✍️ 何星辰  •  📅 2025-10-19

grdspotter

官方文档:

grdspotter

简介:

从重力或地形网格创建 CVA 网格

grdspotter 读取一个包含残余海底地形或重力数据的网格文件， 并使用指定的旋转文件从每个超过最小值的节点计算流线。然后， 这些流线与由每个网格节点表示的棱柱体积进行卷积， 并相加以生成累积火山振幅网格（CVA）[Wessel, 1999; 2008]。

语法

gmt grdspotter ingrid -Erot_file|lon/lat/angle[+i] -Goutgrid -Iincrement -Rregion [ -Aagegrid ] [ -Di|pgrid ] [ -LIDgrid ] [ -M ] [ -Nupper_age ] [ -QIDinfo ] [ -S ] [ -Tt|ufixed_val ] [ [ -V[level] ] [ -Wn_try ]] [ -Zz_min[/z_max[/z_inc]] ] [ -rreg ] [ --PAR=value ]

必选选项

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。

-E
-Erot_file|ID1-ID2|lon/lat/angle[+i]

可通过以下三种方式之一指定旋转参数：

  • 提供一个包含旋转参数的文件。该文件必须为每个旋转包含一条记录， 每条记录的格式如下：

    lon lat tstart [tstop] angle [ khat a b c d e f g df ]

    其中 tstart 和 tstop 以百万年（Myr）为单位，lon lat angle 均以度为单位。 tstart 和 tstop 分别为阶段的起始与结束年龄。 若记录中未提供 tstop，则表示为一次总重建旋转，此时 tstop 默认设为 0， 且文件中其他记录也不应指定 tstop。 若旋转的协方差矩阵 C 可用，则必须按照括号中列出的九个可选项提供： 此处 C = (g/khat)*[ a b d; b c e; d e f ]， 即 C 由三个行向量组成。 若拟合旋转的自由度 (df) 为 0 或未给出，则默认设置为 10000。 文件中空行以及以 # 开头的记录将被忽略。

  • 提供由两个板块 ID 组成的文件名（以连字符连接，例如 PAC-MBL）， 程序将从 GPlates 旋转数据库中提取相应的旋转参数。 若未找到对应旋转，将返回错误。

  • 直接指定 lon/lat/angle，即旋转极的经度、纬度与旋转角度（均以度为单位）， 用于单一的总重建旋转。

    无论采用哪种方式，都可以在参数后附加 +i， 表示希望对旋转进行反转（invert rotation）。

-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。

-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

-R

-Rwest/east/south/north[/zmin/zmax][+r][+uunit]

指定感兴趣的区域。

该选项可以通过多种方式来定义区域：

  1. -Rwest/east/south/north 这是在使用经纬线呈直线的地图投影时指定地理区域的标准方式。 坐标可用十进制度表示，也可以使用 [±]dd:mm[:ss.xxx][W|E|S|N] 格式表示。

  2. -Rwest/south/east/north+r 当使用倾斜（斜轴）投影时，经线和纬线不再适合作为地图边界。 在这种情况下，可以通过给出矩形的左下角与右上角的地理坐标，并添加 +r 修饰符， 来保证地图输出区域为矩形，即使经纬线不是直线。

  3. -Rg 或 -Rd 用于快速指定全球范围。-Rg 表示经度 0 到 360，纬度 -90 到 +90； -Rd 表示经度 -180 到 +180，纬度 -90 到 +90。

  4. -Rcode1,code2,…[+e|r|Rincs] 通过查阅 DCW（数字世界地图）数据库，间接地根据一个或多个国家代码来确定边界区域。 可以使用两个字符的 ISO 3166-1 alpha-2 国家代码（例如 NO）或完整国名（例如 Norway）。 如果要选择国家内的某个州（若可用），请追加 .state（如 US.TX），或使用完整州名（如 Texas）。 若要选择整个大陆，请直接拼写完整名称（如 -RAfrica ）。 还可指定 DCW数据 的缩写或完整名称。所有名称大小写不敏感。 可附加以下修饰符：

    • +r：将区域边界调整为 inc、xinc/yinc 或 winc/einc/sinc/ninc 的整数倍（默认不调整）。 例如，-RFR+r1 将法国的边界取整到最接近的整数度。inc 为正数表示扩大范围，负数表示缩小。

    • +R：在区域边界的基础上增加或减少 inc、xinc/yinc 或 winc/einc/sinc/ninc 的数值（默认不扩展）。 inc 为正数表示扩大区域，负数表示缩小。

    • +e：将区域边界调整为 inc、xinc/yinc 或 winc/einc/sinc/ninc 的整数倍， 并确保边界至少调整 inc 的 0.25 倍（默认不调整）。

  5. -Rxmin/xmax/ymin/ymax[+uunit] 在投影单位（如 UTM 米制）下指定区域。 其中 xmin/xmax/ymin/ymax 为与所选投影 (-J) 兼容的笛卡尔坐标。 unit 为允许的 单位 和 -j 选项 (默认是 e)。 该选项会反算出实际的矩形地理区域。

    对于以 (0,0) 为中心的投影区域，可使用简写形式 -Rhalfwidth[/halfheight]+uunit， 其中 halfheight 默认为 halfwidth。此简写形式必须带 +u 修饰符。

