[NCL, ShellScript] 텍스트 (TXT) 형식인 날짜별 기온 자료를 이용한 시각화 및 자동화 수행

정보

업무명 : 텍스트 (TXT) 형식인 날짜별 기온 자료를 이용한 시각화 및 자동화 수행
작성자 : 이상호
작성일 : 2021-01-02
설 명 :
수정이력 :

내용

[개요]

안녕하세요? 기상 연구 및 웹 개발을 담당하고 있는 해솔입니다.
NCL (NCAR Command Language)은 미국의 NCAR (National Center for Atmospheric Research)에서 개발된 언어로서 지구과학/대기과학 분야에서 특화되었습니다. 이는 다양한 분야에서 널리 사용되는 Matlab과 비교할 때 라이브러리를 통해 쉽게 계산할 수 있습니다.
특히 예전에 자주 사용되는 소프트웨어인 GrADS는 간단한 인터페이스로 초보자도 빨리 익힐 수 있으나 소프트웨어의 유연성이 떨어집니다.
오늘 포스팅에서는 텍스트 (TXT) 형식인 날짜별 기온 자료를 이용한 시각화 및 자동화 수행을 소개합니다.
추가로 온라인/오프라인 리눅스 환경에 따른 NCL 설치 방법을 소개한 링크를 보내드립니다.

[NCL] 온라인/오프라인 리눅스 (Linux) 환경에 따른 NCL 설치 방법

정보 업무명 : 온라인/오프라인 리눅스 (Linux) 환경에 따른 NCL 설치 방법 작성자 : 이상호 작성일 : 2020-01-15 설 명 : 수정이력 : 내용 [개요] 안녕하세요? 웹 개발 및 연구 개발을 담당하고

shlee1990.tistory.com

[특징]

NCL을 통해 시각화하기 위해서 자료 처리 기술이 요구되며 이 프로그램은 이러한 목적을 달성하기 위한 소프트웨어

[기능]

텍스트 파일을 이용하여 컬러바 부여
각 위/경도에 따른 시각화
자동화 수행

[활용 자료]

자료명 : max_temp
자료 종류 : 연평균 최고 기온
확장자 : txt
영역 : 대한민국 광주
기간 : 2016년 07-09월

idw_max_temp_temp_summary_all_201007.txt

0.06MB

자료명 : gwj_gu.shp

자료 종류 : 광주 지도 경계선
확장지 : shp

MAP.zip

0.14MB

[자료 처리 방안 및 활용 분석 기법]

없음

[사용법]

소스 코드 참조

[사용 OS]

Linux (CentOS v7.3)
VMware Workstation Pro v15.5

[사용 언어]

NCL v6.6.2
ShellScript (csh)

소스 코드

소스 코드는 단계별로 수행하며 상세 설명은 다음과 같습니다.
작업 환경의 경우 수행 쉘, 소스 코드, 지도 정보, 입력 자료, 출력 자료로 구성되어 있습니다.

	디렉터리명	파일명
작업 경로	prjDir=/SYSTEM/JinMan-Park
수행 쉘	${prjDir}	RunShell-VisualizationUsingNcl.csh
소스 코드	${prjDir}	Template_Visualization_Using_Text_Format_v4_2019.ncl
지도 정보	${prjDir}/INPUT/MAP	001_gwj_gu.shp
입력 자료	${prjDir}/TEMP_IDW	idw_max_ws_ws_summary_all_[%Y, %Y%m, %Y%m%d].txt
출력 자료	${prjDir}/OUTPUT	idw_max_temp_temp_summary_all_[%Y, %Y%m, %Y%m%d].txt.png

[명세]

[1 단계] 수행 쉘 실행
- find 명령어를 통해 TEMP_IDW 경로의 파일 목록 조회
- 파일 목록에 대한 반복문 수행
[2 단계] 파일 존재 여부 확인 및 사용자 설정
- if (-e) 명령어를 통해 파일 존재를 확인
- 시각화에 필요한 정보 (sPngName, sPngTitle 등)를 설정한다.
[3 단계] 사용자 설정 및 NCL 실행
- 템플릿 소스 코드에서 사용자 정보를 입력하여 소스 코드 (Visualization_Using_Text_Format_v4_2019.ncl)를 저장한 후 실행합니다.
- 출력 자료 경로에서 이미지를 확인합니다.

