-B 选项

-B 选项用于设置底图边框和轴的属性。

  • 边框设置包括:绘制哪条边、画布填充以及图标题

  • 轴设置包括:标注、刻度、网格线间隔、轴标签以及标注单位

-B 选项有两套语法,分别用于设置底图边框以及每条边(轴)的属性,因而在一个命令中可能需要多次使用 -B 选项。

  1. 若命令中没有出现 -B 选项,则不绘制底图边框。

  2. 若命令中仅出现 -B,后面没有任何子选项或字符,则默认绘制上下左右四个轴,只在左轴和下轴绘制刻度并标注;其效果等效于 -BWSrt,具体参数含义见下文。

边框设置

-B 选项在设置边框属性时的语法为:

-B[axes][+b][+gfill][+i[val]][+n][+olon/lat][+ssubtitle][+ttitle][+w[pen]][+xfill][+yfill][+zfill]

其中:

  • axes 控制显示底图的哪几条边,具体用法在下面进一步介绍

  • +ttitle 指定当前底图的标题。该标题位于底图上方的中间位置。标题的文本属性由 FONT_TITLE 控制,标题与上边框之间的距离由 MAP_TITLE_OFFSET 控制

  • +ssubtitle (需要 +ttitle 子选项)指定底图副标题,位于标题下方。副标题的文本属性由 FONT_SUBTITLE 控制

  • +gfill 为底图内部填充颜色,见 填充;在 3-D 图中可用于填充两个背景墙

  • +n 表示不绘制边框

  • +i[val] 对于某些投影方式,某条轴可能不会被绘制或标注(比如 360 度的方位投影地图没有纬度轴,全球 Hammer 投影没有经度轴),使用该子选项可以强制标注一个 val 经线或纬线。[ val 默认值为 0 ]

  • +olon/lat 指定网格线的参考点。默认情况下,网格线是以北极点作为参考的,如果你想要以另一个点作为参考绘制倾斜的网格线,则可以使用 +o 子选项

以下子选项仅用于绘制 3-D 图:

  • +b 使用该子选项则会绘制 3-D 底图的 12 条边

  • +w[pen] 绘制 x-z 和 y-z 平面轮廓,pen 可以指定轮廓画笔属性 [默认使用 MAP_GRID_PEN_PRIMARY]

  • +x[fill] 填充 y-z 平面

  • +y[fill] 填充 x-z 平面

  • +z[fill] 填充 z-y 平面

通常情况下,绘图时只需要使用 axes+ttitle 选项。

备注

  • +ttitle 以及 +ssubtitle 设置的(副)标题可以是任意字符串,如果是字符串中有空格,则必须用引号将字符串括起来

  • 使用 @^ 或者 <break> 标记可以将(副)标题分为多行

  • (副)标题中可以使用 LaTeX 表达式,详见 LaTeX 表达式

axes

axes 用于控制要绘制哪些边以及这些边是否有刻度或标注。axes 的格式为:

WSENZ[1234]wsenz[1234]lrbtu

Source Code

../../_images/3a9d1adc63b08048664bc830cba6e504.png

二维底图(上图中的左图)有四条边,分别用东西南北(WSEN 或 wsen)或左右上下(lrtb)的单词首字母表示。每条边都有四种状态:

  1. 不出现某个字母 => 不绘制该字母所对应的边

  2. 出现大写字母 WSEN => 绘制某条边,该边有刻度、有标注

  3. 出现小写字母 wsen => 绘制某条边,该边有刻度、无标注

  4. 出现小写字母 lrtb => 绘制某条边,该边无刻度、无标注

下图给出了不同的 -B 选项绘制出来的效果图。读者可以修改如下命令中的 -B 选项来尝试不同搭配的效果:

gmt basemap -R0/4/0/4 -JX10c -BWS -pdf axes

Source Code

../../_images/ec3c87b1c4268971fb25b0900e6033b3.png

3-D 底图有 12 条边(上图中的右图)。对于 3-D 底图而言,Zzu 用于控制 Z 轴的绘制

  • Z 表示有刻度和标注

  • z 表示有刻度无标注

  • u 表示无刻度无标注

默认只绘制一条 Z 轴,可以额外加上 1234 的任意组合来表示要绘制哪些 Z 轴。其中 1 始终表示位于左下角的 Z 轴,其他 Z 轴按逆时针顺序编号。加上 +b 子选项则绘制全部 12 条边。

