earth_relief: 全球地形起伏数据¶
地形起伏数据简介¶
GMT对公开的全球地形起伏数据进行预处理，并提供了从1弧秒到1弧度的多种不同分辨率的全球地形起伏网格数据供GMT用户使用。下表列出了GMT提供的地形数据的名称、分辨率以及文件大小。
| 地形数据名称 | 分辨率 | 大小 |
|---|---|---|
earth_relief_01d |
1 弧度 | 112 KB |
earth_relief_30m |
30 弧分 | 377 KB |
earth_relief_20m |
20 弧分 | 783 KB |
earth_relief_15m |
15 弧分 | 1.4 MB |
earth_relief_10m |
10 弧分 | 2.9 MB |
earth_relief_06m |
6 弧分 | 7.5 MB |
earth_relief_05m |
5 弧分 | 11 MB |
earth_relief_04m |
4 弧分 | 16 MB |
earth_relief_03m |
3 弧分 | 28 MB |
earth_relief_02m |
2 弧分 | 58 MB |
earth_relief_01m |
1 弧分 | 214 MB |
earth_relief_30s |
30 弧秒 | 778 MB |
earth_relief_15s |
15 弧秒 | 2.6 GB |
earth_relief_03s |
3 弧秒 | 6.8 GB |
earth_relief_01s |
1 弧秒 | 41 GB |
srtm_relief_03s |
3 弧秒 | 6.8 GB |
srtm_relief_01s |
1 弧秒 | 41 GB |
这些地形起伏数据保存在GMT的服务器上。当用户第一次使用某个分辨率的地形起伏数据时，GMT会自动从服务器上下载该数据文件，并保存到GMT的缓存文件夹下（由 DIR_CACHE 控制，默认为 ~/.gmt/server 目录），然后再读取该文件。以后再使用该数据时，GMT会自动从缓存文件夹下读取该数据文件，而无需再次从服务器下载。
数据下载¶
当用户第一次使用地形数据时，GMT需要从服务器下载数据，这通常很耗时。因而，建议用户在闲置时提前将分辨率为15弧秒到1弧分的地形数据下载到自己的计算机上。
Bash用户可以直接使用GMT提供的数据下载脚本（注意，下面命令开始处的 $ 符号不是命令提示符，执行时必须加上）:
$(gmt --show-sharedir)/tools/gmt_getremote.sh data
Windows下Batch用户可以直接复制如下命令并在CMD中执行:
gmt which -Gu @earth_relief_01d
gmt which -Gu @earth_relief_30m
gmt which -Gu @earth_relief_20m
gmt which -Gu @earth_relief_15m
gmt which -Gu @earth_relief_10m
gmt which -Gu @earth_relief_06m
gmt which -Gu @earth_relief_05m
gmt which -Gu @earth_relief_04m
gmt which -Gu @earth_relief_03m
gmt which -Gu @earth_relief_02m
gmt which -Gu @earth_relief_01m
gmt which -Gu @earth_relief_30s
gmt which -Gu @earth_relief_15s
对于国内用户，由于GMT服务器位于国外，下载通常很慢且容易由于网络原因出现中断。建议手动从中科大镜像手动下载：
- 访问中科大GMT镜像的data目录 http://mirrors.ustc.edu.cn/gmt/data/
- 下载网页显示的所有数据文件
- Linux或macOS用户将数据文件放在目录
~/.gmt/server下（若目录不存在则新建） - Windows 用户将数据文件放在
C:\Users\用户名\.gmt\server目录下（若目录不存在则新建）
不建议提前下载1弧秒和3弧秒的地形数据，主要原因在于，这两套数据占据硬盘空间太大。基于同样的理由，GMT服务器上这两套数据不是以单个文件的形式存放，而是被分成了多个小块，当用户需要绘制某个区域的高分辨率地形时，GMT会自动下载该区域的所有区块的地形数据，然后合并成单个网格数据供用户使用。
使用方法¶
当需要使用地形数据时，可以直接通过 @earth_relief_res 的形式调用这些地形起伏数据，其中 res 表示网格文件的分辨率。如果命令中使用了 -R 选项，则只会读取该区域内的地形起伏数据。例如：
查看60弧分的地形数据的信息:
gmt grdinfo @earth_relief_60m
使用15弧分地形起伏数据绘制全球地形图:
gmt grdimage -JH15c @earth_relief_15m -pdf map
使用2弧分地形起伏数据绘制一个区域的地形图:
gmt grdimage -JH15c -R90/120/20/60 @earth_relief_02m -pdf map
缓存空间问题¶
你可以使用多种方式来控制你的缓存目录所占用的空间大小：
- 通过参数 GMT_DATA_SERVER_LIMIT 设置允许下载的单个文件的大小上限，默认无限制；
- 可以通过 gmt clear data 命令清空整个数据缓存目录
技术细节¶
- 15弧秒的数据来源于 SRTM15+ [http://dx.doi.org/10.1029/2019EA000658]
- 30弧秒及更低分辨率的全球地形数据均是SRTM15+ 的衍生产品。GMT利用笛卡尔高斯滤波对其进行重采样以防止混叠现象，并保留了原始15弧秒数据的纬度依赖的分辨率信息。可以使用 grdinfo 查看生成网格文件所使用的滤波命令。
- 3弧秒和1弧秒的数据来自于NASA提供的SRTM数据。数据被划为为1度x1度的区块。在使用时，GMT会根据 -R 选项指定的区域范围只下载区域内的地形数据。
- 原始的SRTM3和SRTM1数据只在北纬60度到南纬60度的陆地上有数据。当使用 @earth_relief_01s 或 @earth_relief_03s 时，GMT会自动对 @earth_relief_15s 数据对增采样以填充缺失的海洋部分。
- 如果想使用最原始的只包含陆地的SRTM地形数据，则可以使用 @srtm_relief_03s 或 srtm_relief_01s。
- 所有的网格文件都是网格线配准的。网格文件采用了更高效的文件格式，使得其文件大小远小于原始文件的大小，且完全保持数据分辨率。对于3弧秒和1弧秒的数据，是以JPEG2000 图片格式保存在GMT服务器上的，一旦数据下载到本地目录中，则会被转换为压缩的netCDF4 格式，这一步通过GDAL来实现，且要求GDAL支持openjpeg。