#!/bin/csh

set arrTempFileDirName = `find TEMP_IDW/ -name  "*.txt" | grep max`
# set sColName = (Max Min Mean)

foreach sTempFileDirName ($arrTempFileDirName)

   set sWsFileDirName = `echo $sTempFileDirName | sed -e "s:temp:ws:g" \
                                                      -e "s:TEMP:WS:g" \
                                                      -e "s:max:mean:g"`
   if (-e $sTempFileDirName && -e $sWsFileDirName) then

      echo "[S]" $sTempFileDirName $sWsFileDirName
      
      set sTmpTempFileDirName = `echo $sTempFileDirName`
      set sTmpWsFileDirName = `echo $sWsFileDirName`
      set sPngName = `echo OUTPUT/${sTempFileDirName:t}`

      # set Png Title
      set sMethod = `echo $sTempFileDirName:t | awk -F '[_.]' '{print $1}'`
      set sType = `echo $sTempFileDirName:t | awk -F '[_.]' '{print $2}'`
      set sPeriod   = `echo $sTempFileDirName:t | awk -F '[_.]' '{print $6}'`
      set sDate   = `echo $sTempFileDirName:t | awk -F '[_.]' '{print $7}'`
      set sDateFmt = `date -d "${sDate}01 0000" +"%b %Y"`
      
      set sPngTitle = `echo "${sDateFmt} ${sMethod} Air Temperature ${sType} and Wind Speed at Gwangju ${sPeriod}"`
      
      cat Template_Visualization_Using_Text_Format_v4_2019.ncl | \
         sed -e "s:%sTempFileDirName:${sTmpTempFileDirName}:g" \
             -e "s:%sWsFileDirName:${sTmpWsFileDirName}:g" \
             -e "s:%sPngName:${sPngName}:g" \
             -e "s:%sPngTitle:${sPngTitle}:g" \
             -e "s:%iColNumber:2:g" > Visualization_Using_Text_Format_v4_2019.ncl

      ncl Visualization_Using_Text_Format_v4_2019.ncl

   else
      echo "[F]" $sTempFileDirName $sWsFileDirName
   endif

end

[전체]

RunShell-VisualizationUsingNcl.csh

#!/bin/csh

set arrTempFileDirName = `find TEMP_IDW/ -name  "*.txt" | grep max`
# set sColName = (Max Min Mean)

foreach sTempFileDirName ($arrTempFileDirName)

   set sWsFileDirName = `echo $sTempFileDirName | sed -e "s:temp:ws:g" \
                                                      -e "s:TEMP:WS:g" \
                                                      -e "s:max:mean:g"`
   if (-e $sTempFileDirName && -e $sWsFileDirName) then

      echo "[S]" $sTempFileDirName $sWsFileDirName
      
      set sTmpTempFileDirName = `echo $sTempFileDirName`
      set sTmpWsFileDirName = `echo $sWsFileDirName`
      set sPngName = `echo OUTPUT/${sTempFileDirName:t}`