下图展示了 3-D 绘图中 -B 选项的不同用法。读者可以修改如下命令中的 -B 选项来实现不同搭配的效果:

gmt basemap -R0/10/0/10/0/10 -JX5c -JZ5c -Bxaf -Byaf -Bzaf -BwesnZ+t"-BwesnZ" -p130/30 -pdf map

Source Code

../../_images/3d6a72c43f34fb48a7e43a0a81651980.png

轴设置

X 轴、Y 轴、Z 轴,每条轴都有很多属性,包括刻度间隔、网格线间隔、轴标签以及标注的间隔、前缀和单位。轴属性可以用如下语法控制:

-B[p|s][x|y|z]intervals[+aangle|n|p][+e[l|u]][+f][+l|Llabel][+s|Sseclabel][+pprefix][+uunit]

以上语法也可以被拆分为两部分:

-B[p|s][x|y|z]intervals-B[p|s][x|y|z][+aangle|n|p][+e[l|u]][+f][+l|Llabel][+s|Sseclabel][+pprefix][+uunit]

其中,

  • p|s 表示一级属性(primary)和二级属性(secondary),具体用法下面会进一步介绍

  • x|y|z 表示设置哪一条轴的属性,具体用法下面会进一步介绍

  • interval 设置刻度、网格线、标注的间隔,具体用法下面会进一步介绍

  • +aangle|n|p (仅用于笛卡尔轴)用于设置标注的倾斜角度,其中 angle 是相对于水平方向的旋转角度,取值范围为 -90 到 90 度。 +an 等效于 +a90 即垂直标注 [ y 轴默认标注方式], +ap 等效于 +a0 即平行标注 [ x 轴默认标注方式]。默认设置可以使用 MAP_ANNOT_ORTHO 修改

  • +llabel (仅用于笛卡尔轴)用于给指定的轴加标签。默认情况下,X 轴标签文字方向平行于 X 轴,Y 轴标签文字方向平行于 Y 轴。对于 Y 轴,可以使用 +Llabel 使得 Y 轴标签文字方向平行于 X 轴

  • +slabel (仅用于笛卡尔轴)与 +llabel 类似,也用于给指定的轴添加标签。当同时使用 +llabel+ssecabel 时,前者用于指定左轴或下轴的标签,而后者用于指定右轴和上轴的标签。同样,+S 使得 Y 轴标签文字平行于 X 轴

  • +pprefix (仅用于笛卡尔轴)在选中的轴的标注加前缀

  • +uunit (仅用于笛卡尔轴)给选中的轴的标注加单位。对于地理图而言,标注的单位为度,该符号是自动添加的,由 FORMAT_GEO_MAP 控制

  • +f (仅用于地理坐标轴)在轴标注后增加 W|S|E|N 标志

  • +e[l|u] 不显示轴末端的标注(该选项可避免在轴相交的地方不同轴的标注重合)。lu 分别表示较小的标注和较大的标注。

备注

  • 如果 labelprefixunit 中包括空格或特殊字符,则必须用引号将字符串括起来。特殊字符的使用见 特殊字符 章节

  • 轴标签 label 可以使用 LaTeX 表达式,详见 LaTeX 表达式

  • 对于非地理投影(如线性投影),指定负的比例尺或底图长度,可以改变坐标轴正方向的指向

x|y|z

x|y|z 用于指明要设置哪条边的属性,默认值为 xy,即同时设置 X 轴和 Y 轴的属性。可以指定单个轴(比如只有 x),也可以同时指定多个轴(比如 xyxyz)。如果想要不同轴有不同的设置,则需要多次使用 -B 选项,每个指定不同的轴。例如:

-Bxaf -Byaf
-Bxyzaf

interval

每个轴都有三个属性,分别是标注(annotation)、刻度(frame)和网格线(grid)。下图展示了这三个名词在绘图时的具体含义。

Source Code

../../_images/310ef533f28b6d24e0e47c077597566a.png

GMT 坐标轴中的标注、刻度和网格线

interval 用于设置这三个属性的间隔,它是一个或多个 [a|f|g]stride[phase][unit] 的组合。

  • a 表示标注、f 表示刻度、g 表示网格线

  • stride 用于设置间隔的具体值,stride 为 0,表示不绘制

  • phase 可以用于控制标注的偏移量,需要在前面使用正号或者负号来表示偏移方向

  • unit 是间隔的单位,通常只在绘制时间轴时才使用,具体见时间轴

使用 cintfile 可以用来实现用户自定义的标注和间隔,详见自定义轴

-B 选项还有一个可以自动计算间隔的功能,-Bafg 会根据当前的区域大小等信息自动计算合适的间隔,-Bxafg -Byafg 则会对 X 轴和 Y 轴分别计算合适的间隔。

