和歌山サイエンスカフェ「インフィニティ」

引き続いて、今回は異なる絵になります。
pscoastを使います。

円錐図法の一つのアルバート正積図法になるようです。
そのため、-Jオプションは
-JB経度/緯度1/緯度2/幅
を指定するようです。

とにかく実行してみると、
$ gmt pscoast -R-130/-70/24/52 -JB-100/35/33/45/6i -Ba -B+t"Conic Projection" -N1/thickest -N2/thinnest -A500 -Ggray -Wthinnest -P > GMT_tut_4.ps



となります。

国境線や州境も入ってますね。
オプションは次回くわしく見てみます。  

エクササイズを見てみると、
gmt.confファイルのFORMAT_GEO_MAPを変えて
試してみましょう。
とあります。

gmt.confファイルはGMTの環境設定をする
ファイルで、これで、いろんなことを設定できるようです。

設定を変更するには gmtsetコマンドを使います。

では、
$ gmt gmtset FORMAT_GEO_MAP ddd:mm
と打ち込んでみます。

同じ範囲で pscoastを使ってみますが
違いを見やすくするために -B オプションを -Ba2.5として
２．５度づつ目盛りを打つようにします。

$ gmt pscoast -R270/290/0/20 -JM6i -P -Ba2.5 -Gchocolate > GMT_tut_3b.ps

を実行すると、

となります。

度分表示になります。
０．５度ずつなので、３０’（分）刻みで表示されています。

度だけで、１度未満が小数点以下で表示されるようにするには
$ gmt gmtset FORMAT_GEO_MAP D
とします。

同じコマンド（出力ファイルだけ変えてます）
$ gmt pscoast -R270/290/0/20 -JM6i -P -Ba2.5 -Gchocolate > GMT_tut_3c.ps
を実行すると


違いが分かると思います。

gmt.confは奥が広そうなので、私も勉強しつつ、今後も取り上げるようにします。
  

前回実行したコマンドは
$ gmt pscoast -R-90/-70/0/20 -JM6i -P -Ba -Gchocolate > GMT_tut_3.ps
です。

-Rオプションは、psbasemapと同じですね。
x軸、y軸の範囲を設定していますが、
ここでは緯度、経度になっています。
また、マイナスは西経、南緯を表します。
プラスの場合は東経、北緯です。
つまり、西経９０度から西経７０度と
北緯０度（赤道）から北緯２０度の範囲を
指定しています。

-Jオプションは投影の仕方です。
Mでメルカトル図法を指定しています。
6iは６インチで、グラフの大きさを指定しています。

-Bオプションは境界の描き方です。
aで目盛りを描くと指定しています。

-Gは塗りつぶし方を指定していて、
chocolate色に指定しています。

-Pは用紙を縦置きにするためのオプションです。  

今回から、地図を描いていきます。
pscoastというコマンドを使います。


では、さっそく、チュートリアルを参考に
$ gmt pscoast -R-90/-70/0/20 -JM6i -P -Ba -Gchocolate > GMT_tut_3.ps
と打ち込んでください。

もしかすると、エラーが発生する場合があります。

pscoast: GSHHG version 2.2.0 or newer is needed to use coastlines with GMT.
Get and install GSHHG from ftp://ftp.soest.hawaii.edu/gshhg/.
pscoast: Could not find file [GSHHG low resolution shorelines]
pscoast: No GSHHG databases available - must abort

海岸線のデータであるGSHHGというものがインストールされていないときに
発生します。

$ sudo apt install gmt-gshhg
と実行するとデータがインストールできます。
より高精度なものや、粗いものもあります。

その上で、再度、先程のpscoastコマンドを実行してください。


地球のあるところの海岸線が描かれます。
縦軸、横軸が緯度、経度を表していますので、
調べてみてください。

オプションは次回に説明していきます。


  

psbasemapも今回で終わりです。
チュートリアルの
http://gmt.soest.hawaii.edu/doc/5.4.3/pdf/GMT_Tutorial.pdf
エクササイズを試してみましょう。

今回はg3オプションを-Bオプションにつけてみます。

$ gmt psbasemap -R1/10000/1e20/1e25 -JX9il/6il -Bxa2f3g3+l"wevelength(m)" -Bya1pf3g3+3+l"Power(w)" -BWS > GMT_tut_2.ps

すると、グリッドが引かれます。


  

gmt psbasemap -R1/10000/1e20/1e25 -JX9il/6il -Bxa2+l"Wavelength (m)"
-Bya1pf3+l"Power(W)" -BWS > GMT_tut_2.ps

