grdfilter
- 官方文档:
- 简介:
在空间（或时间）域中对网格滤波
grdfilter 使用卷积、非卷积各向同性或矩形滤波器对网格进行滤波。输出网格可以
设置新的区域（-R），间隔（-I）或者配准方式（-T）。这样可以在数据足够
大的情况下，可去掉网格边缘以避免滤波的边缘效应。如果滤波器为低通滤波，则输出结果
的频率可能低于输入的采样频率。注：频域（或称波数域）滤波，见 grdfft。
语法
gmt grdfilter
ingrid
-Ddistance_flag
-Fxwidth[/width2][+c|+h|+l|+qquantile|+u]
-Goutgrid
[ -Iincrement ]
[ -Ni|p|r ]
[ -Rregion ]
[ -T ]
[ -V[level] ]
[ -fflags ]
[ -rreg ]
[ -x[[-]n] ]
[ --PAR=value ]
输入数据
ingrid[=ID|?varname][+bband][+ddivisor][+ninvalid][+ooffset][+sscale]
输入网格名。通过追加 =ID 可指定 网格格式 [默认为 =nf]。 追加 ?varname 可指定 NetCDF 变量 [默认为 GMT 找到的第一个 2-D 网格]。 参数详细介绍请参考 读 netCDF 文件。
必须选项
- -D
- -Dflag
距离 flag 用来设置滤波相关的宽度的单位和类型等信息：
flag = p ：网格(px,py) 的单位为像素（ width 为奇数），使用笛卡尔距离
flag = 0 ：网格(x,y) 的单位和 width 相同，使用笛卡尔距离
flag = 1 ：网格(x,y) 的单位为度，width 单位为千米，使用笛卡尔距离
flag = 2 ：网格(x,y) 的单位为度，width 单位为千米，dx 乘以 cos(lat)， lat 为所有纬度中值，使用笛卡尔距离
上述计算都狠快，因为只需计算一次权重矩阵。下面的三个选项相对较慢，因为对于 每个纬度都需重新计算权重矩阵
flag = 3 ：网格(x,y) 的单位为度，width 单位为千米，dx 乘以 cos(lat)， lat 为对应的纬度，使用笛卡尔距离
flag = 4 ：网格(x,y) 的单位为度，width 单位为千米，使用球面距离计算
flag = 5 ：网格(x,y) 的单位为墨卡托 -Jm1 img 单位，width 为千米， 使用球面距离计算
- -F
- -Fxwidth[/width2][+c|+h|+l|+qquantile|+u]
设置滤波类型，可从卷积和非卷积滤波中选择。x 为滤波类型代码，后面的 width 为滤波直径，此时进行各向同性滤波；追加 width2 以实现不同方向 不同的滤波长度（需要 -Dp 和 -D0 ）。默认情况下，执行低通滤波。 追加 +h 选项选择高通滤波。对于各向同性滤波，width 可以是一个网格 ，用来提供权重，这种情况下，网格必须与输出网格具有相同的配准。
其中卷积滤波对应的代码包括：
b ：Boxcar，即滤波窗口内所有点等权
c ：Cosine Arch，滤波窗口内的权中为 Cosin 曲线
g ：Gaussion，权重通过高斯函数给出，其中宽度是传统高斯标准差的 6 倍
f ：Custom，权重由网格文件 width 给出，维度必须为奇数，且需 -D0 ，输出网格的间隔必须与输入一致或为其整数倍
o ：Operator，权重由网格文件 width 给出，维度必须为奇数，且需 -D0 ，输出网格的间隔必须与输入一致或为其整数倍。不同之处在于，假定 权重总和为 0，因此不会进行归一化
非卷积滤波对应的代码包括：
m ：Median，返回中值；追加 +qquantile 可选择其他的分位数， quantile 范围必须在 0-1 之间，默认为 0.5，即中位数
p ：Maximum likelihood probability （一种众数估计），返回众数； 如果存在多个众数，则返回其平均数。追加 +l 和 +u 可分别选择 多个众数中的最小值和最大值
h ：Histogram mode（另一种众数估计），返回直方图主峰的中心值，追加 /binwidth 来指定直方图每个分区的间隔。 如果存在多个众数，则返回其平均数。追加 +l 和 +u 可分别选择多个 众数中的最小值和最大值。
l ：返回最小值
L ：返回正值中的最小值
u ：返回最大值
U ：返回负值中的最大值
在 L|U 情况下，可能最终的结果不存在数据，则范围 NaN。
