hotspotter

贡献者:

何星辰

最近更新日期:

2025-10-20

官方文档:

hotspotter

简介:

从海山位置创建 CVA 网格

hotspotter 从 table [或标准输入] 读取 (longitude, latitude, amplitude, radius, age) 记录， 并使用指定的阶段旋转或总重建旋转计算流线。这些流线与海山的形状进行卷积 （使用振幅和半径 = 6σ 的高斯形状），并叠加以生成累积火山振幅网格（CVA）。 关于如何读取 (latitude, longitude, …) 文件，请参见选项 -: [Wessel, 1999; 2008]。

语法

gmt hotspotter [table] -Erot_file|ID1-ID2|lon/lat/angle[+i] -Goutgrid -Iincrement -Rregion [ -Nupper_age ] [ -S ] [ -T ] [ -V[level] ] [ -bibinary ] [ -dinodata[+ccol] ] [ -eregexp ] [ -ggaps ] [ -hheaders ] [ -iflags ] [ -oflags ] [ -qiflags ] [ -rreg ] [ -:[i|o] ] [ --PAR=value ]

注意：选项标志和相关参数之间不允许有任何空格。

必选选项

table

一个或多个ASCII或二进制表数据。若不提供表数据，则会从标准输入中读取。

-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）。

-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。 对网格追加子选项可进行额外设置：

  • +d 将网格除以一个数 divisor [默认为 1]

  • +n 将网格中的 invalid 替换为 NaN

  • +o 将网格中的值进行一定的偏移，即加一个数 offset，或使用 a 自动对值 进行调整以保证整数网格的精度 [默认为 0]

  • +s 将网格中的值缩放，即乘以 scale，或使用 a 自动对网格缩放以保证整数 网格的精度 [默认为 1]

注 ：offset 操作位于 scale 之前；+sa 将会同时设置 +oa。如果需 使用 GDAL 指定网格格式，则 ID 应设置为 gd，并指定 :driver 和可选的数据 类型 dataType，以及 +coptions 选项传递给 GDAL 的 -co 选项。

-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

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

指定感兴趣的区域。 |Add_-Rgeo|

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

-Dfactor

修改沿流线的采样间隔。默认值 [0.5] 使每个网格单元内大约有 2 个点。 较小的因子将提高分辨率，但会增加处理时间。

-Nupper_age

设置地壳年龄未知（即 NaN）的海山的上限年龄 [默认无上限年龄]。

-S

将结果 CVA 网格归一化为 CVA 最大值的百分比。

-T

截断超过通过 -N 设置的上限年龄的海山年龄 [默认不截断]。

-V[level] (more …)

设置 verbose 等级 [w]

-bi[ncols][type][w][+l|b] (more …)

设置二进制输入数据的格式

-dinodata (more …)

将输入数据中值为 nodata 的列替换为 NaN

-e[~]“pattern” | -e[~]/regexp/[i] (more …)

筛选或剔除匹配指定模式的数据记录

-h[i|o][n][+c][+d][+msegheader][+rremark][+ttitle] (more …)

跳过或生成指定数目的头段记录

-icols[+l][+sscale][+ooffset][,…][,t[word]] (more …)

设置输入数据列及简单变换（0表示第一列，t 表示文本列）

-ocols[,…][,t[word]] (more …)

设置输出数据列（0表示第一列，t 表示文本列）

-qi[~]rows[+ccol][+a|f|s] (more …)

筛选输入的行或数据范围

-r[g|p] (more …)

设置网格配置方式 [默认为网格线配准]

-:[i|o] (more …)

交换输入或输出中的第一和第二列

-^ 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

要从文件 seamounts.txt 中的太平洋 (x, y, z, r, t) 数据创建一个 CVA 图像， 使用 DC85.txt 欧拉极点，运行:

gmt hotspotter seamounts.txt -EDC85.txt -GCVA.nc -R130/260/-66/60 -I10m -N145 -T -V

然后可以使用 grdimage 绘制该文件。

备注

GMT 随附地球字节旋转模型 Global_EarthByte_230-0Ma_GK07_AREPS.rot。 要使用其他旋转文件，请创建名为 GPLATES_ROTATIONS 的环境变量，并将其指向备用的旋转文件。

相关模块

gmt, grdimage, grdrotater, grdspotter, project, mapproject, backtracker, pmodeler, grdpmodeler, grdrotater, 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.