-B 选项
-B 选项用于设置底图边框和轴的属性。
frame_setting包括:绘制哪条边、画布填充以及图标题
axes_setting包括:标注、刻度、网格线间隔、轴标签以及标注单位
-B 选项有两套语法,分别用于设置底图边框以及每条边(轴)的属性, 因而在一个命令中可能需要多次使用 -B 选项。
若命令中没有出现 -B 选项,则不绘制底图边框。
若命令中仅出现 -B,后面没有任何子选项或字符,则默认绘制上下左右四个轴, 只在左轴和下轴绘制刻度并标注;其效果等效于
-BWSrt
,具体参数含义见下文。
边框设置
-B 选项在设置边框属性时的语法为:
-B[axes][+b][+gfill][+i[val]][+n][+olon/lat][+ssubtitle][+ttitle][+w[pen]][+xfill][+yfill][+zfill]
其中:
axes 控制显示底图的哪几条边,具体用法在下面进一步介绍
+ttitle 指定当前底图的标题。该标题位于底图上方的中间位置。 标题的文本属性由 FONT_TITLE 控制, 标题与上边框之间的距离由 MAP_TITLE_OFFSET 控制
+ssubtitle (需要 +ttitle 子选项)指定底图副标题,位于标题下方。 副标题的文本属性由 FONT_SUBTITLE 控制
+gfill 为底图内部填充颜色,见 填充;在 3-D 图中可用于填充两个背景墙
+n 表示不绘制边框
+i[val] 对于某些投影方式,某条轴可能不会被绘制或标注(比如 360 度的方位投影地图没有纬度轴,全球 Hammer 投影没有经度轴),使用该子选项可以强制标注一个 val 经线或纬线。 [ val 默认值为 0 ]
+olon/lat 指定网格线的参考点。默认情况下,网格线是以北极点作为参考的, 如果你想要以另一个点作为参考绘制倾斜的网格线,则可以使用 +o 子选项
以下子选项仅用于绘制 3-D 图:
+b 使用该子选项则会绘制 3-D 底图的 12 条边
+w[pen] 绘制 x-z 和 y-z 平面轮廓,pen 可以指定轮廓画笔属性 [默认使用 MAP_GRID_PEN_PRIMARY]
+x[fill] 填充 y-z 平面
+y[fill] 填充 x-z 平面
+z[fill] 填充 z-y 平面
通常情况下,绘图时只需要使用 axes 和 +ttitle 选项。
备注
+ttitle 以及 +ssubtitle 设置的(副)标题可以是任意字符串, 如果是字符串中有空格,则必须用引号将字符串括起来
使用
@^
或者<break>
标记可以将(副)标题分为多行(副)标题中可以使用 LaTeX 表达式,详见 LaTeX 表达式
axes
axes 用于控制要绘制哪些边以及这些边是否有刻度或标注。axes 的格式为:
WSENZ[1234]wsenz[1234]lrbtu
二维底图(上图中的左图)有四条边,分别用东西南北(WSEN 或 wsen)或左右上下(lrtb)的 单词首字母表示。每条边都有四种状态:
不出现某个字母 => 不绘制该字母所对应的边
出现大写字母 WSEN => 绘制某条边,该边有刻度、有标注
出现小写字母 wsen => 绘制某条边,该边有刻度、无标注
出现小写字母 lrtb => 绘制某条边,该边无刻度、无标注
下图给出了不同的 -B 选项绘制出来的效果图。读者可以修改如下命令中的 -B 选项来尝试不同搭配的效果:
gmt basemap -R0/4/0/4 -JX10c -BWS -pdf axes
3-D 底图有 12 条边(上图中的右图)。对于 3-D 底图而言,Zzu 用于控制 Z 轴的绘制
Z 表示有刻度和标注
z 表示有刻度无标注
u 表示无刻度无标注
默认只绘制一条 Z 轴,可以额外加上 1234 的任意组合来表示要绘制哪些 Z 轴。 其中 1 始终表示位于左下角的 Z 轴,其他 Z 轴按逆时针顺序编号。 加上 +b 子选项则绘制全部 12 条边。
下图展示了 3-D 绘图中 -B 选项的不同用法。读者可以修改如下命令中的 -B 选项 来实现不同搭配的效果:
gmt basemap -R0/10/0/10/0/10 -JX5c -JZ5c -Bxaf -Byaf -Bzaf -BwesnZ+t"-BwesnZ" -p130/30 -pdf map
轴设置
X 轴、Y 轴、Z 轴,每条轴都有很多属性,包括刻度间隔、网格线间隔、轴标签以及标注的间隔、前缀和单位。 轴属性可以用如下语法控制:
-B[p|s][x|y|z]intervals[+aangle|n|p][+e[l|u]][+f][+l|Llabel][+s|Sseclabel][+pprefix][+uunit]
以上语法也可以被拆分为两部分:
-B[p|s][x|y|z]intervals 和 -B[p|s][x|y|z][+aangle|n|p][+e[l|u]][+f][+l|Llabel][+s|Sseclabel][+pprefix][+uunit]
其中,
p|s 表示一级属性(primary)和二级属性(secondary),具体用法下面会进一步介绍
x|y|z 表示设置哪一条轴的属性,具体用法下面会进一步介绍
interval 设置刻度、网格线、标注的间隔,具体用法下面会进一步介绍
+aangle|n|p (仅用于笛卡尔轴)用于设置标注的倾斜角度, 其中 angle 是相对于水平方向的旋转角度,取值范围为 -90 到 90 度。 +an 等效于 +a90 即垂直标注 [ y 轴默认标注方式], +ap 等效于 +a0 即平行标注 [ x 轴默认标注方式]。 默认设置可以使用 MAP_ANNOT_ORTHO 修改
+llabel (仅用于笛卡尔轴)用于给指定的轴加标签。 默认情况下,X 轴标签文字方向平行于 X 轴,Y 轴标签文字方向平行于 Y 轴。 对于 Y 轴,可以使用 +Llabel 使得 Y 轴标签文字方向平行于 X 轴
+slabel (仅用于笛卡尔轴)与 +llabel 类似,也用于给指定的轴添加标签。 当同时使用 +llabel 和 +ssecabel 时,前者用于指定左轴或下轴的标签, 而后者用于指定右轴和上轴的标签。 同样,+S 使得 Y 轴标签文字平行于 X 轴
+pprefix (仅用于笛卡尔轴)在选中的轴的标注加前缀
+uunit (仅用于笛卡尔轴)给选中的轴的标注加单位。 对于地理图而言,标注的单位为度,该符号是自动添加的,由 FORMAT_GEO_MAP 控制
+f (仅用于地理坐标轴)在轴标注后增加 W|S|E|N 标志
+e[l|u] 不显示轴末端的标注(该选项可避免在轴相交的 地方不同轴的标注重合)。l 和 u 分别表示较小的标注和较大 的标注。
备注
x|y|z
x|y|z 用于指明要设置哪条边的属性,默认值为 xy,即同时设置 X 轴和 Y 轴的属性。 可以指定单个轴(比如只有 x),也可以同时指定多个轴(比如 xy 和 xyz)。 如果想要不同轴有不同的设置,则需要多次使用 -B 选项,每个指定不同的轴。例如:
-Bxaf -Byaf
-Bxyzaf
interval
每个轴都有三个属性,分别是标注(annotation)、刻度(frame)和网格线(grid)。 下图展示了这三个名词在绘图时的具体含义。
interval 用于设置这三个属性的间隔,它是一个或多个 [a|f|g]stride[phase][unit] 的组合。
a 表示标注、f 表示刻度、g 表示网格线
stride 用于设置间隔的具体值,stride 为 0,表示不绘制
phase 可以用于控制标注的偏移量,需要在前面使用正号或者负号来表示偏移方向
unit 是间隔的单位,通常只在绘制时间轴时才使用,具体见time_axes
使用 cintfile 可以用来实现用户自定义的标注和间隔, 详见Custom axes
-B 选项还有一个可以自动计算间隔的功能,-Bafg 会根据当前的区域大小等 信息自动计算合适的间隔,-Bxafg -Byafg 则会对 X 轴和 Y 轴分别计算合适的间隔。
用户可以将命令:
gmt basemap -JX10c/10c -R0/10/0/10 -Ba2f1g1 -pdf test
中的 -B 选项替换成如下不同的值并查看绘图效果以理解各个参数的含义:
-Ba2f1g1
-Bxa2 -Bya1
-Bxafg -Byafg
-Ba2+1f1g1
p|s
对于每个轴来说,都有两个等级的属性可以设置,分别称为 p(Primary,一级属性)和 s(Secondary,二级属性)。
对于地理坐标而言,通常只需要使用默认的 Primary 属性即可, 而 Secondary 则主要用于坐标轴为时间轴的情况下, 此时 p 和 s 分别用于指定不同尺度的时间间隔。 在 GMT 默认的情况下,p 属性的标注比较靠近坐标轴,而 s 属性的标注离坐标轴稍远。 因此,为了更好的显示,相比于 s 属性,通常情况下, p 属性的标注、刻度线以及网格线间隔都较短,间隔也较小。 p 和 s 的具体用法与区别,可以参考后面给出的例子。
