1.1 GMT简介

1.1.1 GMT是什么

GMT，全称Generic Mapping Tools，中文一般译为“通用制图工具”，是地球科学最广泛使用的制图软件。GMT具有强大的绘图功能和数据处理功能。

绘图方面，GMT支持绘制多种类型的底图，包括30多种地图投影、笛卡尔线性坐标轴、对数轴、指数轴、极坐标系，支持绘制统计直方图、等值线图、2D网格图以及3D视角图等，也支持绘制线段、海岸线、国界、多种符号、图例、色标、文字等。

数据处理方面，GMT具有数据筛选、重采样、时间序列滤波、二维网格滤波、多项式拟合、线性回归分析等功能。

1.1.2 GMT的历史

  • 1988年，Paul Wessel和Walter H.F. Smith开发了GMT的最原始版本GMT 1.0；
  • 1991年8月10日，GMT 2.0发布；
  • 1998年11月8日，GMT 3.x的第一个正式版发布；
  • 2005年10月1日，GMT 4.x的第一个正式版发布；GMT4.x系列的最后一个版本是 GMT 4.5.18，发布于2018年7月1日；
  • 2013年11月5日，GMT 5.x的第一个正式版发布；目前最新版本 GMT 5.4.5 发布于 2019-01-04；

1.1.3 GMT维护者

GMT源码目前主要由 Paul Wessel 和 Joaquim Luis 维护。其源码公开在 GitHub 上，任何用户均可贡献自己的代码。

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GMT的5个主要维护者

从左至右依次为Joaquim Luis、Walter H.F. Smith、Remko Scharroo、Florian Wobbe 和 Paul Wessel。照片摄于2016年8月15日至19日在加州La Jolla举办的GMT开发者峰会。

1.1.4 GMT的特点

为什么选择GMT作为绘图软件呢？因为GMT有如下特点：

  1. 开源免费

    GMT是开源软件，其源码遵循 LGPL 协议。任何人均可自由复制、分发、修改其源代码，也可用于盈利。修改后的代码必须开源但可以使用其他开源协议。

  2. 跨平台

    GMT的源码采用了高度可移植的ANSI C语言，其完全兼容于POSIX标准，可以运行在Linux、macOS、Windows及其他类Unix系统上。GMT不仅公开了软件源代码，还提供了 Windows 和 macOS 下的安装包。各大Linux发行版中也提供了预编译的二进制包。

  3. 模块化

    GMT遵循Unix的模块化设计思想，将不同的绘图功能和数据处理功能划分到不同的模块中。这样的模块化设计有很多优点：

    • 只需要少量的模块
    • 各个模块之间相互独立且代码量少，易于更新和维护
    • 每一步均独立于之前的步骤以及具体的数据类型，因而可以用于不同的应用中
    • 可以在脚本中调用一系列程序，或通过管道连接起来，进而绘制复杂图件

  4. 支持多种格式的高精度矢量图和位图

    GMT支持多种高精度的矢量图片格式和位图图片格式。矢量图片格式，如PDF、PS、EPS和SVG，具有任意放大缩小而不失真的特性，可直接投稿到学术期刊；位图图片格式，如BMP、JPG、PNG、PPM和TIFF格式，可用于日常的文档及演示。

1.1.5 其他制图软件

除了GMT之外，还有很多其他的软件也可以实现各种制图功能。以下仅列出一些地学常用的制图软件。其中 √ 和 X 用于表示是否支持某一功能。

地球科学常用绘图软件
软件名称 二维图 三维图 地图
GMT √ √ [1] √
Matplotlib √ √ √ [2]
Microsoft Excel √ √ √
Origin √ √ X
Matlab √ √ √ [3]
ggplot2 √ X √ [4]
gnuplot √ √ X
[1]GMT对三维图的支持很有限。
[2]需要额外安装 Cartopy 或 Basemap
[3]需要额外安装 M_Map
[4]需要额外安装 ggmap