用户可以将命令:

gmt basemap -JX10c/10c -R0/10/0/10 -Ba2f1g1 -pdf test

中的 -B 选项替换成如下不同的值并查看绘图效果以理解各个参数的含义:

  • -Ba2f1g1

  • -Bxa2 -Bya1

  • -Bxafg -Byafg

  • -Ba2+1f1g1

p|s

对于每个轴来说,都有两个等级的属性可以设置,分别称为 p(Primary,一级属性)和 s(Secondary,二级属性)。

对于地理坐标而言,通常只需要使用默认的 Primary 属性即可,而 Secondary 则主要用于坐标轴为时间轴的情况下,此时 ps 分别用于指定不同尺度的时间间隔。在 GMT 默认的情况下,p 属性的标注比较靠近坐标轴,而 s 属性的标注离坐标轴稍远。因此,为了更好的显示,相比于 s 属性,通常情况下, p 属性的标注、刻度线以及网格线间隔都较短,间隔也较小。 ps 的具体用法与区别,可以参考后面给出的例子。

地理底图

地理底图与一般的坐标轴不同,其底图类型支持使用 MAP_FRAME_TYPE 设置为 fancy 形式。使用 FORMAT_GEO_MAP 以及 MAP_DEGREE_SYMBOL 参数可以修改标注的形式。

Source Code

../../_images/68841280804bd6e4c3ef03a0985174a9.png

地理底图示例 1

图中轴和边框属性设置为 -Ba1f15mg5m -BS

下图同时使用了 ps 两级属性。这里 p 属性用于显示度,s 属性用于显示分。

Source Code

../../_images/a9970fc7ac0024404ef21b2e65bca2a6.png

地理底图示例 2

图中轴和边框属性设置为 -Bpa15mf5mg5m -BwSe -Bs1f30mg15m

笛卡尔线性轴

对于非地理坐标轴,MAP_FRAME_TYPE 隐式地设置为 plain 。除此之外,笛卡尔轴和地理坐标轴非常类似。对于一般的线性轴而言,标注的格式由 FORMAT_FLOAT_OUT 决定,其默认值为 %g ,即根据数据的大小决定用一般表示还是指数表示,小数位的数目会根据 stride 自动决定。若设置 FORMAT_FLOAT_OUT 为其他值,则会严格使用其定义的格式,比如 %.2f 表示显示两位小数。对于笛卡尔线性轴,使用 +uunit 子选项可以为每个标注添加单位。

Source Code

../../_images/f45b9a25945dcddc138aa676a5e79040.png

笛卡尔线性轴

上图对应的选项设置为 -R0/12/0/0.95 -JX3i/0.3i -Ba4f2g1+lFrequency+u" %" -BS

某些情况下,标注的长度太长导致水平放置时会形成重叠或标注太少,此时,可以使用 +aangle 子选项将标注适当倾斜(如下图所示)。

gmt basemap -R2000/2020/35/45 -JX12c -Bxa2f+a-30 -BS -png GMT_-B_slanted
../../_images/d787921a49c561b8468e05cf9f118ba6.png

笛卡尔线性轴的倾斜标注

笛卡尔 log10

由于对数坐标的特殊性,stride 参数具有特殊的含义。下面说明 stride 在对数坐标下的特殊性:

  • stride 必须是 1、2、3 或负整数 -n。数字用来设置要素(标注/刻度/网格线)出现的位置。

    • 1:表示要素出现在所有 10 的整次幂的位置

    • 2:表示要素出现在所有 10 的整次幂的 1、2、5 倍的位置

    • 3:表示要素出现在所有 10 的整次幂的 1、2、3、4、…、9 倍的位置

    • -n:表示要素出现在 10 的 n 次幂的位置

  • stride 后加 l,则标注会以 log10 的值显示,比如 100 会显示成 2

  • stride 后加 p,则标注会以 10 的 n 次方的形式显示,比如 10-5

Source Code

../../_images/1210f1cfb1904d3f44edfb54acdb1198.png

对数坐标轴

上图分别为 -R1/1000/0/1 -JX3il/0.25i -Ba1f2g3-R1/1000/0/1 -JX3il/0.25i -Ba1f2g3l-R1/1000/0/1 -JX3il/0.25i -Ba1f2g3p 三种情况下的结果,请用户仔细分辨其中的差别。

笛卡尔指数轴

正常情况下,stride 用于生成等间隔的标注或刻度,但是由于指数函数的特性,这样的标注会在坐标轴的某一端挤在一起。为了避免这个问题,可以在 stride 后加 p,则标注会按照转换后的值等间隔出现,而标注本身依然使用未转换的值。比如,若 stride = 1,power = 0.5(即 sqrt ),则在 1、4、9、… 处会出现标注。

