绘制线段和多边形

绘制线条和多边形是日常绘图最常见的需求之一，也是所有绘图软件必备的功能。这一节我们将学习如何使用 GMT 的 plot 模块绘制线段和多边形。

绘制一条线段

要绘制一条线段，就必须提供线段上数据点的信息，即数据的 X 坐标和 Y 坐标。 plot 会自动将输入数据中相邻的两点连接起来。

以下面的数据为例，这个数据中包含了三个坐标点 (2,2)、(8,2) 和 (5,7):

2   2
8   2
5   7

下面的例子中，我们首先使用 UNIX 下的 cat 命令将数据写入到文件 points.dat 中，然后使用 basemap 模块绘制了一张底图，并使用 plot 模块绘制输入文件 points.dat 中的数据。

警告

下面的几行代码的作用是将两个 EOF 中间的三行数据保存到文件 points.dat 中:

cat > points.dat << EOF
2   2
8   2
5   7
EOF

需要注意：Windows Batch 不支持 EOF 语法！ 因而 Batch 用户需要使用:

echo 2 2  > points.dat
echo 8 2 >> points.dat
echo 5 7 >> points.dat

将数据写到文件 points.dat。其它示例也有相同的问题，Batch 用户自行修改，不再专门解释。

图中，plot 模块在绘图时自动将三个点连接起来，绘制出了一条线段。

cat > points.dat << EOF
2   2
8   2
5   7
EOF

gmt begin SimpleLine png,pdf
    gmt basemap -JX10c -R0/10/0/10 -Baf
    gmt plot points.dat
gmt end show
../../_images/lines-gmtplot-0.png

想要修改线段的粗细或颜色？很简单，可以使用 plot 模块的 -W 选项设置画笔属性。画笔属性包括三个部分：线宽、颜色以及线型，三者之间用逗号隔开。

下面的脚本中，我们给 plot 模块添加了 -W2p,red,- 选项，即设置了画笔属性为 2p 宽的红色虚线。p 是 GMT 中的一个长度单位。

cat > points.dat << EOF
2   2
8   2
5   7
EOF

gmt begin SimpleLine png,pdf
    gmt basemap -JX10c -R0/10/0/10 -Baf
    gmt plot points.dat -W2p,red,-
gmt end show
../../_images/lines-gmtplot-1.png

你可以尝试修改线宽、颜色和线型，并查看绘图效果。几种常见的线型包括 -、.、.-和 -.。

绘制一个多边形

plot 在绘制线段时默认是不将线段首尾连接起来的，可以使用 -L 选项将线段的首尾连接起来，构成了一个闭合多边形。

cat > points.dat << EOF
2   2
8   2
5   7
EOF

gmt begin polygon png,pdf
    gmt basemap -JX10c -R0/10/0/10 -Baf
    gmt plot points.dat -W4p,lightblue -L
gmt end show
../../_images/lines-gmtplot-2.png

我们还可以使用 -G 选项为闭合多边形填充颜色。

cat > points.dat << EOF
2   2
8   2
5   7
EOF

gmt begin polygon png,pdf
    gmt basemap -JX10c -R0/10/0/10 -Baf
    gmt plot points.dat -W4p,lightblue -Glightred -L
gmt end show
../../_images/lines-gmtplot-3.png

这样我们就得到了一个内部为浅红色、轮廓为浅蓝色的多边形了。如果只想要填充颜色而不绘制轮廓，只需要使用 -G 而不使用 -W 即可。

cat > points.dat << EOF
2   2
8   2
5   7
EOF

gmt begin polygon png,pdf
    gmt basemap -JX10c -R0/10/0/10 -Baf
    gmt plot points.dat -Glightred -L
gmt end show
../../_images/lines-gmtplot-4.png

绘制多条线段

学会了如何绘制一条线段，下面介绍如何一次性绘制很多条线段。可以将所有线段的数据点都保存到一个输入文件中，例如:

>
1   2
4   2
4   8
>
9   2
6   2
6   8

每个线段都包含了若干个数据点，在第一个数据点之前有一个 > 用于标记新的一段数据的开始。这种数据称之为多段数据。

与绘制一条线段的命令完全相同，由于输入数据中有两段数据，plot 模块为我们绘制出了两条线段。同样的，两条线段均为线宽为 1p 的红色实线。

cat > lines.dat << EOF
>
1   2
4   2
4   8
>
9   2
6   2
6   8
EOF

gmt begin MultiLines png,pdf
    gmt basemap -JX10c -R0/10/0/10 -Baf
    gmt plot lines.dat -W1p,red
gmt end show
../../_images/lines-gmtplot-5.png

绘制多个多边形

使用相同的输入数据，通过加上 -L 可以构成闭合多边形，加上 -G 为多边形设置填充色。

cat > lines.dat << EOF
>
1   2
4   2
4   8
>
9   2
6   2
6   8
EOF

gmt begin MultiPolygons png,pdf
    gmt basemap -JX10c -R0/10/0/10 -Baf
    gmt plot lines.dat -W1p,red -L -Glightred
gmt end show
../../_images/lines-gmtplot-6.png

大圆弧路径

在笛卡尔坐标系下，绘制线段时，任意两点之间会以直线方式连接；而在地理投影下，任意两点之间则使用大圆弧路径方法会连接。如果想要在地理投影下也是要直线连接两点，则需要使用 -A 选项。

下面的命令中，我们首先使用 coast 绘制了一张全球地图，接着使用 plot 模块绘制了地球上两点之间的连线（红色，以大圆弧路径方式连接），然后，我们加上了 -A 选项再次绘制了这两点之间的连线（蓝色，以直线方式连接）。从中可以看到 -A 选项的效果。

cat > twopoints.dat << EOF
115         30
250         30
EOF

gmt begin map png,pdf
    gmt coast -JH180/12c -Rg -B0 -W0.5p -A10000
    gmt plot twopoints.dat -W2p,red
    gmt plot twopoints.dat -W2p,blue -A
gmt end show
../../_images/lines-gmtplot-7.png