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ReST->MyST Chapter 3 (#1349)
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seisman authored Sep 4, 2024
1 parent f62419c commit 7263a6e
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14 changes: 14 additions & 0 deletions source/tutorial/advanced.md
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@@ -0,0 +1,14 @@
# 进阶教程

《进阶教程》展示如何使用 GMT 实现更复杂的绘图功能。

```{toctree}
:maxdepth: 1
histogram/index
configurations
oneliner
inset
subplot
multifig
```
14 changes: 0 additions & 14 deletions source/tutorial/advanced.rst

This file was deleted.

125 changes: 67 additions & 58 deletions source/tutorial/basemap.rst → source/tutorial/basemap.md
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@@ -1,91 +1,94 @@
绘制底图
========
# 绘制底图

GMT 可以绘制多种不同类型的底图,包括全球地图、区域地图,以及线性坐标轴、
对数轴、指数轴、极坐标轴,甚至 3D 坐标轴。

这一节我们将通过使用 :doc:`/module/coast` 和 :doc:`/module/basemap` 模块绘制
不同类型的底图,并了解 GMT 中 **-J**、**-R**\ 和 **-B** 选项的基本用法。
这一节我们将通过使用 {doc}`/module/coast`{doc}`/module/basemap` 模块绘制
不同类型的底图,并了解 GMT 中 **-J****-R****-B** 选项的基本用法。

全球地图
--------
## 全球地图

要绘制地图,就需要将地球的三维球面投影到一个二维面上,投影的过程需要指定投影方式。
GMT 中使用 **-J** 选项指定地图投影参数以及地图的尺寸。
同时,我们还需要使用 **-R** 选项指定要绘制的区域范围(即经纬度范围)。

下面用最简单的命令绘制了一张全球地图。

```{eval-rst}
.. gmtplot::
:caption: 全球地图(无边框版)
:width: 85%
gmt begin GlobalMap
gmt coast -JH180/12c -R0/360/-90/90 -W0.5p -A10000
gmt end show
```

先忽略后面的 **-W0.5p -A10000**\ (后面章节会介绍到),这里只关注 **-J** 和 **-R** 选项。
先忽略后面的 **-W0.5p -A10000**(后面章节会介绍到),这里只关注 **-J****-R** 选项。
此示例中:

#. **-JH180/12c** 指定地图投影参数,**H** 表示使用 Hammer 投影,地图中心位于经度 180° 处,
地图宽度为 12 厘米(**12c**,**c** 表示单位厘米);
#. **-R0/360/-90/90** 指定要绘制的区域范围,即经度 0° 到 360°,纬度 -90° 到 90°,
四个数字之间用斜杠 **/** 分隔。
1. **-JH180/12c** 指定地图投影参数,**H** 表示使用 Hammer 投影,地图中心位于经度 180° 处,
地图宽度为 12 厘米(**12c****c** 表示单位厘米);
2. **-R0/360/-90/90** 指定要绘制的区域范围,即经度 0° 到 360°,纬度 -90° 到 90°,
四个数字之间用斜杠 **/** 分隔。

上面使用了非常简单的 GMT 命令即绘制出了一张全球地图的底图,但其跟我们常见的
全球地图比还缺了个底图边框。GMT 中可以使用 **-B** 选项为地理底图加上边框
并绘制经纬线。

```{eval-rst}
.. gmtplot::
:caption: 全球地图(有边框版)
:width: 85%
gmt begin GlobalMap
gmt coast -JH180/12c -Rg -Bg -W0.5p -A10000
gmt end show
```

跟上一个脚本相比,此处我们做了两点修改:

#. 使用 **-Rg** 代替了 **-R0/360/-90/90**。这二者是完全等效的。
由于绘制全球地图是很常见的需求,因而 GMT 为其设计了一个更简单的写法。
**-Rg** 中 **g** 代表 **g**\ lobal。
#. 增加了 **-Bg** 选项。**-B** 用于给底图加上边框,其中的 **g** 则用于
向底图中加入网格线(**g** 代表 \ **g**\ rid)。
1. 使用 **-Rg** 代替了 **-R0/360/-90/90**。这二者是完全等效的。
由于绘制全球地图是很常见的需求,因而 GMT 为其设计了一个更简单的写法。
**-Rg****g** 代表 **g**lobal。
2. 增加了 **-Bg** 选项。**-B** 用于给底图加上边框,其中的 **g** 则用于
向底图中加入网格线(**g** 代表 **g**rid)。

.. tip::
:::{tip}
GMT 支持 30 多种不同的地图投影方式,详情见 {doc}`/proj/index` 一章。
将上面的示例脚本中 **-JH180/12c** 修改为下面列出的一些值以了解不同投影方式之间的差异:

GMT 支持 30 多种不同的地图投影方式,详情见 :doc:`/proj/index` 一章。
将上面的示例脚本中 **-JH180/12c** 修改为下面列出的一些值以了解不同投影方式之间的差异:
- **-JA280/30/12c**
- **-JI180/12c**
- **-JK180/12c**
- **-JN180/12c**
- **-JR180/12c**
:::

- **-JA280/30/12c**
- **-JI180/12c**
- **-JK180/12c**
- **-JN180/12c**
- **-JR180/12c**

区域地图
--------
## 区域地图

绘制区域地图与绘制全球地图没有本质区别,我们依然需要使用 **-J** 指定投影方式,
使用 **-R** 指定绘图区域范围,使用 **-B** 指定底图边框。

下面的 GMT 命令绘制了一张新西兰地图。

```{eval-rst}
.. gmtplot::
:caption: 使用国家代码指定绘图区域
:width: 50%
gmt begin NewZealandMap
gmt coast -JM12c -RNZ -Ba -W0.5p -A10000
gmt end show
```

这里我们使用了:

- **-JM12c** 指定了使用墨卡托投影(绘制区域地图最常用的投影方式),地图宽度为 12 厘米;
- **-RNZ** 指定了绘图区域范围,此处 **NZ** 是新西兰的国家代码,GMT 会自动根据国家代码
提取该国家的区域范围并用于绘图;
- **-Ba** 用于给底图添加边框。对于某些地图投影,GMT 默认使用图中所示的黑白相间的
底图边框。**a** 用于添加标注(**a**\ nnotation,即图中的经纬度数字)。
- **-JM12c** 指定了使用墨卡托投影(绘制区域地图最常用的投影方式),地图宽度为 12 厘米;
- **-RNZ** 指定了绘图区域范围,此处 **NZ** 是新西兰的国家代码,GMT 会自动根据国家代码
提取该国家的区域范围并用于绘图;
- **-Ba** 用于给底图添加边框。对于某些地图投影,GMT 默认使用图中所示的黑白相间的
底图边框。**a** 用于添加标注(**a**nnotation,即图中的经纬度数字)。

如果对于根据国家代码自动确定的区域范围不太满意,我们也可以使用 **-R** 选项
最原始的方式来指定区域范围。
Expand All @@ -95,84 +98,90 @@ GMT 中使用 **-J** 选项指定地图投影参数以及地图的尺寸。
通过上面的图,我们大概知道了新西兰的经纬度范围。我们可以直接使用
**-R165/180/-48/-32** 指定绘图区域。

```{eval-rst}
.. gmtplot::
:caption: 使用经纬度范围指定绘图区域
:width: 50%
gmt begin NewZealandMap
gmt coast -JM12c -R165/180/-48/-32 -Bafg -W0.5p -A10000
gmt end show
```

上面的例子中我们还调整了 **-B** 选项,**-Bafg** 表示绘制底图边框的标注(**a**\ nnotation)、
刻度线(**f**\ rame,即图中黑白线段的间隔)和网格线(**g**\ rid)。
上面的例子中我们还调整了 **-B** 选项,**-Bafg** 表示绘制底图边框的标注(**a**nnotation)、
刻度线(**f**rame,即图中黑白线段的间隔)和网格线(**g**rid)。
标注、刻度线以及网格线的间隔由 GMT 算法自动决定。

对 GMT 自动算法确定的间隔不满意?你还可以任意指定自己想要的间隔。
下面例子中,我们对底图进行了进一步的自定义,为 X 轴和 Y 轴分别指定了间隔,
并给底图添加了标题:

- **-Bxa4g2** 表示设置 X 轴(**x**)的标注间隔为 4 度、网格线间隔为 2 度(**a4g2**)
- **-Bya3g3** 表示设置 Y 轴(**y**)的标注间隔为 3 度、网格间隔为 3 度(**a3g3**)
- **-BWSen** 中 WSEN 分别是西南东北四个方向的英文单词首字母,用于控制四条边的属性。
大写的 **WS** 表示给西边和南边添加标注,而小写的 **en** 则表示对于东边和北边
只绘制边框但不显示标注
- **-BWSen+t"New Zealand"** 中 **+t** 用于给整张图添加标题(**t**\ itle)。
由于标题 New Zealand 中含有空格,我们需要使用引号将其括起来
- **-Bxa4g2** 表示设置 X 轴(**x**)的标注间隔为 4 度、网格线间隔为 2 度(**a4g2**
- **-Bya3g3** 表示设置 Y 轴(**y**)的标注间隔为 3 度、网格间隔为 3 度(**a3g3**
- **-BWSen** 中 WSEN 分别是西南东北四个方向的英文单词首字母,用于控制四条边的属性。
大写的 **WS** 表示给西边和南边添加标注,而小写的 **en** 则表示对于东边和北边
只绘制边框但不显示标注
- **-BWSen+t"New Zealand"****+t** 用于给整张图添加标题(**t**itle)。
由于标题 New Zealand 中含有空格,我们需要使用引号将其括起来

```{eval-rst}
.. gmtplot::
:caption: 为区域地图添加标题
:width: 50%
gmt begin NewZealandMap
gmt coast -JM12c -R165/180/-48/-32 -Bxa4g2 -Bya3g3 -BWSen+t"New Zealand" -W0.5p -A10000
gmt end show
```