地理底图
地理底图与一般的坐标轴不同,其底图类型支持使用 MAP_FRAME_TYPE 设置为 fancy 形式。 使用 FORMAT_GEO_MAP 以及 MAP_DEGREE_SYMBOL 参数可以修改标注的形式。
图中轴和边框属性设置为 -Ba1f15mg5m -BS
下图同时使用了 p 和 s 两级属性。这里 p 属性用于显示度,s 属性用于显示分。
图中轴和边框属性设置为 -Bpa15mf5mg5m -BwSe -Bs1f30mg15m
笛卡尔线性轴
对于非地理坐标轴,MAP_FRAME_TYPE 隐式地设置为 plain 。
除此之外,笛卡尔轴和地理坐标轴非常类似。
对于一般的线性轴而言,标注的格式由 FORMAT_FLOAT_OUT 决定,
其默认值为 %g
,即根据数据的大小决定用一般表示还是指数表示,
小数位的数目会根据 stride 自动决定。
若设置 FORMAT_FLOAT_OUT 为其他值,则会严格使用其定义的格式,
比如 %.2f
表示显示两位小数。
对于笛卡尔线性轴,使用 +uunit 子选项可以为每个标注添加单位。
上图对应的选项设置为 -R0/12/0/0.95 -JX3i/0.3i -Ba4f2g1+lFrequency+u" %" -BS
某些情况下,标注的长度太长导致水平放置时会形成重叠或标注太少,此时,可以使用 +aangle 子选项将标注适当倾斜(如下图所示)。
gmt basemap -R2000/2020/35/45 -JX12c -Bxa2f+a-30 -BS -png GMT_-B_slanted
笛卡尔 log10轴
由于对数坐标的特殊性,stride 参数具有特殊的含义。下面说明 stride 在对数坐标下的特殊性:
stride 必须是 1、2、3 或负整数 -n。 数字用来设置要素(标注/刻度/网格线)出现的位置。
1:表示要素出现在所有 10 的整次幂的位置
2:表示要素出现在所有 10 的整次幂的 1、2、5 倍的位置
3:表示要素出现在所有 10 的整次幂的 1、2、3、4、…、9 倍的位置
-n:表示要素出现在 10 的 n 次幂的位置
在 stride 后加 l,则标注会以 log10 的值显示,比如 100 会显示成 2
在 stride 后加 p,则标注会以 10 的 n 次方的形式显示,比如 10-5
上图分别为 -R1/1000/0/1 -JX3il/0.25i -Ba1f2g3
、-R1/1000/0/1 -JX3il/0.25i -Ba1f2g3l
和 -R1/1000/0/1 -JX3il/0.25i -Ba1f2g3p
三种情况下的结果,请用户仔细分辨其中的差别。
笛卡尔指数轴
正常情况下,stride 用于生成等间隔的标注或刻度,但是由于指数函数的特性, 这样的标注会在坐标轴的某一端挤在一起。为了避免这个问题, 可以在 stride 后加 p,则标注会按照转换后的值等间隔出现,而标注本身依然使用未转换的值。 比如,若 stride = 1,power = 0.5(即 sqrt ),则在 1、4、9、… 处会出现标注。
图中分别使用 -R0/100/0/0.9 -JX3ip0.5/0.25i -Ba20f10g5
和 -R0/100/0/0.9 -JX3ip0.5/0.25i -Ba3f2g1p
设置轴属性
时间轴
时间轴与其他轴不同的地方在于,时间轴可以有多种不同的标注方式。 下面会用一系列示例来演示时间轴的灵活性。 在下面的例子中,尽管只绘制了 X 轴(绘图时使用了 -BS), 实际上时间轴标注的各种用法可以用于全部轴。
在绘制时间轴时,需要指定时间间隔,时间间隔的单位可以取如下值:
Flag |
Unit |
Description |
---|---|---|
Y |
year |
Plot using all 4 digits |
y |
year |
Plot using last 2 digits |
O |
month |
Format annotation using FORMAT_DATE_MAP |
o |
month |
Plot as 2-digit integer (1--12) |
U |
ISO week |
Format annotation using FORMAT_DATE_MAP |
u |
ISO week |
Plot as 2-digit integer (1--53) |
