繪製線段和多邊形

繪製線條和多邊形是日常繪圖最常見的需求之一，也是所有繪圖軟體必備的功能。這一節我們將學習如何使用 GMT 的 plot 模塊繪製線段和多邊形。

繪製一條線段

要繪製一條線段，就必須提供線段上數據點的信息，即數據的X座標和Y座標。 plot 會自動將輸入數據中相鄰的兩點連接起來。

以下面的數據爲例，這個數據中包含了三個座標點 (2,2)、(8,2) 和 (5,7):

2   2
8   2
5   7

下面的例子中，我們首先使用 UNIX 下的 cat 命令將數據寫入到文件 points.dat 中，然後使用 basemap 模塊繪製了一張底圖，並使用 plot 模塊繪製輸入文件 points.dat 中的數據。

警告

下面的幾行代碼的作用是將兩個EOF中間的三行數據保存到文件 points.dat 中:

cat > points.dat << EOF
2   2
8   2
5   7
EOF

需要注意：Windows Batch 不支持 EOF 語法！ 因而Batch用戶需要使用:

echo 2 2  > points.dat
echo 8 2 >> points.dat
echo 5 7 >> points.dat

將數據寫到文件 points.dat。其它示例也有相同的問題，Batch用戶自行修改，不再專門解釋。

圖中，plot 模塊在繪圖時自動將三個點連接起來，繪製出了一條線段。

cat > points.dat << EOF
2   2
8   2
5   7
EOF

gmt begin SimpleLine png,pdf
    gmt basemap -JX10c -R0/10/0/10 -Baf
    gmt plot points.dat
gmt end show
../_images/lines-gmtplot-0.png

想要修改線段的粗細或顏色？很簡單，可以使用 plot 模塊的 -W 選項設置畫筆屬性。畫筆屬性包括三個部分：線寬、顏色以及線型，三者之間用逗號隔開。

下面的腳本中，我們給 plot 模塊添加了 -W2p,red,- 選項，即設置了畫筆屬性爲 2p 寬的紅色虛線。p 是GMT中的一個長度單位。

cat > points.dat << EOF
2   2
8   2
5   7
EOF

gmt begin SimpleLine png,pdf
    gmt basemap -JX10c -R0/10/0/10 -Baf
    gmt plot points.dat -W2p,red,-
gmt end show
../_images/lines-gmtplot-1.png

你可以嘗試修改線寬、顏色和線型，並查看繪圖效果。幾種常見的線型包括 -、.、.-和 -.。

繪製一個多邊形

plot 在繪製線段時默認是不將線段首尾連接起來的，可以使用 -L 選項將線段的首尾連接起來，構成了一個閉合多邊形。

cat > points.dat << EOF
2   2
8   2
5   7
EOF

gmt begin polygon png,pdf
    gmt basemap -JX10c -R0/10/0/10 -Baf
    gmt plot points.dat -W4p,lightblue -L
gmt end show
../_images/lines-gmtplot-2.png

我們還可以使用 -G 選項爲閉合多邊形填充顏色。

cat > points.dat << EOF
2   2
8   2
5   7
EOF

gmt begin polygon png,pdf
    gmt basemap -JX10c -R0/10/0/10 -Baf
    gmt plot points.dat -W4p,lightblue -Glightred -L
gmt end show
../_images/lines-gmtplot-3.png

這樣我們就得到了一個內部爲淺紅色、輪廓爲淺藍色的多邊形了。如果只想要填充顏色而不繪製輪廓，只需要使用 -G 而不使用 -W 即可。

cat > points.dat << EOF
2   2
8   2
5   7
EOF

gmt begin polygon png,pdf
    gmt basemap -JX10c -R0/10/0/10 -Baf
    gmt plot points.dat -Glightred -L
gmt end show
../_images/lines-gmtplot-4.png

繪製多條線段

學會了如何繪製一條線段，下面介紹如何一次性繪製很多條線段。可以將所有線段的數據點都保存到一個輸入文件中，例如:

>
1   2
4   2
4   8
>
9   2
6   2
6   8

每個線段都包含了若干個數據點，在第一個數據點之前有一個 > 用於標記新的一段數據的開始。這種數據稱之爲多段數據。

與繪製一條線段的命令完全相同，由於輸入數據中有兩段數據，plot 模塊爲我們繪製出了兩條線段。同樣的，兩條線段均爲線寬爲 1p 的紅色實線。

cat > lines.dat << EOF
>
1   2
4   2
4   8
>
9   2
6   2
6   8
EOF

gmt begin MultiLines png,pdf
    gmt basemap -JX10c -R0/10/0/10 -Baf
    gmt plot lines.dat -W1p,red
gmt end show
../_images/lines-gmtplot-5.png

繪製多個多邊形

使用相同的輸入數據，通過加上 -L 可以構成閉合多邊形，加上 -G 爲多邊形設置填充色。

cat > lines.dat << EOF
>
1   2
4   2
4   8
>
9   2
6   2
6   8
EOF

gmt begin MultiPolygons png,pdf
    gmt basemap -JX10c -R0/10/0/10 -Baf
    gmt plot lines.dat -W1p,red -L -Glightred
gmt end show
../_images/lines-gmtplot-6.png

大圓弧路徑

在笛卡爾座標系下，繪製線段時，任意兩點之間會以直線方式連接；而在地理投影下，任意兩點之間則使用大圓弧路徑方法會連接。如果想要在地理投影下也是要直線連接兩點，則需要使用 -A 選項。

下面的命令中，我們首先使用 coast 繪製了一張全球地圖，接着使用 plot 模塊繪製了地球上兩點之間的連線（紅色，以大圓弧路徑方式連接），然後，我們加上了 -A 選項再次繪製了這兩點之間的連線（藍色，以直線方式連接）。從中可以看到 -A 選項的效果。

cat > twopoints.dat << EOF
115         30
250         30
EOF

gmt begin map png,pdf
    gmt coast -JH180/12c -Rg -B0 -W0.5p -A10000
    gmt plot twopoints.dat -W2p,red
    gmt plot twopoints.dat -W2p,blue -A
gmt end show
../_images/lines-gmtplot-7.png