project
- 官方文档:
- 简介:
生成测线、将数据点投影到测线上
该模块具有三个主要功能：
生成测线
指定测线和数据点，得到该点在测线坐标系下的坐标，即下文中提及的 p 和 q
指定测线和数据点，得到该点在测线上的投影点的坐标，即下文中提及的 r 和 s
以上三个功能均要求用户首先定义测线，测线可以用如下三种方式中的任意一种来定义：
project 可以从输入数据中读取 (\(x, y [,\ z]\)) 坐标数据，并输出 (\(x, y, z, p, q, r, s\)) 的任意组合。其中：
x 和 y 是数据在原坐标系下的坐标
z 是输入数据中的其余所有列
p 和 q 是数据点 (x,y) 在测线坐标系下的坐标
r 和 s 是数据点 (x,y) 在测线上的投影点在原坐标系下的坐标
可以使用 -F 选项设置要输出哪些变量。
或者使用 -G 选项生成测线，输出测线上的点的坐标。 project 可以沿剖面以等间距 dist 输出 (\(r, s, p\)) 。在这种情况下，不需要读取任何输入数据。
为了将数据沿大圆路径进行球面投影，会创建一个斜坐标系，其赤道沿该路径，且零经度线通过 cx/cy。
此时，斜经度 (\(p\)) 对应于沿大圆路径距离 cx/cy 的距离，斜纬度 (\(q\)) 对应于垂直于大圆路径的距离。
当向 (\(p\)) 增加的方向（即由 -Aazimuth 设定的方向）移动时，正 (\(q\)) 方向位于左侧。
如果通过 -T 指定了极点，则正 (\(q\)) 方向指向极点。
若要指定斜投影，请使用 -T 选项设置极点。此时投影的赤道已经确定，通过 -C 选项来定位 \(p = 0\) 的经线。
中心点 cx/cy 将被视为 \(p = 0\) 经线所通过的一个点。如果不需要选择特定的点，请使用南极点（cx = 0, cy = -90）。
可以使用 -L 和 -W 选项对数据进行过滤。
如果使用 -W，则仅输出 \(w_{min} < q < w_{max}\) 的点。
如果设置了 -L，则仅输出 \(l_{min} < p < l_{max}\) 的点。
下面详细解释一下这些变量的物理意义。
project 示意图1
图中的红点就是给出的点(x,y)。绿色粗线为测线。 测线上有 3 个点，蓝色和绿色两个点为测线的起点和终点。 以测线起点为原点，以测线为P轴，在测线起点按右手螺旋法则做垂直于P轴的Q轴，构成测线坐标系。 点(x,y)在测线坐标系的坐标即为(p,q)。 紫色点为点(x,y)在测线上的投影点，坐标为(r,s)。
project 示意图2
输入数据（红色圆圈）在原始的 \(x\text{-}y\) （或经纬度 \(lon\text{-}lat\) ）坐标系中给出，
并被投影到由起点 (C) 以及终点 (E) 或方位角 (\(\alpha\)) 定义的 \(p\text{-}q\) 测线坐标系中。
蓝色点的投影坐标为 \((p, 0)\)，在原始坐标系中为 \((r, s)\)。
选项 -L （限制 \(p\) 的范围）和 -W （限制 \(q\) 的范围）可用于排除指定范围之外的数据（浅灰色区域）。
对于特定的大圆和大地距离计算，或反方位角/方位角的计算，最好使用 mapproject，因为 project 仅严格遵循球面计算。
语法
gmt project
[ table ]
-Ccx/cy
[ -Aazimuth ]
[ -Ebx/by ]
[ -Fflags ]
[ -Gdist[unit][/colat][+c][+h][+n] ]
[ -L[w|lmin/lmax] ]
[ -N ]
[ -Q ]
[ -S ]
[ -Tpx/py ]
[ -V[level] ]
[ -Wwmin/wmax ]
[ -Zmajor[unit][/minor/azimuth][+e] ]
[ -bibinary ]
[ -bobinary ]
[ -dnodata[+ccol] ]
[ -eregexp ]
[ -fflags ]
[ -ggaps ]
[ -hheaders ]
[ -iflags ]
[ -oflags ]
[ -qflags ]
[ -sflags ]
[ -:[i|o] ]
[ --PAR=value ]
输入数据
- 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。
必须选项
- -C
可选选项
- -A
- -Aazimuth