      # set Png Title
      set sMethod = `echo $sTempFileDirName:t | awk -F '[_.]' '{print $1}'`
      set sType = `echo $sTempFileDirName:t | awk -F '[_.]' '{print $2}'`
      set sPeriod   = `echo $sTempFileDirName:t | awk -F '[_.]' '{print $6}'`
      set sDate   = `echo $sTempFileDirName:t | awk -F '[_.]' '{print $7}'`
      set sDateFmt = `date -d "${sDate}01 0000" +"%b %Y"`
      
      set sPngTitle = `echo "${sDateFmt} ${sMethod} Air Temperature ${sType} and Wind Speed at Gwangju ${sPeriod}"`
      
      cat Template_Visualization_Using_Text_Format_v4_2019.ncl | \
         sed -e "s:%sTempFileDirName:${sTmpTempFileDirName}:g" \
             -e "s:%sWsFileDirName:${sTmpWsFileDirName}:g" \
             -e "s:%sPngName:${sPngName}:g" \
             -e "s:%sPngTitle:${sPngTitle}:g" \
             -e "s:%iColNumber:2:g" > Visualization_Using_Text_Format_v4_2019.ncl

      ncl Visualization_Using_Text_Format_v4_2019.ncl

#      exit
   else
      echo "[F]" $sTempFileDirName $sWsFileDirName
   endif

end

Template_Visualization_Using_Text_Format_v4_2019.ncl

begin

   ;=============================================
   ;  File Name
   ;=============================================
   dfData_t = asciiread("%sTempFileDirName",(/1891, 3/), "float")
   dfData_ws = asciiread("%sWsFileDirName",(/1891, 3/), "float")
   sPngName = "%sPngName" ; mean
   
   ; sShpName = "INPUT/MAP/gadm36_KOR_2.shp"
   sShpName2 = "INPUT/MAP/001_gwj_gu.shp"

   ;=============================================
   ;  Set Value
   ;=============================================
   nLon  = dfData_t( : , 0)
   nLat  = dfData_t( : , 1)

   ; mean value
   nVal  = dfData_t( : , %iColNumber) - 273.15
   nVal2 = dfData_ws( : , %iColNumber)

   ;============================================
   ;  Option (res)
   ;=============================================
   wks = gsn_open_wks("png", "%sPngName")
   res = True
   res@gsnDraw               =  False                 ;-- don't draw the plot yet
   res@gsnFrame              =  False                 ;-- don't advance the frame
   res@txFont   = "helvetica"
   res@cnFillPalette          = "rainbow"                ;-- choose colormap
   res@gsnMaximize            =  True
   res@pmTickMarkDisplayMode  = "Always"    ; tick mark (위,경도) 표시
   ; res@cnLevelSelectionMode = "ExplicitLevels"   ; set explicit contour levels
   ; res@cnLevels    = (/0, 30, 60, 90/)   ; set levels
   res@cnLevelSelectionMode   = "ManualLevels"     ; set manual contour levels
   
   ; Max
   ;res@cnMinLevelValF         =  26           ;-- contour min. value
   ;res@cnMaxLevelValF         =  31           ;-- contour max. value
   res@cnMinLevelValF         =  tointeger(min(nVal))           ;-- contour min. value
   res@cnMaxLevelValF         =  tointeger(min(nVal)) + 5           ;-- contour max. value
   
   ; Min
   ; res@cnMinLevelValF         =  290           ;-- contour min. value
   ; res@cnMaxLevelValF         =  310           ;-- contour max. value
   
     res@cnLevelSpacingF        =  0.25           ;-- contour interval(200)
   ;   res@lbLabelStride          =  3            ;-- label every 5th values on labelbar
   res@cnLinesOn = False;
   res@mpOutlineOn = False; 
   res@mpLandFillColor = "white" 
   res@lbBoxLinesOn = False


   res@mpMaxLatF = 35.3
   res@mpMinLatF = 35.0

   res@mpMaxLonF = 127.1
   res@mpMinLonF = 126.6

   
   res@cnFillOn               = True               ; color fill 
   res@cnLinesOn              = False             ; no contour lines
   res@cnLineLabelsOn         = False             ; no contour labels
   res@cnFillMode             = "AreaFill"     ;-- use CellFill method
 
   res@tiMainFontHeightF      =  0.015            ;-- title font size
   res@tiMainFont             = "times-bold"
   res@gsnStringFontHeightF = 0.018              ; sub title size
   res@tmXBLabelFontHeightF = 0.017              ; xlab, ylab size
   res@lbLabelFontHeightF   = 0.017              ; colorbar font size
   res@tmXTMajorLengthF = 0                      ; tick length 
   res@trGridType = "TriangularMesh"

   res@sfXArray = nLon 
   res@sfYArray = nLat 

   shpres                    =  True
   shpres@gsLineThicknessF   =  2.0                   ;-- increase line thickness
   shpres@gsLineColor        = "black"             ;-- line color


