[NCL] 텍스트 (TXT) 형식인 기온 자료를 이용한 시각화

정보

업무명 : 텍스트 (TXT) 형식인 기온 자료를 이용한 시각화
작성자 : 이상호
작성일 : 2020-12-03
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 기온 자료를 이용한 시각화를 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

[활용 자료]

자료명 : max_temp.txt, min_temp
자료 종류 : 최고 기온, 최저 기온
확장자 : txt
영역 : 대한민국 광주
기간 : 2010년 07월 05일

자료명 : gadm36_KOR_단계
자료 종류 : 지도 경계선
확장지 : shp

MAP.zip

3.35MB

[자료 처리 방안 및 활용 분석 기법]

없음

[사용법]

입력 자료를 동일 디렉터리에 위치
소스 코드를 실행
가시화 결과 확인

[사용 OS]

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

[사용 언어]

NCL v6.6.2

소스 코드

작업 환경의 경우 2개 디렉터리로 구성되며 주 프로그램은 Visualization_Using_Text_Format.ncl로 구성되어 있습니다.

소스 코드는 단계별로 수행하며 상세 설명은 다음과 같습니다.
- 1 단계의 경우 사용자 설정을 통해 NCL을 실행하여 메모리상에 저장하고 시각화를 위한 초기 설정합니다.
- 2 단계는 영상 장면 표출하여 이미지 형식으로 저장합니다.

[명세]

[1 단계] 사용자 설정
- 입력 자료 (dfData), 맵 세부 단계 (sShpName), 그림 저장 파일명 (sPngName) 설정합니다.

begin

   ;=============================================
   ;  File Name
   ;=============================================
   dfData = asciiread("INPUT/DATA/max_temp.txt",(/48, 3/), "float")
   ; dfData = asciiread("INPUT/DATA/min_temp.txt",(/48, 3/), "float")
   sShpName = "INPUT/MAP/gadm36_KOR_2.shp"
   sPngName = "OUTPUT/Max"

   ;=============================================
   ;  Set Value
   ;=============================================
   nLon = dfData( : , 0)
   nLat = dfData( : , 1)
   nVal = dfData( : , 2)

   ;=============================================
   ;  Option
   ;=============================================
   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         =  300           ;-- contour min. value
   res@cnMaxLevelValF         =  320           ;-- contour max. value
   
   ; Min
   ; res@cnMinLevelValF         =  290           ;-- contour min. value
   ; res@cnMaxLevelValF         =  310           ;-- contour max. value
   
   ;   res@cnLevelSpacingF        =  1           ;-- 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 = 35.27972
   res@mpMinLatF = 35.00472
   res@mpMaxLonF = 127.0567
   res@mpMinLonF = 126.6037

   ; res@mpMaxLatF = 38.27972 
   ; res@mpMinLatF = 30.00472 
   ; res@mpMaxLonF = 136.0567
   ; res@mpMinLonF = 122.6037 
   
   res@cnFillOn               = True               ; color fill 
   res@cnLinesOn              = False             ; no contour lines
   res@cnLineLabelsOn         = False             ; no contour labels
   res@cnFillMode             = "RasterFill"     ;-- use CellFill method
   ; res@tiMainString           = "NOAA Optimum Interpolation (OI) SST V2 (December 1st, 1981)"  ; title string
   res@tiMainFontHeightF      =  0.02            ;-- title font size
   res@tiMainFont             = "times-bold"
   ; res@pmLabelBarHeightF     = 0.3               ; default is taller
   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@cnInfoLabelOn              = True               ; turn off info label
   ; res@cnLineLabelBackgroundColor = "white"             ; background for labels
   res@trGridType = "TriangularMesh"

   res@sfXArray = nLon 
   res@sfYArray = nLat 

   ; set shapefile resources
   shpres                    =  True
   shpres@gsLineThicknessF   =  1.0                   ;-- increase line thickness
   shpres@gsLineColor        = "black"             ;-- line color
   
   ;=============================================
   ;  Plot
   ;=============================================
   plot = gsn_csm_contour_map(wks, nVal, res)

   dumstr1        = unique_string("poly")
   plot@$dumstr1$ = gsn_add_shapefile_polylines(wks, plot, sShpName, shpres)  

   draw(plot)
   frame(wks)

end

[2 단계] NCL 실행 및 그림 저장
- ncl Visualization_Using_Text_Format.ncl 명령어를 통해 실행 및 그림 저장을 합니다.

최고 기온

최저 기온

[전체]

Visualization_Using_Text_Format.ncl

begin

   ;=============================================
   ;  File Name
   ;=============================================
   dfData = asciiread("INPUT/DATA/max_temp.txt",(/48, 3/), "float")
   ; dfData = asciiread("INPUT/DATA/min_temp.txt",(/48, 3/), "float")
   sShpName = "INPUT/MAP/gadm36_KOR_2.shp"
   sPngName = "OUTPUT/Max"

   ;=============================================
   ;  Set Value
   ;=============================================
   nLon = dfData( : , 0)
   nLat = dfData( : , 1)
   nVal = dfData( : , 2)

   ;=============================================
   ;  Option
   ;=============================================
   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         =  300           ;-- contour min. value
   res@cnMaxLevelValF         =  320           ;-- contour max. value
   
   ; Min
   ; res@cnMinLevelValF         =  290           ;-- contour min. value
   ; res@cnMaxLevelValF         =  310           ;-- contour max. value
   
   ;   res@cnLevelSpacingF        =  1           ;-- 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 = 35.27972
   res@mpMinLatF = 35.00472
   res@mpMaxLonF = 127.0567
   res@mpMinLonF = 126.6037

   ; res@mpMaxLatF = 38.27972 
   ; res@mpMinLatF = 30.00472 
   ; res@mpMaxLonF = 136.0567
   ; res@mpMinLonF = 122.6037 
   
   res@cnFillOn               = True               ; color fill 
   res@cnLinesOn              = False             ; no contour lines
   res@cnLineLabelsOn         = False             ; no contour labels
   res@cnFillMode             = "RasterFill"     ;-- use CellFill method
   ; res@tiMainString           = "NOAA Optimum Interpolation (OI) SST V2 (December 1st, 1981)"  ; title string
   res@tiMainFontHeightF      =  0.02            ;-- title font size
   res@tiMainFont             = "times-bold"
   ; res@pmLabelBarHeightF     = 0.3               ; default is taller
   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@cnInfoLabelOn              = True               ; turn off info label
   ; res@cnLineLabelBackgroundColor = "white"             ; background for labels
   res@trGridType = "TriangularMesh"

   res@sfXArray = nLon 
   res@sfYArray = nLat 

   ; set shapefile resources
   shpres                    =  True
   shpres@gsLineThicknessF   =  1.0                   ;-- increase line thickness
   shpres@gsLineColor        = "black"             ;-- line color
   
   ;=============================================
   ;  Plot
   ;=============================================
   plot = gsn_csm_contour_map(wks, nVal, res)

   dumstr1        = unique_string("poly")
   plot@$dumstr1$ = gsn_add_shapefile_polylines(wks, plot, sShpName, shpres)  

   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

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