-Rオプションでx軸とy軸のそれぞれの範囲を指定します。x軸は1から10,000まで、
y軸は10の20乗から10の25乗までと指定しています。1e20は指数表記でeの前後で
仮数部、指数部を表しています。

-Jオプションで、投影方法と縦横の大きさを指定します。前回と同様、大文字X
で直角座標を指定しています。横幅が9インチ、縦幅が6インチで、対数グラフの
場合は小文字のlを付けます。

-Bオプションで、軸の目盛等を指定します。
今回は小文字のxとyをオプションに付けることで
x軸とy軸を分けて設定しています。
また、小文字lをオプションに追加して軸毎のラベルを設定しています。

最後の -BWS も -Bオプションの一つですが、
WはWestで左側の縦軸、SはSouthで下側の横軸を表しています。
大文字にすると、軸と目盛などが表示されます。
小文字にすると、軸だけが表示されます。
指定しないと表示されません。
ここでは右側の縦軸E(e)と上側の横軸N(n)が指定されていないので
表示されない設定となっています。


  

チュートリアルを参考に、次にいきましょう。

今回も、psbasemapですね。
両対数のグラフになります。


$ gmt psbasemap -R1/10000/1e20/1e25 -JX9il/6il -Bxa2+l"Wavelength (m)" -Bya1pf3+l"Power(W)" -BWS > GMT_tut_2.ps

を打ち込み、実行すると、



横置きの紙に
下と左のみ軸が描かれて、それぞれが対数表示になっていますね。
またそれぞれの軸にラベルがつきました。

次回で、オプションの解説をします。  

前回のpsbasemapのオプションを少し変えてみて
どうなるか見てみましょう。

グラフの範囲をｘ軸について、−１００から１００まで
y軸を-60から60までにします。
-Rオプションは -R-100/100/-60/60にします。

目盛りを２０毎に数値を入れて、小さい目盛りを10毎に入れ、
20毎にグリッドの線も入れてみます。
-Bオプションに f と gを加えます。また数値を入れてそれぞれ指定します。
-Ba20f10g20とします。

グラフの大きさは横に5インチ、縦に3インチにします。
-Jオプションは-JX5i/3iとします。

描画域の色を青色に
タイトルも「My Second Plot」に変更してみましょう。
-B+gblue+t"My Second Plot"とします。

紙は横置きのため -P オプションは抜きました。

コマンドは
$ gmt psbasemap -R-100/100/-60/60 -JX5i/3i -Ba20f10g20 -B+gblue+t"My Second Plot" > GMT_tut_1b.ps
になります。
出力ファイル名も変更しています。

出来上がる図は次のようになります。


  

前回では、
$ gmt psbasemap -R10/70/-3/8 -JX4i/3i -Ba -B+glightred+t"My first plot" -P
> GMT_tut_1.ps
を実行してみました。

それぞれのコマンドを詳しく見ていきましょう。

GMTにおいて、コマンドのことを調べるには、
man pagesを参照するのが一番良いです。
http://gmt.soest.hawaii.edu/doc/5.3.2/man_pages.html
ただ、英語なのでいろいろ困難を伴うところもあります。

ちなみに、psbasemapコマンドは
http://gmt.soest.hawaii.edu/doc/5.3.2/psbasemap.html
を見てください。


まず、冒頭に
psbasemapは
Postscript（ポストスクリプト）
の白地図を描くものです
と書かれています。

グラフの大きさの設定や、
横軸（ｘ軸）・縦軸（ｙ軸）について範囲や目盛の付け方、
グリッドを描くか、タイトルやラベル等の
設定をするために、まず呼び出すコマンドと
考えるといいと思います。

グラフの中身については、psbasemapで描いた白地図（軸など）
に上書きしながら付け加えていくイメージで大丈夫です。


記述の仕方は、
psbasemap -Jparameters -Rwest/east/south/north[/zmin/zmax][r] [ -B[p|s]
parameters ] [ -A[file] ] [ -Dinsert box ] [ -Fbox ] [ -K ] [ -Jz|
Zparameters ] [ -Lscalebar ] [ -O ] [ -P ] [ -U[stamp] ] [ -Trose ] [ -
Tmag_rose ] [ -V[level] ] [ -Xx_offset ] [ -Yy_offset ] [ -ccopies ] [ -
fflags ] [ -pflags ] [ -ttransp ]
となっています。