Source Code

../../_images/5e39d093b4db1e876d51e304611a83a5.png

指数投影坐标轴

图中分别使用 -R0/100/0/0.9 -JX3ip0.5/0.25i -Ba20f10g5-R0/100/0/0.9 -JX3ip0.5/0.25i -Ba3f2g1p 设置轴属性

时间轴

时间轴与其他轴不同的地方在于,时间轴可以有多种不同的标注方式。下面会用一系列示例来演示时间轴的灵活性。在下面的例子中,尽管只绘制了 X 轴(绘图时使用了 -BS),实际上时间轴标注的各种用法可以用于全部轴。

在绘制时间轴时,需要指定时间间隔,时间间隔的单位可以取如下值:

GMT 时间单位

Flag

Unit

Description

Y

year

Plot using all 4 digits

y

year

Plot using last 2 digits

O

month

Format annotation using FORMAT_DATE_MAP

o

month

Plot as 2-digit integer (1--12)

U

ISO week

Format annotation using FORMAT_DATE_MAP

u

ISO week

Plot as 2-digit integer (1--53)

r

Gregorian week

7-day stride from start of week (see TIME_WEEK_START )

K

ISO weekday

Plot name of weekday in selected language

k

weekday

Plot number of day in the week (1--7) (see TIME_WEEK_START )

D

date

Format annotation using FORMAT_DATE_MAP

d

day

Plot day of month (1--31) or day of year (1--366) (see FORMAT_DATE_MAP )

R

day

Same as d; annotations aligned with week (see TIME_WEEK_START )

H

hour

Format annotation using FORMAT_CLOCK_MAP

h

hour

Plot as 2-digit integer (0--24)

M

minute

Format annotation using FORMAT_CLOCK_MAP

m

minute

Plot as 2-digit integer (0--60)

S

seconds

Format annotation using FORMAT_CLOCK_MAP

s

seconds

Plot as 2-digit integer (0--60)

备注

第一个例子展示了 2000 年春天的两个月,将这两个月的每周的第一天的日期标注出来:

gmt begin GMT_-B_time1
    gmt set FORMAT_DATE_MAP=-o FONT_ANNOT_PRIMARY +9p
    gmt basemap -R2000-4-1T/2000-5-25T/0/1 -JX5i/0.2i -Bpxa7Rf1d -Bsxa1O -BS
gmt end show
../../_images/08f67fa413f5e78e3910ff311d3277f8.png

时间轴示例 1

需要注意,-Bsa1O 指定了次级标注的间隔为一个月,由于此处使用的是大写的 O,因而具体的显示方式由 FORMAT_DATE_MAP 决定。根据 FORMAT_DATE_MAP 的说明可知,其值为 -o,表明以月份名格式显式。破折号表示要去掉日期前面的前置零(即 02 变成 2)。

下面的例子用两种不同的方式标注了 1969 年的两天。图中下面的例子使用周来标注,上面的例子使用日期来标注。

gmt begin GMT_-B_time2
    gmt set FORMAT_DATE_MAP "o dd" FORMAT_CLOCK_MAP hh:mm FONT_ANNOT_PRIMARY +9p
    gmt basemap -R1969-7-21T/1969-7-23T/0/1 -JX5i/0.2i -Bpxa6Hf1h -Bsxa1K -BS
    gmt basemap -Bpxa6Hf1h -Bsxa1D -BS -Y0.65i
gmt end show
../../_images/0cf8d67869fdd3b36c4cad8783575797.png

时间轴示例 2

第三个例子展示了两年的时间,并标注了每年以及每三个月。年标注位于一年间隔的中间,月标注位于对应月的中间而不是三个月间隔的中间。

gmt begin GMT_-B_time3
    gmt set FORMAT_DATE_MAP o FORMAT_TIME_PRIMARY_MAP Character FONT_ANNOT_PRIMARY +9p
    gmt basemap -R1997T/1999T/0/1 -JX5i/0.2i -Bpxa3Of1o -Bsxa1Y -BS
gmt end show
../../_images/f9fb0dc34b211fe6cbd99cf0b60a853a.png

