-B 選項

-B 選項用於控制底圖邊框的繪製。

-B 選項有兩套語法，分別用於設置底圖邊框以及每條邊的屬性，因而在一個命令中可能需要多次使用 -B 選項。若命令中沒有出現 -B 選項，則不繪製底圖邊框。

邊框設置

-B 選項在設置邊框屬性時的語法爲:

-B[axe][+b][+gfill][+n][+olon/lat][+ttitle]

其中：

  • axes 控制顯示底圖的哪幾條邊，具體寫法在下面會進一步介紹
  • +ttitle 指定當前底圖的標題。該標題位於底圖上方的中間位置。標題可以是任意字符串，如果是字符串中有空格，則必須用引號將字符串括起來。標題的文本屬性由 FONT_TITLE 控制。標題與上邊框之間的距離由 MAP_TITLE_OFFSET 控制。
  • +gfill 爲底圖內部填充背景色，見 填充
  • +n 只繪製邊框，而不繪製刻度線和標註
  • +b 僅適用於3D底圖，使用該子選項則會根據繪製3D底圖的12條邊
  • +oilon/lat 指定網格線的參考點。默認情況下，網格線是以北極點作爲參考的，如果你想要以另一個點作爲參考繪製傾斜的網格線，則可以使用 +o 子選項

通常情況下，只需要使用 axes 和 +ttitle 選項。

axes

axes 用於控制要繪製哪些邊以及這些邊是否有刻度或標註。axes 的格式爲:

WSENZ[1234]wesez[1234]lrbtu

Source Code

../_images/B-gmtplot-0.png

二維底圖（上圖左圖）有四條邊，分別用東西南北（WSEN或wsen）或左右上下（lrtb）的單詞首字母表示。每條邊都有四種狀態：

  1. 不出現某個字母 => 不繪製該字母所對應的邊
  2. 出現大寫字母WSEN => 繪製某條邊，該邊有刻度、有標註
  3. 出現小寫字母wsen => 繪製某條邊，該邊有刻度、無標註
  4. 出現小寫字母lrtb => 繪製某條邊，該邊無刻度、無標註

下圖給出了不同的 -B 選項繪製出來的效果圖。讀者可以修改如下命令中的 -B 選項來嘗試不同搭配的效果:

gmt basemap -R0/4/0/4 -JX10c -BWS -pdf axes

Source Code

../_images/B-gmtplot-1.png

3D底圖有12條邊（上圖右圖）。對於3D底圖而言，Zzu 用於控制Z軸的繪製。

  • Z 表示有刻度和標註
  • z 表示有刻度無標註
  • u 表示無刻度無標註

默認只繪製一條Z軸，可以額外加上 1234 的任意組合來表示要繪製哪些Z軸。其中 1 始終表示位於左下角的Z軸，其他Z軸按逆時針順序編號。加上 +b 子選項則繪製全部12條邊。

下圖展示了3D繪圖中 -B 選項的不同用法。讀者可以修改如下命令中的 -B 選項來實現不同搭配的效果:

gmt basemap -R0/10/0/10/0/10 -JX5c -JZ5c -Bxaf -Byaf -Bzaf -BwesnZ+t"-BwesnZ" -p130/30 -pdf map

Source Code

../_images/B-gmtplot-2.png

軸設置

X軸、Y軸、Z軸，每條軸都有很多屬性，包括刻度間隔、網格線間隔、軸標籤以及標註的間隔、前綴和單位。軸屬性可以用如下語法控制:

-B[p|s][x|y|z]intervals[+aangle|n|p][+l|Llabel][+slabel][+pprefix][+uunit]

以上語法也可以被拆分爲兩部分:

-B*[p|s][x|y|z]intervals 和 -B*[p|s][x|y|z][+aangle|n|p][+l|Llabel][+slabel][+pprefix][+uunit]

