sphdistance

贡献者

周茂


官方文档

sphdistance

简介

在球上创建 Voronoi 距离,节点或自然最邻近网格

sphdistance 读取一个或多个 ASCII(或二进制)坐标文件,使用所有的坐标创建 Voronoi 图。得到的多边形用来创建球面上的网格,其中网格值为到坐标文件中坐标的最近距离(见 -E )。 创建 Voronoi 图使用 STRIPACK 算法。可以使用 sphtriangulate 提前创建多边形文件以节省时间和运行时所需的空间。

语法

gmt sphdistance [ table ] -Ggrdfile -Iincrement -Rregion [ -C ] [ -D ] [ -Ed|n|z[dist] ] [ -Lunit ] [ -Nnodetable ] [ -Qvoronoi.txt ] [ -V[level] ] [ -bbinary ] [ -dnodata[+ccol] ] [ -eregexp ] [ -hheaders ] [ -iflags ] [ -jflags ] [ -qiflags ] [ -rreg ] [ -:[i|o] ] [ --PAR=value ]

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。

-Goutgrid[=ID][+ddivisor][+ninvalid] [+ooffset|a][+sscale|a] [:driver[dataType][+coptions]]

输出网格文件名,其中各子选项的含义见 网格文件

-Ixinc[+e|n][/yinc[+e|n]]

指定X和Y方向的网格间隔

  • xincyinc 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 xincyinc 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:

  • 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-r 覆盖相应的值

-Rxmin/xmax/ymin/ymax[+r][+uunit] (more …)

指定数据范围

可选选项

-C

用于节省内存。该模块默认在运算过程中同时保存地理坐标和笛卡尔坐标,但对于大型数据集,这可能会占据很大内存,因此使用该选项可以只保留其中一种坐标以节省内存,必要的时候 GMT 会自动实现坐标转换。在使用 -Q 选项时,该选项无用

-D

用于删掉重复点 [默认不删除,即假定数据中不存在重复]

-Ed|n|z[dist]

指定球面网格中每个网格值的类型。

  • d 默认选项,计算球面上网格点到输入坐标的最近距离

  • n 将网格值设置为所在多边形的 ID

  • z 将网格值设置为所在多边形的节点(即 Delaunay 三角网的外接圆圆心)上的值

dist 为在球面弧上进行重采样的间隔,默认为 1,单位为度。

-Lunit

指定距离计算的单位,可选项包括 e (m), f (foot), k (km), M (mile),n (nautical mile),u (survey foot),或 d (spherical degree)

-Nnodetable

nodetable 文件度读取每个 Voronoi 多边形相关的节点坐标和面积等信息 [默认从输出 ASCII 文件的段信息中获取]。

-Qvoronoi.txt

指定 Voronoi 多边形文件 [默认使用输入数据构建 Voronoi 图]。输入数据为二进制文件,需要 -N 选项指定节点信息。

-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

-bo[ncols][type][w][+l|b] (more …)

设置二进制输出的数据格式

-d[i|o]nodata (more …)

将输入数据中等于 nodata 的记录替换为 NaN,或将输出数据中值为 NaN 的记录替换为 nodata

-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)

-je|f|g (more …)

设置球面距离的计算方式

-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

-^-

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 -

-++

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

示例

创建一个球面网格,网格值为到 hotspots.txt 文件中点的最近距离,然后以 200 km 为间隔在球面网格创建等值线,每 1000 km 设置标注

gmt begin map
    gmt sphtriangulate @hotspots.txt -Qv -D > t.txt
    gmt sphdistance -Rg -I1 -Qt.txt -Gt.nc -Lk
    gmt grdcontour t.nc -JG-140/30/7i -C200 -A1000 -Bafg
gmt end show

testdata.txt 创建 Voronoi 图,并生成 1 度分辨率的全球距离网格

gmt sphdistance testdata.txt -Rg -I1 -Gglobedist.nc

上述代码也可分成两个命令

gmt sphtriangulate testdata.txt -Qv > voronoi.txt
gmt sphdistance -Qvoronoi.txt -Rg -I1 -Gglobedist.nc

此外,GMT 官方示例 35 展示了使用本模块和全球海岸线创建海洋到海岸线的距离网格。

注意事项

STRIPACK 算法需要输入中不包含重复点。 blockmean 等模块可以将多个接近的点合并成单个点。sphdistance-D 选项也可以删除重复点,但是这通过对点的坐标精确比较实现,对大型数据集来说,运行可能会很慢。STRIPACK 算法在检测到重复点时,会直接退出执行

参考文献

Renka, R, J., 1997, Algorithm 772: STRIPACK: Delaunay Triangulation and Voronoi Diagram on the Surface of a Sphere, AMC Trans. Math. Software, 23(3), 416-434.

相关模块

sphtriangulate, triangiulate