简介

撰写:

田冬冬

审核:

姚家园, 周茂

最近更新日期:

2023-09-09


GMT 是什么

GMT,全称 Generic Mapping Tools,中文一般译为“通用制图工具”。

GMT 是地球科学领域使用最广泛的制图软件之一,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,包含 30 多种地图投影、笛卡尔坐标轴(线性坐标轴、对数轴、指数轴)、极坐标轴;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、三维网格插值、多项式拟合、线性回归分析等功能。

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,GMT2 发布

  • 1998 年 11 月 8 日,GMT3 发布

  • 2005 年 10 月 1 日,GMT4 发布

  • 2013 年 11 月 5 日,GMT5 发布

  • 2019 年 11 月 1 日,GMT6 发布(目前最新版本 GMT 6.4.0 发布于 2022 年 06 月 18 日)

想了解更多关于 GMT 的历史故事,可以观看/收听下面的视频/音频:

GMT 开发者

GMT 的核心开发者有 8 位:Paul WesselWalter H. F. SmithRemko ScharrooJoaquim F. LuisLeonardo Uieda、Florian Wobbe、Dongdong TianMax Jones

2019 年 GMT 开发者峰会

GMT 部分核心开发者及指导委员会部分成员

从左至右依次为 Dongdong Tian、David Sandwell(指导委员会主席)、Walter H.F. Smith、Paul Wessel、Joaquim Luis、Leonardo Uieda 和 Dave Caress(指导委员会成员)。照片拍摄于 2019 年 7 月 29 日至 8 月 2 日在加州 La Jolla 举办的 GMT 开发者峰会。

GMT 的特点

为什么选择 GMT 软件来绘图呢?因为 GMT 有如下特点:

  1. 专注于地学制图

    GMT 是一个专业的地学制图软件。在绘制地图方面,GMT 不仅可以更高效地绘制地图,而且可以更简单地实现制图过程所需的数据处理等操作。

  2. 开源免费

    GMT 是免费的开源软件,源码遵循 GNU LGPL 协议。任何人均可免费获得软件源码并自由复制、分发及修改。

  3. 跨平台

    GMT 源码由高度可移植的 C 语言写成,其完全兼容于 POSIX 标准,可以运行在 Linux、macOS 等类 UNIX 系统及 Windows 上。GMT 不仅公开了软件源代码,还提供了 Windows 和 macOS 下的二进制安装包,各大 Linux 发行版中也提供了预编译的二进制包。

  4. 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

    • 可以在脚本中调用一系列模块以绘制复杂图件

  5. 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(如 PDF、PS 和 EPS)和位图图片格式(如 BMP、JPG、PNG、PPM 和 TIFF )。矢量图片格式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;位图图片格式可用于日常的文档及演示。

  6. 软件开发过程透明且活跃

    GMT 的开发(修改、讨论与决议)都在 GitHub 上公开进行。所有用户均可向 GMT 提交 bug 报告、申请增加新功能、参与讨论等,并可以通过多种不同方式(改进文档、修改源码等)向 GMT 做贡献。

GMT 版本号

GMT 版本号遵循“语义化版本号规范”,其版本号格式为 major.minor.patch。其中,major 为主版本号,minor 为次版本号,patch 为补丁版本号,如 6.2.0。

根据“语义化版本号规范”的要求:

  • 有大更新时(如重写底层代码),会增加主版本号 majormajor 不同的两个版本的语法、功能以及 API 接口可能有差异

  • 有较大更新时(如新增模块或者新增功能),会增加次版本号 minor

  • 若只是修复代码 BUG 或改进文档,则增加补丁版本号 patch

因而,GMT 6.x.x 与 5.x.x 在底层存在很大差异,两个版本的语法不一定完全兼容;GMT 6.2.x 相对于 6.1.x 增加了更多的功能;GMT 6.1.1 相对于 6.1.0 则主要是修复了一些 BUG。

备注

GMT 开发版的版本号略有不同,其格式为:

major.minor.patch_hash_yyyy.mm.dd

其中,hashyyyy.mm.dd 是开发版中最新提交的 hash 值和日期。例如,6.1.0_267ce55_2020.01.21 表示更新于 2020 年 1 月 21 日、hash 值为 267ce55 的 6.1.0 开发版。

引用

若你发表的文章中包含了利用 GMT 制作的图件或利用 GMT 数据处理功能得到的结果,可以考虑在文中引用 GMT 的如下文章来回报 GMT 开发者。

GMT6 用户:

Wessel, P., Luis, J. F., Uieda, L., Scharroo, R., Wobbe, F., Smith, W. H. F., & Tian, D. (2019). The Generic Mapping Tools version 6. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 20, 5556–5564. https://doi.org/10.1029/2019GC008515

GMT5 用户:

Wessel, P., Smith, W. H. F., Scharroo, R., Luis, J., & Wobbe, F. (2013). Generic Mapping Tools: Improved version released. Eos, Transactions American Geophysical Union, 94(45), 409–410. https://doi.org/10.1002/2013EO450001

GMT4/GMT3 用户:

Wessel, P., & Smith, W. H. F. (1998). New, improved version of Generic Mapping Tools released. Eos, Transactions American Geophysical Union, 79(47), 579. https://doi.org/10.1029/98EO00426

GMT/MATLAB 工具箱用户:

Wessel, P., & Luis J. (2017). The GMT/MATLAB Toolbox. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 18, 811–823. https://doi.org/10.1002/2016GC006723

GMT 的某些模块基于 GMT 团队单独发展并发表的算法。算法相关文章包括:

dimfilter 模块

Kim, S.-S., & Wessel, P. (2008). Directional median filtering for regional-residual separation of bathymetry. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 9, Q03005. https://doi.org/10.1029/2007GC001850

grdredpol 模块

Luis, J. F. & Miranda, J. M. (2008). Reevaluation of magnetic chrons in the North Atlantic between 35°N and 47°N: Implications for the formation of the Azores Triple Junction and associated plateau. Journal of Geophysical Research, 113, B10105. https://doi.org/10.1029/2007JB005573

surface 模块

Smith, W. H. F., & Wessel, P. (1990). Gridding with continuous curvature splines in tension. Geophysics, 55(3), 293–305. https://doi.org/10.1190/1.1442837

x2sys 相关模块

Wessel, P. (2010). Tools for analyzing intersecting tracks: The x2sys package. Computers & Geosciences, 36, 348–354. https://doi.org/10.1016/j.cageo.2009.05.009

greenspline 模块

Wessel, P. (2009). A general-purpose Green’s function-based interpolator. Computers & Geosciences, 35, 1247–1254. https://doi.org/10.1016/j.cageo.2008.08.012

Wessel, P. & Becker, J. M. (2008). Interpolation using a generalized Green’s function for a spherical surface spline in tension. Geophysical Journal International, 174, 21–28. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2008.03829.x

学习资源

本节列出网络上可免费获取的 GMT 学习资源。各个学习资源的质量以及维护程度不同, 建议用户以英文官方文档以及本中文手册为主,其余学习资源仅供参考

入门教程

  1. GMT6 初学者视频教程刘珠妹陈箫翰

  2. GMT 中文手册:入门教程进阶教程

  3. GMT 官方入门教程

  4. GMT 教學手冊鄭懷傑

参考手册

  1. GMT 中文手册

  2. GMT 官方参考手册

  3. GMT 官方模块手册

论坛/讨论组

  1. 地学 GMT 中文社区 QQ 群 [请勿重复加群!入群前请先阅读“入群须知”]:

    • QQ 1 群:218905582

    • QQ 2 群:791856541

  2. GMT 官方论坛