✍️ 何星辰 • 📅 2025-10-18

# grdpmodeler

官方文档:

  grdpmodeler

简介:

  评估地理网格上的板块运动模型

grdpmodeler 读取一个地质年龄网格和一个板块运动模型，并计算若干种模型预测结果。 用户还可以选择提供一个多段格式的裁剪多边形文件；在这种情况下， 仅使用多边形内部的网格部分来计算模型预测，外部区域的网格值将被设置为 NaN。

## 语法

gmt grdpmodeler [ agegrdfile ] `-E` rot_file|ID1-ID2|lon/lat/angle[+i] `-S` flags [ `-F` polygonfile ] [ `-G` outgrid ] [ `-I` increment ] [ `-R` region ] [ `-T` age ] [ `-V`[level] ] [ `-bi` binary ] [ `-d` nodata[+c col] ] [ `-h` headers ] [ `-o` flags ] [ `-r` reg ] [ `-:`[i|o] ] [ --PAR=value ]

## 输入数据

agegrdfile

  输入的地理网格文件名（经度、纬度坐标），其数值为地壳年龄（单位：Myr）。 如果未提供网格文件，可使用 `-R`、`-I` 和可选的 `-r` 定义计算域。

## 必须选项

-E

-E rot_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）。

-S

-S flags

  指定要计算的模型预测类型，可附加一个或多个标识符： - a：板块运动方位角（azimuth） - d：当前位置与洋中脊生成点的球面距离（单位：km） - s：板块运动阶段 ID（1 表示最年轻阶段） - v：板块运动速度（mm/yr） - w：板块旋转速率（度/Myr） - x：相对于生成点的经度变化量 - y：相对于生成点的纬度变化量 - X：地壳生成时的经度 - Y：地壳生成时的纬度

如果未指定任何参数，则默认计算全部 [adsvwxyXY]。

## 可选选项

-F

-F polygonfile

  指定一个多段闭合多边形文件，描述模型计算的区域内部。 多边形外部的网格将被设为 NaN。 [默认对整个网格进行模型计算。]

-G

-G outgrid[=ID][+d divisor][+n invalid][+o offset|a][+s scale|a][:driver[dataType][+c options]]

> 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。

> 输出文件为给定指定旋转参数后的模型预测网格文件。 注意：如果在 `-S` 中指定了多个模型预测，则文件名 必须 是包含格式符 %s 的模板。 该格式符将被对应的标签 az, dist, stage, vel, omega, dlon, dlat, lon, lat 所替换。 不使用本选项则不创建网格文件，会将 lon, lat, age, predictions 记录写入标准输出。

-I

-I xinc[+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 -R grdfile 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

-R xmin/xmax/ymin/ymax[+r][+u unit]

  指定数据范围。 (参数详细介绍)

-T

-T age

  使用固定年龄进行模型计算（即忽略输入年龄网格中的年龄值）。 此选项可用于生成某一时刻的模型快照。 若未提供年龄网格，则必须指定该选项。

-V

-V[level]

  设置 verbose 等级 [w]。 (参数详细介绍)

-bi

-bi[ncols][type][w][+l|b]

  控制二进制文件的输入格式。 (参数详细介绍)

-d

-d[i|o]nodata

  将某些特定值当作 NaN。 (参数详细介绍)

-h

-h[i|o][n][+c][+d][+m segheader][+r remark][+t title]

  在读/写数据时跳过文件开头的若干个记录。 (参数详细介绍)

-o

-o cols[,...][,t[word]]

  对输出的数据进行列选择以及简单的代数运算。 (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)

-:

-:[i|o]

  交换输入或输出数据的前两列。 (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。

## 点位于多边形内/外

为了确定点在多边形内，外或在边界上，GMT 会平衡数据类型以及多边形形状等因素来 确定算法。对于笛卡尔坐标，GMT 使用 non-zero winding 算法，该算法非常快。对于 地理坐标，如果多边形不包括两极点且多边形的经度范围不超过 360 度，同样使用该 算法。否则，GMT 会采用 full spherical ray-shooting 方法。

## 示例

我们将使用一个太平洋地壳年龄的网格 (pac_age.nc)、一个板块运动 模型 (Pac_APM.txt) 以及一个包含当前太平洋板块轮廓的多边形 (pac_clip_path.txt)。 要评估太平洋板块当前的板块运动方位角，请尝试:

    gmt grdpmodeler pac_age.nc -EPac_APM.txt -V -Fpac_clip_path.txt \
                -Gpac_dir_0.nc -Sa -T0

要确定自地壳形成以来整个太平洋板块的纬度变化，请尝试:

    gmt grdpmodeler pac_age.nc -EPac_APM.txt -V -Fpac_clip_path.txt \
         -Gpac_dlat.nc -Sy

要确定太平洋地壳形成时的有效板块运动速度，请尝试:

    gmt grdpmodeler pac_age.nc -EPac_APM.txt -V -Fpac_clip_path.txt \
         -Gpac_vel.nc -Sv

要确定地壳自形成以来已经移动了多远，请尝试:

    gmt grdpmodeler pac_age.nc -EPac_APM.txt -V -Fpac_clip_path.txt \
         -Gpac_dist.nc -Sd

要将地壳形成时的坐标保存到单独的网格中，请尝试:

    gmt grdpmodeler pac_age.nc -EPac_APM.txt -V -Fpac_clip_path.txt \
         -Gpac_origin_%s.nc -SXY

要重复相同的练习，但将输出的 lon, lat, age, xorigin, yorigin 保存到一个表格中，请使用:

    gmt grdpmodeler pac_age.nc -EPac_APM.txt -V -Fpac_clip_path.txt -SXY > origin.txt

## 备注

GMT 发布了 EarthByte 旋转模型 Global_EarthByte_230-0Ma_GK07_AREPS.rot。 如需使用替代的旋转文件，请创建一个名为 GPLATES_ROTATIONS 的环境变量，使其指向该替代的C旋转文件。

## 相关模块

backtracker, pmodeler, grdrotater, grdspotter, hotspotter, originater, rotconverter