r |
Gregorian week |
7-day stride from start of week (see TIME_WEEK_START ) |
K |
ISO weekday |
Plot name of weekday in selected language |
k |
weekday |
Plot number of day in the week (1--7) (see TIME_WEEK_START ) |
D |
date |
Format annotation using FORMAT_DATE_MAP |
d |
day |
Plot day of month (1--31) or day of year (1--366) (see FORMAT_DATE_MAP ) |
R |
day |
Same as d; annotations aligned with week (see TIME_WEEK_START ) |
H |
hour |
Format annotation using FORMAT_CLOCK_MAP |
h |
hour |
Plot as 2-digit integer (0--24) |
M |
minute |
Format annotation using FORMAT_CLOCK_MAP |
m |
minute |
Plot as 2-digit integer (0--60) |
S |
seconds |
Format annotation using FORMAT_CLOCK_MAP |
s |
seconds |
Plot as 2-digit integer (0--60) |
备注
时间轴的标注(月、周以及天的名字)可能会同时受 GMT_LANGUAGE,FORMAT_TIME_PRIMARY_MAP 以及 FORMAT_TIME_SECONDARY_MAP 参数的影响。
第一个例子展示了 2000 年春天的两个月,将这两个月的每周的第一天的日期标注出来:
gmt begin GMT_-B_time1
gmt set FORMAT_DATE_MAP=-o FONT_ANNOT_PRIMARY +9p
gmt basemap -R2000-4-1T/2000-5-25T/0/1 -JX5i/0.2i -Bpxa7Rf1d -Bsxa1O -BS
gmt end show
需要注意,-Bsa1O 指定了次级标注的间隔为一个月,由于此处使用的是大写的 O, 因而具体的显示方式由 FORMAT_DATE_MAP 决定。 根据 FORMAT_DATE_MAP 的说明可知,其值为 -o,表明以月份名格式显式。 破折号表示要去掉日期前面的前置零(即 02 变成 2)。
下面的例子用两种不同的方式标注了 1969 年的两天。 图中下面的例子使用周来标注,上面的例子使用日期来标注。
gmt begin GMT_-B_time2
gmt set FORMAT_DATE_MAP "o dd" FORMAT_CLOCK_MAP hh:mm FONT_ANNOT_PRIMARY +9p
gmt basemap -R1969-7-21T/1969-7-23T/0/1 -JX5i/0.2i -Bpxa6Hf1h -Bsxa1K -BS
gmt basemap -Bpxa6Hf1h -Bsxa1D -BS -Y0.65i
gmt end show
第三个例子展示了两年的时间,并标注了每年以及每三个月。 年标注位于一年间隔的中间,月标注位于对应月的中间而不是三个月间隔的中间。
gmt begin GMT_-B_time3
gmt set FORMAT_DATE_MAP o FORMAT_TIME_PRIMARY_MAP Character FONT_ANNOT_PRIMARY +9p
gmt basemap -R1997T/1999T/0/1 -JX5i/0.2i -Bpxa3Of1o -Bsxa1Y -BS
gmt end show
第四个例子展示了一天中的几个小时,通过在 -R 选项中指定 t 来使用相对时间坐标。 这里使用了 p 属性和 s 属性,12 小时制,时间从右向左增加:
gmt begin GMT_-B_time4
gmt set FORMAT_CLOCK_MAP=-hham FONT_ANNOT_PRIMARY +9p TIME_UNIT d
