;Matlab中的矩阵变量也可以直接作为GMT的输入。
GMT/MATLAB工具包用户请引用如下文章:
Wessel, P., and J. F. Luis The GMT/MATLAB Toolbox, Geochem. Geophys. Geosyst., 18(2), 811-823, 2017. doi:10.1002/2016GC006723.
15.2.2 安装¶
Windows平台¶
GMT5.3以后的用户在GMT执行路径(默认为 C:\programs\gmt5\bin
)下已经存在 gmt.m
和 gmtmex.mexw64|32
两个文件,只要确保如下两点即可在Windows下使用该接口了。
- GMT的执行路径已经加入了系统环境变量path中,保证系统可调用GMT命令;
- GMT的执行路径已经加入Matlab的搜索路径下,保证Matlab可调用GMT命令,如下图所示。
测试安装是否正确:在Matlab的命令行窗口直接敲入 gmt
,若出现GMT的版本及使用方法介绍,则安装成功。
macOS 平台¶
在macOS上按照如下流程可以成功编译GMT的Matlab接口。但由于Matlab处理动态链接库的方式很特别,因而该接口可能不太稳定。GMT开发者正试图与MathWorks合作以解决这个问题,将来以下编译方法可能会修改:
安装macOS平台下最新版本的GMT;
运行安装目录下
share/tools
下的gmt_prepmex.sh
文件。此操作会复制GMT的已安装文件到/opt/gmt
目录下,并且会重新检查所有的共享库;使用
gmtswitch
切换当前使用的GMT版本,确保/opt/gmt
下的GMT为当前激活版本;使用svn获取
gmt-mex
项目文件到本地:svn checkout svn://gmtserver.soest.hawaii.edu/gmt-mex gmt-mex
进入
get-mex
目录并编译生成gmtmex.mexmaci64
cd gmt-mex/trunk/ autoconf ./configure --enable-matlab make
将
gmt.m
和gmtmex.mexmaci64
所在目录添加到MTATLAB路径中确保
gmt.conf
文件中包含选项:GMT_CUSTOM_LIBS=/opt/gmt/lib/gmt/plugins/supplements.so
经测试,该项目在2015a、2015b的MATLAB版本中可使用,对于更老版本的MATLAB,还未进行测试。
Unix/Linux平台¶
正在努力开发中,还望有志之士加入…
15.2.3 使用方法¶
GMT接口完全模仿了传统的matlab命令,可以在命令行、m文件或IDE中使用。形式是:
返回参数 = gmt('<module> <module-options>', 输入数据)
其中 输入数据 可以为Matlab的矩阵、结构体或数组等; 返回参数 可直接在Matlab中参与后续的计算。调用GMT完毕后,清空缓存:
gmt('destroy')
入门级示例¶
在matlab环境中调用 pscoast
绘制地图:
gmt('pscoast -Rg -JA280/30/3.5i -Bg -Dc -A1000 -Gnavy -P > GMT_lambert_az_hemi.ps')
上例中,并不存在输入数据,也就是不存在与Matlab变量的交互,生成的ps文件在Matlab当前路径下。
进阶级示例¶
在Matlab环境中,绘制文字:
%创建字符串数组
lines = {'5 6 Some label', '6 7 Another label'};
% 绘制
gmt('pstext -R0/10/0/10 -JX6i -Bafg -F+f18p -P > text.ps ', lines);
gmt('destroy');
上例中,字符串数组 lines
可以直接作为 pstext
的输入参数。
以上为单个输入参数,若需要多个输入参数,如何确定参数的先后顺序?
高手级示例¶
对一个矩阵数组进行格网化并绘图:
% 创建一个100*3矩阵,xyz值均为0~150之间的随机数
t= rand(100,3)*150
% 利用GMT的surface命令对t进行格网化,输出为结构体G,数组结构见附录
G = gmt('surface -R0/150/0/150 -I1', t );
% 利用grd2cpt创建颜色表文件,输出为颜色表结构体cpt
cpt = gmt('grd2cpt -Cjet', G);
% 利用grdimage绘制格网化结果
gmt('grdimage -JX8c -Ba -P -C -G > crap_img.ps', G, cpt);
gmt('destroy');
上例中,grdimage
命令需要两个输入参数:颜色表 cpt
和格网数据 G
,两者先后顺序不可交换。强制性输入参数(本例中的 G
)要在所有可选参数(本例中的 cpt
)之前。若有多个选项参数,强制性输入参数写在最前,然后按顺序给出可选参数。
大神级示例¶
另一个多参数的例子:
x = linspace(-pi, pi)'; % 创建x值
seno = sin(x); % 创建y值
xyz = [x seno seno]; % 创建xyz三列数据,其中y=z
cpt = gmt('makecpt -T-1/1/0.1'); % 创建rainbow颜色表
%绘制函数曲线,以z值赋颜色。cpt和xyz先后顺序不可交换。
gmt('psxy -R-3.2/3.2/-1.1/1.1 -JX12c -Sc0.1c -C -P -Ba > seno.ps', xyz, cpt);
gmt('destroy');
敲黑板,上例 psxy
一句中,-C
为可选参数,因此引号外 cpt
要在强制性输入数据 xyz
之后。
15.2.4 常见问题¶
- 使用完GMT接口后要记得
gmt('destroy')
释放内存,不然有可能出现不可预知错误。 - gmt括号内直接写module名,看似GMT4语句,实际只支持GMT5的语法。
- 绘制地理投影时,经纬度标注可能会出现
%s
乱码(即使设置为不显示任何度分秒符号),目前已知Matlab2016存在该问题,其他版本还未有此类反馈。