线性坐标轴
----------
## 线性坐标轴

GMT 最擅长绘制地图,同时也适合绘制最简单的线性坐标轴。同样的,要想绘制线性坐标轴,
我们依然需要使用 **-R** 指定坐标轴范围,使用 **-B** 绘制边框并指定边框和坐标轴属性,
同时,我们还需要使用 **-JX** 指定线性坐标轴的宽度和高度。

下面的示例中,我们使用了:

- **-JX8c/5c** 表明线性坐标轴的宽度为 8 厘米,高度为 5 厘米
- **-R10/70/-4/8** 表明 X 轴范围为 10 到 70,Y 轴范围为 -4 到 8
- **-Bxa10f5g10+l"X Label"** 设置了 X 轴的属性,
**a10f5g10** 分别设置了标注(**a**\ nnotation)间隔为 10,
刻度(**f**\ rame)间隔为 5,网格线(**g**\ rid )间隔为 10;
**+l"X Label"** 则为 X 轴添加了标签;对于 Y 轴同理;
- **-JX8c/5c** 表明线性坐标轴的宽度为 8 厘米,高度为 5 厘米
- **-R10/70/-4/8** 表明 X 轴范围为 10 到 70,Y 轴范围为 -4 到 8
- **-Bxa10f5g10+l"X Label"** 设置了 X 轴的属性,
**a10f5g10** 分别设置了标注(**a**nnotation)间隔为 10,
刻度(**f**rame)间隔为 5,网格线(**g**rid )间隔为 10;
**+l"X Label"** 则为 X 轴添加了标签;对于 Y 轴同理;

```{eval-rst}
.. gmtplot::
:width: 60%
:caption: 线性坐标轴
gmt begin linearXY
gmt basemap -R10/70/-4/8 -JX8c/5c -Bxa10f5g10+l"X Label" -Bya4f2g2+l"Y Label" -BWSen+t"Linear X-Y Plot"
gmt end show
```

GMT 同样也可以绘制对数轴、指数轴以及极坐标轴,在这一节中不再介绍。

三维线性坐标轴
--------------
## 三维线性坐标轴

三维坐标轴相对于二维坐标轴多了一个 Z 轴。与二维线性坐标轴类似,我们需要针对 Z 轴
指定 Z 轴的范围、Z 轴的高度以及三维视角。

下面的命令绘制了一个三维线性坐标轴,相比于传统的二维线性坐标轴,其不同之处在于:

- **-R** 选项中有 6 个数字,后面两个数字表示 Z 轴最小值和最大值
- **-JZ5c** 指定了 Z 轴的高度为 5 厘米
- **-Bzaf** 指定了 Z 轴的标注和刻度属性
- **-BSEwnZ+b** 中 **Z+b** 表示绘制一条 Z 轴,并绘制出整个长方体的所有边
- **-p130/30** 指定了看这个长方形的视角。130 和 30 分别为三维视角的方位角和高度角。
这个解释起来稍复杂,读者可以自己试试修改这两个参数并查看效果。方位角的取值范围
为 0 到 360 度,高度角的取值范围为 0 到 90 度。
- **-R** 选项中有 6 个数字,后面两个数字表示 Z 轴最小值和最大值
- **-JZ5c** 指定了 Z 轴的高度为 5 厘米
- **-Bzaf** 指定了 Z 轴的标注和刻度属性
- **-BSEwnZ+b****Z+b** 表示绘制一条 Z 轴,并绘制出整个长方体的所有边
- **-p130/30** 指定了看这个长方形的视角。130 和 30 分别为三维视角的方位角和高度角。
这个解释起来稍复杂,读者可以自己试试修改这两个参数并查看效果。方位角的取值范围
为 0 到 360 度,高度角的取值范围为 0 到 90 度。

```{eval-rst}
.. gmtplot::
:width: 50%
:caption: 三维线性坐标轴
gmt begin 3DMap
gmt basemap -R10/70/-4/8/-10/10 -JX8c/5c -JZ5c -Bxa10+lX -Bya4+lY -Bzaf+lDepth -BSEwnZ+b+t"3D Plot" -p130/30
gmt end show
```
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