第 ２９卷第 ４期
２００７年 １１月
Ｖ０１．２９ Ｎｏ．４
Ｎｏｖｅｍｂｅｒ ２ｏｏ７
基于 ＭＡＴＬＡＢ实现 ３种气 象数据 的读取和绘 图
刘 峰，刘 娟，李 萍 ，林 智
（民航 中南空 中交通管理局气 象中心 ，广东广州 ５１０４０６）
摘 要 ：针对 ＭＩＣＡＰＳ、ＧＲＩＢ和 ＮｅｔＣＤＦ三种气象数据 的特 点 ，利用 ＭＡＴＬＡＢ软 件强大 的数 值计算
和图形制作功能 ，介绍实现数据读取 以及在地图上绘制等值线 、填色等值线 、风矢 量和流线 ４种 图形 的
功能和方法 。
关键词 ：计算机应用 ；ＭＡＴＬＡＢ绘图 ；气象数据 ；背景地 图
中图分 类号 ：ＴＰ３１７ 文献标 识码 ：Ｂ 文章编号 ：１００７—６１９０（２００７）０４—００４５—０３
随着 气象业 务 的不 断 发展 ，庞大 的气象数 据要求 标
准 和高 效 的 数 据 存 储 和 交 换 格 式 。ＭＩＣＡＰＳ、ＧＲＩＢ和
ＮｅｔＣＤＦ等已经成为通用 的数据 格式 。使 用这些 数据前 ，
需要借助专 门软件或者 自行编制程序完成数据 读取和处
理 Ｊ，这对使用者 提出 了较 高的要求 。可以考虑使用具
备数值 计算和可视化 能力 的 ＭＡＴＬＡＢ 软件实 现数据提
取 以及可视化输 出。
利用 ＭＡＴＬＡＢ软件强大的数值计算和 图形制作功能
可实现对 ＭＩＣＡＰＳ、ＧＲＩＢ和 ＮｅｔＣＤＦ三种 气 象 数 据 的读
取，以及在地 图上绘制等值 线 、填 色等值 线 、风矢 量 和流
线 ４种 图形 的功 能。本文 介绍 利用 ＭＡＴＬＡＢ在 Ｗｉｎｄｏｗｓ
环境下 ，如何实 现 ＭＩＣＡＰＳ、ＧＲＩＢ和 ＮｅｔＣＤＦ三种 气 象数
据 的读取 ，以及物理 量图绘制的方 法 ，为 ＭＡＴＬＡＢ在气 象
领域 的应用提供一些参考 。
１ ＭＩＣＡＰＳ数据
ＭＩＣＡＰＳ的数据 文件 为文本 文件 。ＭＩＣＡＰＳ数据有
２种 ，一种是 格 点值 ；另一 种是 离 散点 资 料。 由于 ＭＡＴ—
ＬＡＢ具 备对 离散数 据插值 成格 点数据 的功能 ，因此下 面
介绍对第 ２种资料 的处 理。
选用的数据是第 ２类数据 格式 ，即高空全 要素 填图 。
数据 包括 ２部分 ：
第 １部分是文件头 ，第 ２部 分是数 据 ，包括 ：区站 号 、
经度 、纬度 、拔海 高度 、级别 、高 度 、温 度 、温度 露点 差 、风
向 、风 速 。
数据 的预处理分 ２步。首先去除文件头 ，即将第 １和
第 ２行 删 去 。然 后 将 缺 测 数 据 删 去 ，即将 要 素 值 是
“９９９９”的行删去 。经过预处理的数据是 １０列实数。
１．１ 读取资料和插值