- -G
-Goutgrid[=ID][+ddivisor][+ninvalid][+ooffset|a][+sscale|a][:driver[dataType][+coptions]]
输出网格文件名。通过追加 =ID 可指定 网格格式。 参数详细介绍请参考 写 netCDF 文件。
可选选项
- -I
- -Ixinc[+e|n][/yinc[+e|n]]
指定X和Y方向的网格间隔
xinc 和 yinc 为 X 和 Y 方向的网格间隔。对于地理坐标，可以指定网格间隔单位 [默认单位为度]
+e 微调X和Y方向范围的最大值，使得其是网格间隔的整数倍（默认会微调 网格间隔以适应给定的数据范围）
+n 表明 xinc 和 yinc 不是网格间隔，而是X和Y方向的节点数。 此时会根据节点数、网格区域范围以及网格配准方式重新计算网格间隔。
注意：
若 yinc 设置为0，则表示其与 xinc 相同
若使用 -Rgrdfile 选项，则网格间隔和配准方式已经根据网格文件自动初始化， 此时依然可以使用 -I 和 -r 覆盖相应的值
- -N
- -Ni|p|r
确定输入网格中的 NaN 值如何处理。
i 计算过程中忽略所有 NaN 值 [默认]
r 与 i 相同，但如果输出网格与输入配准相同，则在输入网格的 NaN 值出现的位置将输出网格对应值也设置为 NaN
p 如果在滤波搜索范围内出现 NaN 值，则将最终网格点设置为 NaN
- -R
- -Rxmin/xmax/ymin/ymax[+r][+uunit]
指定数据范围。 (参数详细介绍)
- -T
- -T
转换网格配准方式。或者使用
-r[g|p] 显式指定输出网格的 配准方式
- -V
- -V[level]
设置 verbose 等级 [w]。 (参数详细介绍)
- -f
- -f[i|o]colinfo
显式指定当前输入或输出数据中每一列的数据类型。 (参数详细介绍)
- -r
- -r[g|p]
设置网格配置方式 [默认为网格线配准]。 (参数详细介绍)
- -x
- -x[[-]n]
限制多核算法中能使用的核数（需要GMT开启OpenMP支持）。 (参数详细介绍)
- -^ 或 -
显示简短的帮助信息，包括模块简介和基本语法信息（Windows下只能使用 -）
- -+ 或 +
显示帮助信息，包括模块简介、基本语法以及模块特有选项的说明
- -? 或无参数
显示完整的帮助信息，包括模块简介、基本语法以及所有选项的说明
- --PAR=value
临时修改GMT参数的值，可重复多次使用。参数列表见 配置参数
地理坐标和时间坐标
当输出文件为 netCDF 格式时，根据输入数据、网格或者 -f 以及 -R
选项，会自动将输出坐标命名为“longitute”，“lattitude” 或者 “time”。例如：
-f0x -f1t 和 -R90w/90e/0t/3t 都会生成 longitude/time 网格。
当 x，y 或者 z 坐标为时间时，在网格中将会存储为相对时间，其相对于
TIME_EPOCH 和 TIME_UNIT 指定的历元。其中时间变量的单位
属性将会默认与上述两个参数一致。
注意事项
示例
@earth_relief_05m 为 5 分分辨率的远程 DEM 文件，对该文件使用 300 km 为半径的 中值滤波；输出范围为 150 E 到 250 E，10 N 到 40 N，输出网格大小设置为 0.5 度； 计算过程中使用球面距离
gmt grdfilter @earth_relief_05m -Gfiltered_pacific.nc -Fm600 -D4 -R150/250/10/40 -I0.5 -V
如果想执行高通滤波
gmt grdfilter @earth_relief_05m -Gresidual_pacific.nc -Fm600+h -D4 -R150/250/10/40 -I0.5 -V
使用自定义的各向同性滤波器 exp (-0.5*r^2) 对 ripple.nc 滤波，其中距中心的距离 r 为 (2x^2 + y^2 -2xy)/6
gmt grdmath -R-10/10/-10/10 -I1 X 2 POW 2 MUL Y 2 POW ADD X Y MUL 2 MUL \
SUB 6 DIV NEG 2 DIV EXP DUP SUM DIV = gfilter.nc
gmt grdfilter ripples.nc -Ffgfilter.nc -D0 -Gsmooth.nc -V