source: trunk/MESOSCALE/LMD_MM_MARS/SRC/PYTHON/planetoplot.py @ 349

Last change on this file since 349 was 349, checked in by aslmd, 14 years ago

PYTHON GRAPHICS: A REFERENCE VERSION FOR BOTH GCM AND MESOSCALE USE!

Merged recent changes by TN for better GCM handling + 1D/2D plots with AS mesoscale version [winds.py]

Now

  • there is a common function named planetoplot in planetoplot.py which supports both GCM and mesoscale plots

    this will be a common reference for future development

  • mesoscale users might want to use the script meso.py
  • GCM users might want to use the script gcm.py

Todo

  • a few capabilities that were in winds.py are broken in meso.py, this will be fixed soon. the 'old' reference script winds.py is still here anyway!
  • there is still a bug with 'ortho' projection with GCM fields. still searching...

Misc

  • A few modifications were done in myplot.py and mymath.py
  • Added a simple stupid little.py script illustrating very simple use of Python graphics
  • Added the script doing statistical analysis for dust devils
  • Property svn:executable set to *
File size: 16.2 KB
Line 
1#######################
2##### PLANETOPLOT #####
3#######################
4
5### A. Spiga     -- LMD -- 06~09/2011 -- General building and mapping capabilities
6### T. Navarro   -- LMD -- 10~11/2011 -- Improved use for GCM and added sections + 1Dplot capabilities
7
8def planetoplot (namefiles,\
9           vertmode,\
10           proj=None,\
11           back=None,\
12           target=None,
13           stride=3,\
14           numplot=2,\
15           var=None,\
16           colorb="def",\
17           winds=True,\
18           addchar=None,\
19           interv=[0,1],\
20           vmin=None,\
21           vmax=None,\
22           tile=False,\
23           zoom=None,\
24           display=True,\
25           itstep=None,\
26           hole=False,\
27           save="gui",\
28           anomaly=False,\
29           var2=None,\
30           ndiv=10,\
31           first=1,\
32           mult=1.,\
33           zetitle="fill",\
34           slon=None,\
35           slat=None,\
36           svert=None,\
37           stime=None):
38
39    ####################################################################################################################
40    ### Colorbars http://www.scipy.org/Cookbook/Matplotlib/Show_colormaps?action=AttachFile&do=get&target=colormaps3.png
41
42    #################################
43    ### Load librairies and functions
44    from netCDF4 import Dataset
45    from myplot import getcoord2d,define_proj,makeplotres,simplinterv,vectorfield,ptitle,latinterv,getproj,wrfinterv,dumpbdy,\
46                       fmtvar,definecolorvec,defcolorb,getprefix,putpoints,calculate_bounds,errormess,definesubplot,\
47                       zoomset,getcoorddef,getwinddef,whatkindfile,reducefield,bounds,getstralt,getfield,smooth,nolow,\
48                       getname,localtime,polarinterv,getsindex,define_axis,determineplot
49    from mymath import deg,max,min,mean
50    from matplotlib.pyplot import contour,contourf, subplot, figure, rcParams, savefig, colorbar, pcolor, show, plot, clabel
51    from matplotlib.cm import get_cmap
52    import numpy as np
53    from numpy.core.defchararray import find
54       
55    ################################
56    ### Which plot needs to be done?
57    nlon, nlat, nvert, ntime, mapmode, nslices = determineplot(slon, slat, svert, stime)
58    if mapmode == 0: winds=False
59    if not isinstance(namefiles, np.ndarray): namefiles = [namefiles]
60    zelen = len(namefiles)
61    numplot = zelen*nslices
62    print "len(namefiles), nslices, numplot: ", zelen, nslices, numplot
63    all_var   = [[]]*zelen
64    all_var2  = [[]]*zelen
65    all_title = [[]]*zelen
66   
67    #########################
68    ### Loop over the files initially separated by comas to be plotted on the same figure
69    k = 0
70    firstfile = True
71    for namefile in namefiles:
72   
73      ######################
74      ### Load NETCDF object
75      nc  = Dataset(namefile)
76     
77      ##################################
78      ### Initial checks and definitions
79      ### ... TYPEFILE
80      typefile = whatkindfile(nc)                                 
81      if firstfile:
82         typefile0 = typefile
83      elif typefile != typefile0:
84         errormess("Not the same kind of files !", [typefile0, typefile])
85      ### ... VAR
86      if var not in nc.variables: var = False
87      ### ... WINDS
88      if winds:                                                   
89         [uchar,vchar,metwind] = getwinddef(nc)             