gmt basemap -R0.2t/0.35t/0/1 -JX-5i/0.2i -Bpxa15mf5m -Bsxa1H -BS
gmt end show
第五个例子用两种方式展示了几周的时间:
gmt begin GMT_-B_time5
gmt set FORMAT_DATE_MAP u FORMAT_TIME_PRIMARY_MAP Character \
FORMAT_TIME_SECONDARY_MAP full FONT_ANNOT_PRIMARY +9p
gmt basemap -R1969-7-21T/1969-8-9T/0/1 -JX5i/0.2i -Bpxa1K -Bsxa1U -BS
gmt set FORMAT_DATE_MAP o TIME_WEEK_START Sunday FORMAT_TIME_SECONDARY_MAP Chararacter
gmt basemap -Bpxa3Kf1k -Bsxa1r -BS -Y0.65i
gmt end show
第六个例子展示了 1996 年的前 5 个月,每个月用月份的简写以及两位年份标注:
gmt begin GMT_-B_time6
gmt set FORMAT_DATE_MAP "o yy" FORMAT_TIME_PRIMARY_MAP Abbreviated
gmt basemap -R1996T/1996-6T/0/1 -JX5i/0.2i -Bxa1Of1d -BS
gmt end show
第七个例子展示了 2000 年末,2001 年初的部分时段,天用年积日(一年中第几天)的形式标注:
gmt begin GMT_-B_time7
gmt set FORMAT_DATE_MAP jjj TIME_INTERVAL_FRACTION 0.05 FONT_ANNOT_PRIMARY +9p
gmt basemap -R2000-12-15T/2001-1-15T/0/1 -JX5i/0.2i -Bpxa5Df1d -Bsxa1Y -BS
gmt end show
弧度轴 \(\pi\) 的标注
如果坐标轴以弧度为单位,用户可以直接指定 \(\pi\) 的整数倍或分数倍作为标注间隔, 其格式为 [s]pi[f],其中 s 表示标注间隔是 \(\pi\) 的 s 倍, 而 f 表示标注间隔为 \(\pi\) 的 f 分之一。
gmt basemap -JX10c/5c -R-12pi/12pi/-1/1 -Bxa3pi -BS -png test1
gmt basemap -JX10c/5c -R-pi/pi/-1/1 -Bxapi4 -BS -png test2
自定义轴
GMT 允许用户定义标注来实现不规则间隔的标注,用法是 -Bc 后接标注文件名。
标注文件中以“#”开头的行为注释行,其余为记录行,记录行的格式为:
coord type [label]
coord 是需要标注、刻度或网格线的位置
type 是如下几个字符的组合
a 或 i 前者为 annotation,后者表示 interval annotation, 在一个标注文件中,a 和 i 只能出现其中的任意一个
f 表示刻度,即 frame tick
g 表示网格线,即 gridline
label 默认的标注为 coord 的值,若指定 label,则使用 label 的值
备注
coord 必须按递增顺序排列
下面的例子中展示了自定义标注的用法,xannots.txt 和 yannots.txt 分别是 X 轴和 Y 轴的标注文件:
cat << EOF >| xannots.txt
416.0 ig Devonian
443.7 ig Silurian
488.3 ig Ordovician
542 ig Cambrian
EOF
cat << EOF >| yannots.txt
0 a
1 a
2 f
2.71828 ag e
3 f
3.1415926 ag @~p@~
4 f
5 f
6 f
6.2831852 ag 2@~p@~
EOF
gmt begin GMT_-B_custom
gmt basemap -R416/542/0/6.2831852 -JX-12c/6c -Bpx25f5g25+u" Ma" \
-Bpycyannots.txt -Bsxcxannots.txt -BWS+glightblue \
--MAP_ANNOT_OFFSET_SECONDARY=10p --MAP_GRID_PEN_SECONDARY=2p
gmt end show