使用 ＭＡＴＬＡＢ的函数 ｆｏｐｅｎ（）和 ｆｓｃａｎｆ（）读取 预处理
后的 ＭＩＣＡＰＳ数据 。代码为 ：
刷 ＝ｆｏｐｅｎ（‘０６０５０６０８．０００’，‘ｒ’）：
ｄａｔａ
—
ａｌｌ＝ｆｓｃａｎｆ（ｆｉｄ，‘％ｇ％ ｇ％ ｇ％ ｇ％ ｇ％ｇ％ ｇ％
ｇ％ｇ％ｇ’，［１０ ｉｎｆ］）；％读取 １０列数据
ｌｏｎ
一
１＝ｄａｔａ
— ａｌｌ（２，：）； ％第 ２列是经度
ｌａｔ
一
１＝ｄａｔａ
—
ａｌｌ（３，：）； ％第 ３列是纬度
ｈｅｉｇｈｔ
＿
ｌ＝ｄａｔａ
＿
ａｌｌ（６，：）； ％第 ６列是位势 高度
ｗｄ＝ｄａｔａ
— ａｌｌ（９，：）； ％第 ９列是风 向
ＷＳ＝ｄａｔａ
＿ ａｌｌ（１０，：）； ％第 １０列是风速
使用插值 函数 ｇｒｉｄｄａｔａ（）将离 散点值 插值为 格点值。
代码为 ：
［１ｏｎ，ｌａｔ］＝ｍｅｓｈｇｒｉｄ（［９０：１：１４０］，［１５：１：５０］）；％
确定格点经纬度范 围
ｚｌ＝ｇｒｉｄｄａｔａ（１ｏｎ一１，ｌａｔ一１，ｈｅｉｇｈｔ＿ｌ，ｌｏｎ，ｌａｔ，‘ｃｕｂｉｃ’）；
１．２ 绘制气象图
陈金辉 研究了使用 ＭＡＴＬＡＢ绘 制气象图 ，但没 有
给出如何使用地 图为底 图。哥伦 比亚大学 开发 了 Ｍ—Ｍａｐ
软件包 。主要功能是支 持 １８种 地 图投 影方式 、１。分辨 率
的全球地形数据集 和 １／４。分辨率 的海岸 线数据集 。图 １
给出了基 于软件包绘制 的等值线 图和风矢量图。
制作方法如下 ：
设置地 图投影 方式 、范 围和海 岸线 使 用 函数 ｍ—ｐｒｏｊ
（）和 Ｉｌｌ—ｃｏａｓｔ（）。代码为 ：
Ｉｌｌ
—
ｐｒｏｊ（‘ｌａｍｂｅｒｔ’，‘ｌｏｎ’，［９０ １４０］，‘ｌａｔ’，［１５ ５０］）；
％设置地图投影方式 、范 围
Ｉｌｌ
—
ｃｏａｓｔ（‘ｐａｔｃｈ’，［１ ．８５ ．７］，‘ｅｄｇｅｃｏｌｏｒ’，
‘ｂｌａｃｋ’）；％绘制海岸线
绘制等值线 图使用函数 Ｉｌｌ—ｃｏｎｔｏｕｒ（）。代码为 ：
Ｉｌｌ
～ ｃｏｎｔｏｕｒ（１ｏｎ．１ａｔ，ｚ１）：
绘 制风矢量 图 ，要先将 风向 、风速值转换为 “、 分量 。
绘 制风矢量 图使用 函数 Ｉｌｌ—ｑｕｉｖｅｒ（）。代码为 ：
Ｕ（ｉ）＝ＷＳ（ｉ） ｓｉｎ（（ｗｄ（ｉ）一１８０） ｐｉ／１８０）；
ｖ（ｉ）＝ＷＳ（ｉ） ＣＯＳ（（ｗｄ（ｉ）一１８０） ｐｉ／１８０）；
Ｉｌｌ
～ ｑｕｉｖｅｒ（１ｏｎ，ｌａｔ，Ｕ，ｖ）；
收稿 日期 ：２００７—０８—０９
作者简介 ：刘 峰（１９７２年生），男 ，工程师 ，硕 士，主要从事航空气象预报 和研究 。
维普资讯 http://www.cqvip.com