时间示例 3

第四个例子展示了一天中的几个小时,通过在 -R 选项中指定 t 来使用相对时间坐标。这里使用了 p 属性和 s 属性,12 小时制,时间从右向左增加:

gmt begin GMT_-B_time4
    gmt set FORMAT_CLOCK_MAP=-hham FONT_ANNOT_PRIMARY +9p TIME_UNIT d
    gmt basemap -R0.2t/0.35t/0/1 -JX-5i/0.2i -Bpxa15mf5m -Bsxa1H -BS
gmt end show
../../_images/38e9ea05508b4c5f6fce7d09c68713a9.png

时间轴示例 4

第五个例子用两种方式展示了几周的时间:

gmt begin GMT_-B_time5
    gmt set FORMAT_DATE_MAP u FORMAT_TIME_PRIMARY_MAP Character \
        FORMAT_TIME_SECONDARY_MAP full FONT_ANNOT_PRIMARY +9p
    gmt basemap -R1969-7-21T/1969-8-9T/0/1 -JX5i/0.2i -Bpxa1K -Bsxa1U -BS
    gmt set FORMAT_DATE_MAP o TIME_WEEK_START Sunday FORMAT_TIME_SECONDARY_MAP Chararacter
    gmt basemap -Bpxa3Kf1k -Bsxa1r -BS -Y0.65i
gmt end show
../../_images/1f630ad46ec089c33f6d12fc5025b10c.png

时间轴示例 5

第六个例子展示了 1996 年的前 5 个月,每个月用月份的简写以及两位年份标注:

gmt begin GMT_-B_time6
    gmt set FORMAT_DATE_MAP "o yy" FORMAT_TIME_PRIMARY_MAP Abbreviated
    gmt basemap -R1996T/1996-6T/0/1 -JX5i/0.2i -Bxa1Of1d -BS
gmt end show
../../_images/522555af919b027331e68ea13f7db500.png

时间轴示例 6

第七个例子展示了 2000 年末,2001 年初的部分时段,天用年积日(一年中第几天)的形式标注:

gmt begin GMT_-B_time7
    gmt set FORMAT_DATE_MAP jjj TIME_INTERVAL_FRACTION 0.05 FONT_ANNOT_PRIMARY +9p
    gmt basemap -R2000-12-15T/2001-1-15T/0/1 -JX5i/0.2i -Bpxa5Df1d -Bsxa1Y -BS
gmt end show
../../_images/a6381785f3ab07375e94c783b7f9a944.png

时间轴示例 7

弧度轴 \(\pi\) 的标注

如果坐标轴以弧度为单位,用户可以直接指定 \(\pi\) 的整数倍或分数倍作为标注间隔,其格式为 [s]pi[f],其中 s 表示标注间隔是 \(\pi\) 的 s 倍,而 f 表示标注间隔为 \(\pi\) 的 f 分之一。

gmt basemap -JX10c/5c -R-12pi/12pi/-1/1 -Bxa3pi -BS -png test1
../../_images/9f87ac6f0ea20423462de67963634a78.png
gmt basemap -JX10c/5c -R-pi/pi/-1/1 -Bxapi4 -BS -png test2
../../_images/ea30dfb2a3928f907c26a43657045140.png

自定义轴

GMT 允许用户定义标注来实现不规则间隔的标注,用法是 -Bc 后接标注文件名。

标注文件中以“#”开头的行为注释行,其余为记录行,记录行的格式为:

coord   type   [label]
  • coord 是需要标注、刻度或网格线的位置

  • type 是如下几个字符的组合

    • ai 前者为 annotation,后者表示 interval annotation,在一个标注文件中,ai 只能出现其中的任意一个

    • f 表示刻度,即 frame tick

    • g 表示网格线,即 gridline

  • label 默认的标注为 coord 的值,若指定 label,则使用 label 的值

备注

coord 必须按递增顺序排列

下面的例子中展示了自定义标注的用法,xannots.txtyannots.txt 分别是 X 轴和 Y 轴的标注文件:

cat << EOF >| xannots.txt
416.0       ig      Devonian
443.7       ig      Silurian
488.3       ig      Ordovician
542 ig      Cambrian
EOF
cat << EOF >| yannots.txt
0   a
1   a
2   f
2.71828     ag      e
3   f
3.1415926   ag      @~p@~
4   f
5   f
6   f
6.2831852   ag      2@~p@~
EOF

gmt begin GMT_-B_custom
    gmt basemap -R416/542/0/6.2831852 -JX-12c/6c -Bpx25f5g25+u" Ma" \
        -Bpycyannots.txt -Bsxcxannots.txt -BWS+glightblue \
        --MAP_ANNOT_OFFSET_SECONDARY=10p --MAP_GRID_PEN_SECONDARY=2p
gmt end show
../../_images/4033c29bc8a987964dfd781f3758bede.png

自定义坐标轴