90         if uchar == 'not found': winds = False
91      if not var and not winds: errormess("please set at least winds or var",printvar=nc.variables)
92      ### ... COORDINATES, could be moved below
93      [lon2d,lat2d] = getcoorddef(nc)                       
94      ### ... PROJECTION
95      if proj == None:   proj = getproj(nc)                 
96
97##########################################################
98      if typefile == "gcm":
99          lat = nc.variables["latitude"][:]
100          lon = nc.variables["longitude"][:]
101          time = nc.variables["Time"][:]
102          vert = nc.variables["altitude"][:]
103          #if firstfile:
104          #   lat0 = lat
105          #elif len(lat0) != len(lat):
106          #   errormess("Not the same latitude lengths !", [len(lat0), len(lat)])
107          #elif sum((lat == lat0) == False) != 0:
108          #   errormess("Not the same latitudes !", [lat,lat0])
109          ## Faire d'autre checks sur les compatibilites entre fichiers!!
110##########################################################
111
112      if firstfile:
113         ##########################
114         ### Define plot boundaries
115         ### todo: possible areas in latinterv in argument (ex: "Far_South_Pole")
116         if proj in ["npstere","spstere"]: [wlon,wlat] = polarinterv(lon2d,lat2d)
117         elif proj in ["lcc","laea"]:      [wlon,wlat] = wrfinterv(lon2d,lat2d)
118         else:                             [wlon,wlat] = simplinterv(lon2d,lat2d)
119         if zoom:                          [wlon,wlat] = zoomset(wlon,wlat,zoom) 
120
121         #########################################
122         ### Name for title and graphics save file
123         basename = getname(var=var,winds=winds,anomaly=anomaly)
124         basename = basename + getstralt(nc,vertmode)  ## can be moved elsewhere for a more generic routine
125     
126      print "var, var2: ", var, var2
127      if var: all_var[k] = getfield(nc,var)
128      if var2: all_var2[k] = getfield(nc,var2)
129     
130      print "k", k
131      print "all_var[k].shape", all_var[k].shape
132      k += 1
133      firstfile = False
134      #### End of for namefile in namefiles
135
136
137    ##################################
138    ### Open a figure and set subplots
139    fig = figure()
140    subv,subh = definesubplot( numplot, fig ) 
141 
142    #################################
143    ### Time loop for plotting device
144    found_lct = False
145    nplot = 1
146    itime = first
147    error = False
148    if itstep is None and numplot > 0: itstep = int(24./numplot)
149    elif numplot <= 0:                 itstep = 1 
150   
151    #for nplot in range(numplot):
152    while error is False:
153       print "nplot", nplot
154       print error
155       
156       ### Which local time ?
157       ltst = localtime ( interv[0]+itime*interv[1], 0.5*(wlon[0]+wlon[1]) )
158
159       ### General plot settings
160       #print itime, int(ltst), numplot, nplot
161       if numplot >= 1: 
162           if nplot > numplot: break
163           if numplot > 1:     
164               if typefile not in ['geo']:  subplot(subv,subh,nplot)
165           found_lct = True
166       ### If only one local time is requested (numplot < 0)
167       elif numplot <= 0: 
168           if int(ltst) + numplot != 0: 
169                 itime += 1 
170                 if found_lct is True: break     ## because it means LT was found at previous iteration
171                 else:                 continue  ## continue to iterate to find the correct LT
172           else: 
173                 found_lct = True
174
175       ### Map projection                   
176       if mapmode == 1:
177           m = define_proj(proj,wlon,wlat,back=back)
178           x, y = m(lon2d, lat2d)
179
180####################################################################
181       if typefile in ['mesoapi','meso']: 
182           indexlon = None
183           indexlat = None
184           indexvert = vertmode 
185           indextime = itime
186           nlon = 1
187           nlat = 1
188           nvert = 1
189           ntime = 1 
190           index_f = ((nplot-1)//(nlon*nlat*nvert*ntime))%len(namefiles)
191           print "index lon,lat,vert,time", max(indexlon), max(indexlat), max(indexvert), max(indextime)
192       elif typefile in ['gcm']:
193           ## get all indexes to be taken into account for this subplot and then reduce field
194           ## We plot 1) all lon slices 2) all lat slices 3) all vert slices 4) all time slices and then go to the next slice
195           #print "(nplot-1)%nlon", (nplot-1)%nlon