其中，

  • p|s 表示一級屬性（primary）和二級屬性(secondary)
  • x|y|z 表示設置哪一條軸的屬性
  • interval 設置刻度、網格線、標註的間隔
  • +aangle|n|p 用於設置標註的傾斜角度，其中 angle 是相對於水平方向的旋轉角度，取值範圍爲-90到90。+an 等效於 +a90 即垂直標註， +ap 等效於 +a0 即平行標註。對於Y軸標註而言，不支持任意角度的標註，僅支持 +ap 和 +an。
  • +llabel 用於給指定的軸加標籤。默認情況下，X軸標籤文字方向平行於X軸，Y軸標籤文字方向平行於Y軸。對於Y軸，可以使用 +Llabel 使得Y軸標籤文字方向平行於X軸
  • +slabel 與 +llabel 類似，也用於給指定的軸添加標籤。當同時使用 +llabel 和 +slabel 時，前者用於指定左軸或下軸的標籤，而後者用於指定右軸和上軸的標籤。
  • +pprefix 在選中的軸的標註加前綴
  • +uunit 給選中的軸的標註加單位。對於地圖而言，標註的單位爲度，該符號是自動添加的，由 FORMAT_GEO_MAP 控制

x|y|z

x|y|z 用於指明要設置哪條邊的屬性，默認值爲 xy，即同時設置X軸和Y軸的屬性。可以指定單個軸（比如只有 x），也可以同時指定多個軸（比如 xy 和 xyz）。如果想要不同軸有不同的設置，則需要多次使用 -B 選項，每個指定不同的軸。例如:

-Bxaf -Byaf
-Bxyzaf

interval

每個軸都有三個屬性，分別是標註（annotation）、刻度（frame）和網格線（grid）。下圖展示了這三個名詞在繪圖時的具體含義。

Source Code

../_images/B-gmtplot-3.png

interval 用於設置這三個屬性的間隔，它是一個或多個 [t]stride[±phase][u] 的組合。

  • t 可以取 a（標註）、f（刻度）、g（網格線），表明要設置軸的哪個屬性的間隔
  • stride 用於設置間隔，stride 爲0，表示不繪製
  • ±phase 可以用於控制標註、刻度或網格線的起算點
  • u 是間隔的單位，通常只在繪製時間軸時才使用

-B 選項還有一個可以自動計算間隔的功能，-Bafg 會根據當前的區域大小等信息自動計算合適的間隔，-Bxafg -Byafg 則會對X軸和Y軸分別計算合適的間隔。

讀者可以將命令:

gmt basemap -JX10c/10c -R0/10/0/10 -Ba2f1g1 -pdf test

中的 -B 選項替換成如下不同的值並查看繪圖效果以理解各個參數的含義：

  • -Ba2f1g1
  • -Bxa2 -Bya1
  • -Bxafg -Byafg
  • -Ba2+1f1g1

p|s

對於每個軸來說，都有兩個等級的屬性可以設置，分別稱爲p（Primary）和s（Secondary）。

對於地理座標而言，通常只需要使用默認的Primary屬性即可，而Secondary則主要用於座標軸爲時間軸的情況下，此時 p 和 s 分別用於指定不同尺度的時間間隔。在GMT默認的情況下，p 屬性的標註比較靠近座標軸，而 s 屬性的標註離座標軸稍遠。p 和 s 的用法與區別，可以參考後面給出的例子。

地理底圖

地理底圖與一般的座標軸不同，其底圖類型 MAP_FRAME_TYPE 使用 fancy 形式。

Source Code

../_images/B-gmtplot-4.png

地理底圖示例1

-Ba1f15mg5m -BS

下圖同時使用了 p 和 s 兩級屬性。這裏 p 屬性用於顯示弧度，s 屬性用於顯示弧分。

Source Code

../_images/B-gmtplot-5.png

地理底圖示例2

同時使用P和S兩級屬性 -Bpa15mf5mg5m -BwSe -Bs1f30mg15m

笛卡爾線性軸

對於一般的線性軸而言，標註的格式由 FORMAT_FLOAT_OUT 決定，其默認值爲 %g，即根據數據的大小決定用一般表示還是指數表示，小數位的數目會根據 stride 自動決定。若設置 FORMAT_FLOAT_OUT 爲其他值，則會嚴格使用其定義的格式，比如 %.2f 表示顯示兩位小數。