定义1中用于指定测线的方位角。参数 azimuth 定义为正北开始的顺时针旋转角。
- -E
- -Ebx/by
定义2中用于指定测线的终点
- -F
- -Fflags
指定输出格式 flags 。使用 xypqrsz 的任意组合按任意顺序指定所需的输出格式 [默认输出格式为 xypqrsz]。 如果输出格式为 ASCII，则 z 还包含任何尾随文本（无论 z 在 flags 中的顺序如何，文本均放置在记录的末尾）。必须使用小写字母且不要在字母之间添加空格。 注意：如果使用了
-G，则输出顺序固定为 rsp，并且此时-F选项无效。
- -G
- -Gdist[unit][/colat][+c][+h][+n]
该选项用于生成测线，此时不需要输入文件 table 。 输出数据有三列：经度、纬度以及当前点离测线起点的距离，即 (r, s, p) ，测点的距离间隔为 dist 。
不使用
-Q选项时， unit 的设置无效。 (r, s, p) 和 dist 的单位强制为弧度。而使用
-Q选项时， r、s 的单位是弧度， p 和 dist 的单位默认为km。可以设置 unit 为其他长度单位，例如 e 表示为m。
可以使用以下附加选项：
- -L
- -L[w|lmin/lmax]
只输出坐标满足 \(l_{min} < p < l_{max}\) 的数据，单位规定见
-Q选项。 若使用了-E选项，则可以简单使用 -Lw 表示只选取 p 在测线起点和终点之间的数据。
- -N
- -N
指定展平地球，在平面内使用笛卡尔坐标变换。不使用本选项默认使用球面三角。 注意： 即使使用了本选项，方位角 azimuth 也是定义为从正北开始的顺时针旋转角， 不是 通常笛卡尔坐标系中的 theta（从 \(x\) 轴开始的逆时针旋转角）。 即：\(azimuth = 90 - theta\)。
- -Q
- -Q
指定原坐标系下 x、y、r、s 的单位是弧度， 测线坐标系下 p、 q、 dist、 lmin、 lmax、 wmin、 wmax 的单位是km。 若不使用本选项，则以上所有量都默认为相同的单位（球面三角中默认全部为弧度）。
- -S
- -S
将输出按照 p 增序排列。在原数据坐标随机分布时较为有用。
- -T
- -Tpx/py
将投影旋转极点的位置设置为 \(px/py\)。
- -V
- -V[level]
设置 verbose 等级 [w]。 (参数详细介绍)
- -W
- -Wwmin/wmax
只输出坐标满足 \(w_{min} < q < w_{max}\) 的数据，单位规定见
-Q选项。
- -Z
- -Zmajor[unit][/minor/azimuth][+e]
创建长轴为 \(major\)、短轴为 \(minor\) 的椭圆坐标。轴长单位默认为 km，长轴方位角 \(azimuth\) 的单位为度。 此功能需与
-C和-G结合使用。注意：对于笛卡尔椭圆（使用
-N），则应该给出相对于水平方向逆时针旋转的 \(direction\) （方向），而非 \(azimuth\) （方位角）。 地理椭圆的 \(major\) 长轴可以通过附加单位后缀来指定所需的单位 [默认为 km]。短轴 \(minor\) 和-G的 dist 也使用相同的单位。 对于退化为正圆的椭圆，可以仅提供单个 \(diameter\) （直径）。附加 +e 调整
-G设置的增量 dist ，使椭圆具有相等的距离增量 [默认使用给定的增量并闭合椭圆]。
- -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)
- -bo
- -bo[ncols][type][w][+l|b]
控制二进制文件的输出格式。 (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)
- -e
- -e[~]"pattern" | -e[~]/regexp/[i]
筛选或剔除匹配指定模式的数据记录。 (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)
- -g
- -g[a]x|y|d|X|Y|D|[col]zgap[+n|p]
确定数据或线段的间断。 (参数详细介绍)
- -h
- -h[i|o][n][+c][+d][+msegheader][+rremark][+ttitle]
在读/写数据时跳过文件开头的若干个记录。 (参数详细介绍)
- -i