196           indexlon  = getsindex(slon,(nplot-1)%nlon,lon)
197           print "indexlon", indexlon
198           indexlat  = getsindex(slat,((nplot-1)//nlon)%nlat,lat)
199           indexvert = getsindex(svert,((nplot-1)//(nlon*nlat))%nvert,vert) 
200           indextime = getsindex(stime,((nplot-1)//(nlon*nlat*nvert))%ntime,time) 
201           index_f = ((nplot-1)//(nlon*nlat*nvert*ntime))%len(namefiles)
202           #print "index lon,lat,vert,time", max(indexlon), max(indexlat), max(indexvert), max(indextime)
203####################################################################
204
205       #### Contour plot
206       if var2:
207           what_I_plot, error = reducefield(all_var2[index_f], d4=indextime, d1=indexlon, d2=indexlat , d3=indexvert )
208           #what_I_plot = what_I_plot*mult
209           if not error:
210              if typefile in ['mesoapi','meso']:    what_I_plot = dumpbdy(what_I_plot,6)
211              zevmin, zevmax = calculate_bounds(what_I_plot)
212              zelevels = np.linspace(zevmin,zevmax,num=ndiv+1) #20)
213              if var2 == 'HGT':  zelevels = np.arange(-10000.,30000.,2000.)
214              if mapmode == 0:
215                  x, y = define_axis(lon,lat,vert,time,indexlon,indexlat,indexvert,\
216                        indextime,what_I_plot.shape, len(all_var[index_f].shape),vertmode)
217              ### If we plot a 2-D field
218              if len(what_I_plot.shape) is 2:
219                  cs = contour(x,y,what_I_plot, zelevels, colors='k', linewidths = 1 ) #0.33 colors='w' )# , alpha=0.5)
220                  if typefile in ['gcm']: clabel(cs,fmt = '%1.2e')
221              ### If we plot a 1-D field
222              elif len(what_I_plot.shape) is 1:
223                  plot(x,y,what_I_plot, zelevels, colors='g', linewidths = 0.33 ) #colors='w' )# , alpha=0.5) 
224           else:
225              errormess("There is an error in reducing field !")
226
227       #### Shaded plot
228       if var:
229           what_I_plot, error = reducefield(all_var[index_f], d4=indextime, d1=indexlon, d2=indexlat , d3=indexvert )
230           what_I_plot = what_I_plot*mult
231           
232           if not error: 
233               fvar = var
234               ###
235               if anomaly:
236                   what_I_plot = 100. * ((what_I_plot / smooth(what_I_plot,12)) - 1.)
237                   fvar = 'anomaly'
238               #if mult != 1:     
239               #    fvar = str(mult) + "*" + var
240               ###
241               if typefile in ['mesoapi','meso']:    what_I_plot = dumpbdy(what_I_plot,6)
242               zevmin, zevmax = calculate_bounds(what_I_plot,vmin=vmin,vmax=vmax)
243               if colorb in ["def","nobar"]:   palette = get_cmap(name=defcolorb(fvar.upper()))
244               else:                           palette = get_cmap(name=colorb)
245               ### If we plot a 2-D field
246               if len(what_I_plot.shape) is 2:
247                 if mapmode == 0:
248                     what_I_plot, x, y = define_axis(lon,lat,vert,time,indexlon,indexlat,indexvert,\
249                            indextime,what_I_plot, len(all_var[index_f].shape),vertmode)
250                 if not tile:
251                     if not hole: what_I_plot = bounds(what_I_plot,zevmin,zevmax)
252                     #zelevels = np.linspace(zevmin*(1. + 1.e-7),zevmax*(1. - 1.e-7)) #,num=20)
253                     print "what_I_plot.shape", what_I_plot.shape
254                     print "x.shape, y.shape", x.shape, y.shape
255                     zelevels = np.linspace(zevmin,zevmax,num=ndiv+1)
256                     #contourf(what_I_plot, zelevels, cmap = palette )
257                     contourf(x,y,what_I_plot, zelevels, cmap = palette )
258                 else:
259                     if hole:  what_I_plot = nolow(what_I_plot)
260                     pcolor(x,y,what_I_plot, cmap = palette, \
261                           vmin=zevmin, vmax=zevmax )
262                 if colorb != 'nobar' and var != 'HGT' :
263                         #subplot(111)
264                         #colorbar()         
265                         colorbar(fraction=0.05,pad=0.03,format=fmtvar(fvar.upper()),\
266                                           ticks=np.linspace(zevmin,zevmax,min([ndiv+1,20])),\
267                                           extend='neither',spacing='proportional')
268                                           # both min max neither
269               ### If we plot a 1-D field
270               elif len(what_I_plot.shape) is 1:
271                 what_I_plot,x,y = define_axis(lon,lat,vert,time,indexlon,indexlat,indexvert,\