Source Code

../_images/B-gmtplot-6.png

笛卡爾線性軸

-R0/12/0/0.95 -JX3i/0.3i -Ba4f2g1+lFrequency+u” %” -BS

笛卡爾log10軸

由於對數座標的特殊性，stride 參數具有特殊的含義。下面說明 stride 在對數座標下的特殊性：

  • stride 必須是1、2、3或負整數-n。
    • 1：每10的指數
    • 2：每10的指數的1、2、5倍
    • 3：每10的指數的0.1倍
    • -n：每10的n次方出現一次
  • 在 stride 後加 l，則標註會以log10的值顯示，比如100會顯示成2
  • 在 stride 後加 p，則標註會以10的n次方的形式顯示，比如10-5

Source Code

../_images/B-gmtplot-7.png

對數座標軸

(上) -R1/1000/0/1 -JX3il/0.25i -Ba1f2g3(中) -R1/1000/0/1 -JX3il/0.25i -Ba1f2g3l(下) -R1/1000/0/1 -JX3il/0.25i -Ba1f2g3p

笛卡爾指數軸

正常情況下，stride 用於生成等間隔的標註或刻度，但是由於指數函數的特性，這樣的標註會在座標軸的某一端擠在一起。爲了避免這個問題，可以在 stride 後加 p，則標註會按照轉換後的值等間隔出現，而標註本身依然使用未轉換的值。比如，若stride=1，pow=0.5（即sqrt），則在1、4、處會出現標註。

Source Code

../_images/B-gmtplot-8.png

指數投影座標軸

(上) -R0/100/0/0.9 -JX3ip0.5/0.25i -Ba20f10g5 (下) -R0/100/0/0.9 -JX3ip0.5/0.25i -Ba3f2g1p

時間軸

時間軸與其他軸不同的地方在於，時間軸可以有多種不同的標註方式。下面會用一系列示例來演示時間軸的靈活性。在下面的例子中，儘管只繪製了X軸（繪圖時使用了 -BS），實際上時間軸標註的各種用法使用於全部軸。

在繪製時間軸時，需要指定時間間隔，時間間隔的單位可以取如下值：

GMT時間單位
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) (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)

第一個例子展示了2000年春天的兩個月，想要將這兩個月的每週的第一天的日期標註出來。

gmt begin GMT_-B_time1 pdf,png
gmt set FORMAT_DATE_MAP=-o FONT_ANNOT_PRIMARY +9p
gmt basemap -R2000-4-1T/2000-5-25T/0/1 -JX5i/0.2i -Bpa7Rf1d -Bsa1O -BS
gmt end
../_images/B-gmtplot-9.png

時間軸示例1

需要注意，-Bsa1O 指定了次級標註的間隔爲一個月，由於此處使用的是大寫的 O，因而具體的顯式方式由 FORMAT_DATE_MAP 決定。根據 FORMAT_DATE_MAP 的說明可知，其值爲 -o 表明以月份名格式顯式。破折號表示要去掉日期前面的前置零（即02變成2）。

下面的例子用兩種不同的方式標註了1969年的兩天。圖中下面的例子使用周來標註，上面的例子使用日期來標註。

gmt begin GMT_-B_time2 pdf,png
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 -Bpa6Hf1h -Bsa1K -BS
gmt basemap -Bpa6Hf1h -Bsa1D -BS -Y0.65i
gmt end
../_images/B-gmtplot-10.png