- -icols[+l][+sscale][+ooffset][,...][,t[word]]
对输入的数据进行列选择以及简单的代数运算。 (参数详细介绍)
- -o
- -ocols[,...][,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)
- -q
- -q[i|o][~]rows[+ccol][+a|f|s]
对输入或输出的行进行筛选，该选项在一定程度上可以代替 gawk 的某些功能。 (参数详细介绍)
- -s
- -s[cols][+a|+r]
设置 NaN 记录的处理方式。 (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
ASCII 格式精度
ASCII 格式输出数据通过 gmt.conf 配置文件控制。控制经纬度格式的参数为 FORMAT_GEO_OUT ；控制绝对时间的的参数包括 FORMAT_DATE_OUT 和 FORMAT_CLOCK_OUT ；普通浮点数通过参数 FORMAT_FLOAT_OUT 控制。上述格式控制可能会导致精度损失，这会在下游计算中导致一些问题。 如果用户需要保证数据精度，则应考虑将数据写为二进制文件，或者使用 FORMAT_FLOAT_OUT 指定更多的有效数字。
示例
把数据文件ship_03.txt（格式为lon,lat,depth）投影到由两点（330,-18）、（53,21）定义的大圆路径上，并进行排序，只输出距离 p 和深度。 p 的单位是千米:
gmt project ship_03.txt -C330/-18 -T53/21 -S -Fpz -Q > ship_proj.txt
指定测线的起点和终点，在测线上每隔10千米生成一个点。距离测线起点的距离单位为千米:
gmt project -C-50/10 -E-10/30 -G10 -Q > great_circle_points.xyp
指定测线的起点和终点，沿着colatitude=60的小圆上，每隔10千米生成一个点:
gmt project -C-50/10 -E-10/30 -G10/60 -Q > small_circle_points.xyp
利用 -F 选项指定输出坐标 r, s 来得到某点在某测线上的投影点:
echo 102 30 | gmt project -C103/31 -A225 -L0/500 -Frs -Q
已知某点，根据方位角和大圆距离计算另一点。已知一点(120, 25)，根据方位角 45 度，大圆距离 123 千米的点位置
gmt project -C120/25 -A45 -L0/123 -G123 -Q | tail -1
根据地震目录数据，将地震事件投影到深度剖面并绘制：
#!/usr/bin/env bash
gmt begin ex
a=122/22
ap=148/46
# 从GMT远程服务器下载示例地震目录文件
gmt which -Gl @quakes_2018.txt
gmt basemap -JM10c -R116/149/20/48 -Baf
gmt grdimage @earth_relief_04m_p -Cgeo
# 绘制 a-ap 测线。生成测线时以0.1度为间隔输出坐标点。
gmt project -C${a} -E${ap} -G0.1 | gmt plot -W1p,cyan
# 示例文件前三列分别为经度、纬度、深度
# 根据深度绘制不同颜色的圆点
gmt makecpt -Cmagma -T0/600/1 -I
gmt colorbar -Bxaf+lDepth -C
gmt plot quakes_2018.txt -Sc0.2c -C -W0.1
# 绘制地表
gmt basemap -JP10c+a+t18 -R0/36/5711/6371 -Byg6371 -BS -Y11c
# 绘制 410 界面
gmt basemap -Byg6371+5961 -BS
# 绘制 660 界面
gmt basemap -Byg6371+5711 -BS
# 把数据投影到 a-ap 剖面，限制为剖面两侧30度范围的数据
gmt project quakes_2018.txt -C${a} -E${ap} -Fpz -Lw -W-30/30 | gawk '{print $1,6371-$2,$2}' | gmt plot -Sc0.15c -C -W0.1p -N
gmt end show