  6. -Rjustifylon0/lat0/nx/ny 其中 justify 为两字符组合： L|C|R (左，中，右) and T|M|B (上，中，下)，(例如, BL 为左下角) justify 指明 lon0/lat0 是矩形区域的哪个点， 而 nx 与 ny 与网格间距（通过 -I 设置）共同决定区域范围。 该形式常用于创建网格。 例如：-RCM25/25/50/50 表示一个以 (25,25) 为中心、尺寸为 50×50 的网格区域。

  7. -Rgridfile 从指定网格文件中复制区域范围设置。 根据调用模块的不同，此方式可能同时设置网格间距与网格配准方式 （参见 网格配准 ）。

  8. -Ra[uto] 或 -Re[xact] 仅在现代模式下的绘图模块可用。自动从输入数据中确定区域：

    • -Re：精确匹配数据的范围（默认若未指定 -R）。

    • -Ra：在数据范围基础上略微扩大，使区域边界为数据范围的合理倍数。

可选选项

-A
-Aagegrid

提供一个与输入数据网格配准的地壳年龄网格。 这些年龄将作为构建流线时使用的上限年龄 [默认将流线延伸到旋转文件中发现的最老年龄；但请参见 -N]。

-D
-Di|pgrid

对于 -Di，我们使用流线来确定沿每条流线遇到的最大 CVA， 并在起始节点处创建包含这些值的数据重要性（DI）网格。 对于 -Dp，我们将使用流线来确定每个节点在 CVA 最大值处的流线年龄， 并在起始节点处创建预测年龄（PA）网格。可重复使用。

-L
-LIDgrid

提供一个与输入数据网格配准的网格，其中包含每个节点的海山链 ID。 此选项要求同时使用 -Q。

-M
-M

当使用 -D 和/或 -P 时，不尝试将所有流线保留在内存中。 如果内存不足，可以使用此选项在计算时动态生成流线。 由于我们无法重用为 CVA 步骤计算的流线，因此会变慢。 不能与 -W 或 -Z 的多切片模式一起使用。

-N
-Nupper_age

为地壳年龄未知（即 NaN）的节点设置上限年龄 [无上限年龄]。另见 -A。

-Q
-QIDinfo

可给出 (1) 单个 ID，或 (2) 包含 ID 列表的文件名 [默认使用所有 ID]。 文件中的每一行应为 TAG ID [w e s n]。 可选的 w/e/s/n 缩放框表示仅当在该区域内时才跟踪流线 [默认使用 -R 设置的区域]。 需要 -L。

-S
-S

将生成的 CVA 网格归一化为 CVA 最大值的百分比。这也会归一化 DI 网格（如果请求）。

-T
-Tt|ufixed_val

选择调整年龄的方法；可重复。选择 -Tt 截断通过 -A 选项提供的超过 -N 设置上限的地壳年龄 [不截断]， 或选择 -Tufixed_val 表示在节点通过 -Z 所隐含的测试后， 在计算中使用此 fixed_val 替代 [默认使用各个节点值]。

-V
-V[level]

设置 verbose 等级 [w]。 (参数详细介绍)

-W
-Wn_try

获取 n_try 次最大 CVA 位置的自助法估计； 经度和纬度结果写入标准输出 [默认无自助法]。不能与 -M 一起使用。

-Z
-Zz_min[/z_max[/z_inc]]

忽略 z 值低于 z_min [0] 且可选高于 z_max [无穷大] 的节点。 给出 z_min/z_max/z_inc 可为每个 z 切片生成单独的 CVA 网格 [默认生成一个 CVA 网格]。多切片模式不能与 -M 一起使用。

-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)

-^ 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

大地坐标与地心坐标

所有球面旋转均作用于地心坐标。 这意味着输入的数据点和网格被视为采用大地坐标表示， 在进行旋转之前，必须先将其转换为地心坐标。 旋转操作完成后，最终重建得到的点将再转换回大地坐标。 如果将椭球设置参数 PROJ_ELLIPSOID 更改为 Sphere， 则可跳过此默认的转换过程。

示例

要从太平洋地形网格 Pac_res_topo.nc 创建一个 CVA 图像， 使用 DC85.txt 欧拉极点文件，并仅输出指定区域的网格，运行:

gmt grdspotter Pac_res_topo.nc -EDC85.txt -GCVA.nc -R190/220/15/25 -I2m -N145 -Tt -V

然后可使用 grdimage 进行绘图。

备注

GMT 提供了 EarthByte 旋转模型 Global_EarthByte_230-0Ma_GK07_AREPS.rot。 若要使用其他旋转文件，请创建一个名为 GPLATES_ROTATIONS 的环境变量，指向替代的旋转文件。

相关模块

grdimage, project, mapproject, backtracker, pmodeler, grdpmodeler, grdrotater, hotspotter, originater

参考文献

Wessel, P., 1999, “Hotspotting” tools released, EOS Trans. AGU, 80 (29), p. 319.

Wessel, P., 2008, Hotspotting: Principles and properties of a plate tectonic Hough transform, Geochem. Geophys. Geosyst. 9(Q08004): https://doi.org/10.1029/2008GC002058.