時間軸示例2

第三個例子展示了兩年的時間，並標註了每年以及每三個月。年標註位於一年間隔的中間，月標註位於對應月的中間而不是三個月間隔的中間。

gmt begin GMT_-B_time3 pdf,png
gmt set FORMAT_DATE_MAP o FORMAT_TIME_PRIMARY_MAP Character FONT_ANNOT_PRIMARY +9p
gmt basemap -R1997T/1999T/0/1 -JX5i/0.2i -Bpa3Of1o -Bsa1Y -BS
gmt end
../_images/B-gmtplot-11.png

時間示例3

第四個例子展示了一天中的幾個小時，通過在R選項中指定 t 來使用相對時間座標。這裏使用了 p 屬性和 s 屬性，12小時制，時間從右向左增加：

gmt begin GMT_-B_time4 pdf,png
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 -Bpa15mf5m -Bsa1H -BS
gmt end
../_images/B-gmtplot-12.png

時間軸示例4

第五個例子用兩種方式展示了幾周的時間：

gmt begin GMT_-B_time5 png,pdf
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 -Bpa1K -Bsa1U -BS
gmt set FORMAT_DATE_MAP o TIME_WEEK_START Sunday FORMAT_TIME_SECONDARY_MAP Chararacter
gmt basemap -Bpa3Kf1k -Bsa1r -BS -Y0.65i
gmt end
../_images/B-gmtplot-13.png

時間軸示例5

第六個例子展示了1996年的前5個月，每個月用月份的簡寫以及兩位年份標註：

gmt begin GMT_-B_time6 pdf,png
gmt set FORMAT_DATE_MAP "o yy" FORMAT_TIME_PRIMARY_MAP Abbreviated
gmt basemap -R1996T/1996-6T/0/1 -JX5i/0.2i -Ba1Of1d -BS
gmt end
../_images/B-gmtplot-14.png

時間軸示例6

第七個例子：

gmt begin GMT_-B_time7 pdf,png
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 -Bpa5Df1d -Bsa1Y -BS
gmt end
../_images/B-gmtplot-15.png

時間軸示例7

弧度軸 \(\pi\) 的標註

如果座標軸以弧度爲單位，用戶可以直接指定 \(\pi\) 的整數倍或分數倍作爲標註間隔，其格式爲 [+|-][s]pi[f] ，其中 s 表示標註間隔是 \(\pi\) 的 s 倍，而 f 表示標註間隔爲 \(\pi\) 的 f 分之一。

示例:

gmt basemap -JX10c/5c -R-12pi/12pi/-1/1 -Bxa3pi -pdf test1
gmt basemap -JX10c/5c -R-pi/pi/-1/1 -Bxapi4 -pdf test2

自定義軸

GMT允許用戶定義標註來實現不規則間隔的標註，用法是 -Bc 後接標註文件名。

標註文件中以“#”開頭的行爲註釋行，其餘爲記錄行，記錄行的格式爲:

coord   type   [label]
  • coord 是需要標註、刻度或網格線的位置
  • type 是如下幾個字符的組合
    • a 或 i 前者爲annotation，後者表示interval annotation
    • 在一個標註文件中，a 和 i 只能出現其中的任意一個
    • f 表示刻度，即frame tick
    • g 表示網格線，即gridline
  • label 默認的標註爲 coord 的值，若指定 label，則使用 label 的值

需要注意，coord 必須按遞增順序排列。

下面的例子展示中展示了自定義標註的用法，xannots.txt 和 yannots.txt 分別是X軸和Y軸的標註文件：

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 pdf,png
gmt basemap -R416/542/0/6.2831852 -JX-5i/2.5i -Bpx25f5g25+u" Ma" -Bpycyannots.txt -BWS+glightblue
gmt basemap -R416/542/0/6.2831852 -JX-5i/2.5i -Bsxcxannots.txt -BWS \
              --MAP_ANNOT_OFFSET_SECONDARY=10p --MAP_GRID_PEN_SECONDARY=2p
gmt end
rm -f [xy]annots.txt
../_images/B-gmtplot-16.png

自定義座標軸