   ;  Option (res2)
   ;=============================================
   res2 = True
   res2@gsnDraw               =  False                 ;-- don't draw the plot yet
   res2@gsnFrame              =  False                 ;-- don't advance the frame
   res2@txFont   = "helvetica"
   res2@cnFillPalette          = "rainbow"                ;-- choose colormap
   res2@gsnMaximize            =  True
   res2@pmTickMarkDisplayMode  = "Always"    ; tick mark (위,경도) 표시
   res@cnLevelSelectionMode   = "ManualLevels"     ; set manual contour levels
   
   ; Max
   res2@cnMinLevelValF         =  0           ;-- contour min. value
   res2@cnMaxLevelValF         =  5          ;-- contour max. value
   
   
   res2@lbLabelStride          =  3            ;-- label every 5th values on labelbar
   ;res2@mpOutlineOn = True; 
   ;res2@mpLandFillColor = "white" 
   res2@lbBoxLinesOn = True

   
   res2@cnFillOn               = False               ; color fill 
   res2@cnLinesOn              = True             ; contour lines
   ;res2@cnLevelSpacingF        = 1
   res2@cnLevelSpacingF        = 0.1
   res2@cnSmoothingOn          = True
   res2@cnLineLabelsOn         = True             ; contour labels
   res2@cnLineColor            = "dimaray"
   ;res2@cnLevels               = 1
   res2@cnLevels               = 0.1
   ;res2@cnLineThicknessF       = 2
   res2@cnLineThicknessF       = 0.1
   res2@cnLineLabelBackgroundColor = -1

   res2@cnFillMode             = "AreaFill"     ;-- use CellFill method
 
   res2@tiMainFontHeightF      =  0.02            ;-- title font size
   res2@tiMainFont             = "times-bold"
   res2@gsnStringFontHeightF = 0.018              ; sub title size
   res2@tmXBLabelFontHeightF = 0.017              ; xlab, ylab size
   res2@lbLabelFontHeightF   = 0.017              ; colorbar font size
   res2@tmXTMajorLengthF = 0                      ; tick length 
   res2@trGridType = "TriangularMesh"

   res2@sfXArray = nLon 
   res2@sfYArray = nLat 

   shpres                    =  True
   shpres@gsLineThicknessF   =  2.0                   ;-- increase line thickness
   shpres@gsLineColor        = "black"             ;-- line color


   ;============================================
   ;  Title Options
   ;============================================
   res@tiMainString         =  "%sPngTitle"
   res@tiMainJust            =  "CenterLeft"
   res@tiMainPosition        =  "Left"

   
   ;=============================================
   ;  Plot
   ;=============================================
   ;plot = gsn_csm_contour_map(wks, nVal,nVal2, res,res2)
   plot = gsn_csm_contour_map(wks, nVal, res)
   plot2 = gsn_csm_contour(wks, nVal2, res2) 
   dumstr        = unique_string("poly")

   plot@$dumstr$ = gsn_add_shapefile_polylines(wks, plot, sShpName2, shpres)  
   ;plot2@$dumstr$ = gsn_add_shapefile_polylines(wks, plot2, sShpName2, shpres)  
   
   overlay(plot,plot2)

   draw(plot)
   frame(wks)

end

참고 문헌

[논문]

없음

[보고서]

없음

[URL]

없음

문의사항

[기상학/프로그래밍 언어]

sangho.lee.1990@gmail.com

[해양학/천문학/빅데이터]

saimang0804@gmail.com

저작자표시 비영리 변경금지

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