272                       indextime,what_I_plot,len(all_var[index_f].shape),vertmode)
273                # x = np.array(x)
274                # y = np.array(y)
275                 print "what_I_plot.shape", what_I_plot.shape
276                 print "x.shape", x.shape
277                 plot(x,what_I_plot)
278               ### If we plot something that is not a 2-D or 1-D field
279               ### (maybe plot 3-D field one day or movie ??)
280               else:
281                 print "WARNING!!! ",len(what_I_plot.shape),"-D PLOT NOT SUPPORTED !!!"
282                 print "field dimensions: ", what_I_plot.shape
283                 exit()
284               
285           else:
286               errormess("There is an error in reducing field !")
287
288       ### Vector plot --- a adapter
289       if winds:
290           vecx, error = reducefield( getfield(nc,uchar), d4=indextime, d3=indexvert )
291           vecy, error = reducefield( getfield(nc,vchar), d4=indextime, d3=indexvert )
292           #what_I_plot, error = reducefield(all_var[index_f], d4=indextime, d1=indexlon, d2=indexlat , d3=indexvert )
293           if not error:
294               if typefile in ['mesoapi','meso']:   
295                   [vecx,vecy] = [dumpbdy(vecx,6,stag=uchar), dumpbdy(vecy,6,stag=vchar)]
296                   key = True
297               elif typefile in ['gcm']:           
298                   key = False
299               if metwind:  [vecx,vecy] = m.rotate_vector(vecx, vecy, lon2d, lat2d)
300               if var == False:       colorvec = definecolorvec(back)
301               else:                  colorvec = definecolorvec(colorb)
302               vectorfield(vecx, vecy,\
303                          x, y, stride=stride, csmooth=2,\
304                          #scale=15., factor=300., color=colorvec, key=key)
305                          scale=20., factor=250., color=colorvec, key=key)
306                                            #200.         ## or csmooth=stride
307   
308       ### Next subplot
309       if typefile in ['mesoapi','meso']:
310            plottitle = basename
311            if addchar:  plottitle = plottitle + addchar + "_LT"+str(ltst)
312            else:        plottitle = plottitle + "_LT"+str(ltst)
313       else:
314            plottitle = basename+' '+namefiles[index_f]
315       if mult != 1:           plottitle = str(mult) + "*" + plottitle
316       if zetitle != "fill":   plottitle = zetitle
317#       if indexlon is not None:
318#         plottitle = plottitle + " lon: " + str(min(lon[indexlon])) +" "+ str(max(lon[indexlon]))
319#       if indexlat is not None:
320#         plottitle = plottitle + " lat: " + str(min(lat[indexlat])) +" "+ str(max(lat[indexlat]))
321#       if indexvert is not None:
322#         plottitle = plottitle + " vert: " + str(min(vert[indexvert])) +" "+ str(max(vert[indexvert]))
323#       if indextime is not None:
324#         plottitle = plottitle + " time: " + str(min(time[indextime])) +" "+ str(max(time[indextime]))
325       ptitle( plottitle )
326       itime += itstep
327       if nplot >= numplot:
328          error = True
329       nplot += 1
330
331 
332
333
334
335
336
337     
338    ##########################################################################
339    ### Save the figure in a file in the data folder or an user-defined folder
340    if typefile in ['meso','mesoapi']:   prefix = getprefix(nc)
341    elif typefile in ['gcm']:            prefix = 'LMD_GCM_'
342    else:                                prefix = ''
343    ###
344    zeplot = prefix + basename
345    if addchar:         zeplot = zeplot + addchar
346    if numplot <= 0:    zeplot = zeplot + "_LT"+str(abs(numplot))
347    ###
348    if not target:      zeplot = namefile[0:find(namefile,'wrfout')] + zeplot
349    else:               zeplot = target + "/" + zeplot 
350    ###
351    if found_lct:     
352        pad_inches_value = 0.35
353        print "save", save
354        if save == 'png': 
355            if display: makeplotres(zeplot,res=100.,pad_inches_value=pad_inches_value) #,erase=True)  ## a miniature
356            makeplotres(zeplot,res=200.,pad_inches_value=pad_inches_value,disp=False)
357        elif save in ['eps','svg','pdf']:
358            makeplotres(zeplot,         pad_inches_value=pad_inches_value,disp=False,ext=save)
359        elif save == 'gui':
360            show()
361        else: 
362            print "save mode not supported. using gui instead."
363            show()
364    else:   print "Local time not found"
365
366    ###############
367    ### Now the end
368    return zeplot
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.