たくさんオプションがありますが、
-J -Rオプションは必須のようです。
[ ]で閉じられたオプションは必要に応じて設定します。

前回の例では、
-R10/70/-3/8
-JX4i/3i
-Ba
-B+glightred+t"My first plot"
-P
の５つオプションを使用しています。

-Rオプションは
http://gmt.soest.hawaii.edu/doc/5.3.2/gmt.html#r-full
に詳しい説明があります。
このオプションでｘ軸、ｙ軸の範囲を設定します。
ここでは、ｘ軸を10から70までの範囲に、
ｙ軸を-3から8までの範囲に設定しています。


-Jオプションは
http://gmt.soest.hawaii.edu/doc/5.3.2/gmt.html#j-full
に詳しい説明があります。
-Jオプションは、地図やグラフの投影の仕方を設定します。
Jに続けて文字を加えることで設定します。
たとえば、-Jmとするとメルカトル図法で描く等の設定があります。
ここでは -JX4i/3i となっていますので、Xで直角座標系の投影法を
指定し、4i/3iでｘ軸、ｙ軸のそれぞれの長さを指定しています。
iはインチを表すので、ｘ軸が４インチ、ｙ軸が３インチとなります。
注意すべきは小文字を用いた-Jxでは、違う設定になる点です。
小文字xを用いた場合、１単位当たりの長さを指定することになります。



-Bオプションは
軸等の設定をするオプションです。
まず-Baのaは「anotation」の頭文字から取られています。
目盛の数値を描くかを設定します。aに続けて数値を入れると
目盛の数値の間隔を設定できます。
また、-B+glightred+t"My first plot" は
+gに続いて描画領域の色を設定し、
+tに続く文字列でタイトルを設定します。

最後の-Pオプションは
紙を縦置きに指定するものです。
「Portrait」のPです。
指定しないと横置き（Landscape）になります。

では、もう一度出力を確認してみましょう


  

では、さっそくGMTを始めましょう。

本家GMT wiki
http://gmt.soest.hawaii.edu/
の
チュートリアルを参考にすすめるのがいいと思います。
http://gmt.soest.hawaii.edu/doc/5.4.3/pdf/GMT_Tutorial.pdf

pdf版がダウンロードできます。

まずは、基本コマンドである
psbasemap
を試してみましょう。

GMTのバージョン５からは、
$ gmt psbasemap
のように
gmtというコマンドに続けて、入力します。

これだけ入力してリターンすると、



となってエラーがたくさん出てきちゃいます。

GMTでは、コマンドに引き続いて、いくつかのオプションをつけなければいけません。
-J　や　-R　と言ったものです。
他にも、出力される画像（ポストスクリプト形式のもの）も指定しないといけません。

tutorialでは、
$ gmt psbasemap -R10/70/-3/8 -JX4i/3i -Ba -B+glightred+t"My first plot" -P > GMT_tut_1.ps
となっているので、
入力すると GMT_tut_1.ps
というファイルができあがります。



こんな感じ。
次回はこの説明で。

  

第２回目は、GMTをインストールします。

ubuntu18.04では、ターミナル（端末）を立ち上げ
$ sudo apt install gmt
と打ち込み、続いてパスワードを入力すれば、
インストールされる。

海岸線のデータもインストールしたい場合は、
$ sudo apt install gmt-gshhg gmt-gshhg-high gmt-gshhg-low
を実行すればよい。

随分、簡単になりました。

$ gmt
と打ち込んで、エラーがでなければOKです。

$ gmt --version
と打ちこむと、バージョン情報がでます。
  

GMTとはGeneral Mapping Toolsの略で、
ハワイ大学で開発されている。
オープンソースの約８０のコマンドラインで
扱う命令群である。
高度な地図やグラフが作れ、無料で利用が可能である。
GSHHGの海岸線のデータやDCWの国境線のデータなども
簡便に用いることができる。

GMTは現在、世界各地のボランティアやNationalScienceFoundationの
サポートのもと、Paul Wessel氏、Walter H. F. Smith氏、
Remko Scharroo氏、Joaquim Luis氏とFlorian Wobbe氏により、
開発・メンテナンスが行われている。

GMTに関する情報は、ハワイ大学のサイト
http://gmt.soest.hawaii.edu/
で得ることができる。

WindowsやMacでも利用可能であるが、Linuxでの利用が一番利用しやすく
情報も多い。
当サイトではUbuntu(18.04LTS）上でGMTのバージョン5.4.2を
用いる形で当面は進めていく。