source: trunk/MESOSCALE_DEV/PLOT/PYTHON/scripts/winds.py @ 254

Last change on this file since 254 was 254, checked in by aslmd, 13 years ago

MESOSCALE: graphical program. more control on the plot + GCM case.

  • Property svn:executable set to *
File size: 17.4 KB
Line 
1#!/usr/bin/env python
2
3### A. Spiga -- LMD -- 30/06/2011 to 10/07/2011
4### Thanks to A. Colaitis for the parser trick
5
6
7####################################
8####################################
9### The main program to plot vectors
10def winds (namefile,\
11           nvert,\
12           proj=None,\
13           back=None,\
14           target=None,
15           stride=3,\
16           numplot=2,\
17           var=None,\
18           colorb="def",\
19           winds=True,\
20           addchar=None,\
21           interv=[0,1],\
22           vmin=None,\
23           vmax=None,\
24           tile=False,\
25           zoom=None,\
26           display=True,\
27           itstep=None,\
28           hole=False,\
29           save="gui",\
30           anomaly=False,\
31           var2=None,\
32           ndiv=10,\
33           first=1):
34
35    ####################################################################################################################
36    ### Colorbars http://www.scipy.org/Cookbook/Matplotlib/Show_colormaps?action=AttachFile&do=get&target=colormaps3.png
37
38    #################################
39    ### Load librairies and functions
40    from netCDF4 import Dataset
41    from myplot import getcoord2d,define_proj,makeplotres,simplinterv,vectorfield,ptitle,latinterv,getproj,wrfinterv,dumpbdy,\
42                       fmtvar,definecolorvec,defcolorb,getprefix,putpoints,calculate_bounds,errormess,definesubplot,\
43                       zoomset,getcoorddef,getwinddef,whatkindfile,reducefield,bounds,getstralt,getfield,smooth,nolow,\
44                       getname,localtime,polarinterv
45    from mymath import deg,max,min,mean
46    from matplotlib.pyplot import contour,contourf, subplot, figure, rcParams, savefig, colorbar, pcolor, show
47    from matplotlib.cm import get_cmap
48    import numpy as np
49    from numpy.core.defchararray import find
50
51    #if save == 'eps': rcParams['backend'] = 'PS'
52
53    ######################
54    ### Load NETCDF object
55    nc  = Dataset(namefile) 
56   
57    ##################################
58    ### Initial checks and definitions
59    typefile = whatkindfile(nc)                                  ## TYPEFILE
60    if var not in nc.variables: var = False                      ## VAR
61    if winds:                                                    ## WINDS
62        [uchar,vchar,metwind] = getwinddef(nc)             
63        if uchar == 'not found': winds = False
64    if not var and not winds: errormess("please set at least winds or var",printvar=nc.variables)
65    [lon2d,lat2d] = getcoorddef(nc)                              ## COORDINATES, could be moved below
66    if proj == None:   proj = getproj(nc)                        ## PROJECTION
67
68    ##########################
69    ### Define plot boundaries
70    ### todo: possible areas in latinterv in argument (ex: "Far_South_Pole")
71    if proj in ["npstere","spstere"]: [wlon,wlat] = polarinterv(lon2d,lat2d)
72    elif proj in ["lcc","laea"]:      [wlon,wlat] = wrfinterv(lon2d,lat2d)
73    else:                             [wlon,wlat] = simplinterv(lon2d,lat2d)
74    if zoom:                          [wlon,wlat] = zoomset(wlon,wlat,zoom) 
75
76    #########################################
77    ### Name for title and graphics save file
78    basename = getname(var=var,winds=winds,anomaly=anomaly)
79    basename = basename + getstralt(nc,nvert)  ## can be moved elsewhere for a more generic routine
80
81    ##################################
82    ### Open a figure and set subplots
83    fig = figure()
84    sub = definesubplot( numplot, fig ) 
85 
86    #################################
87    ### Time loop for plotting device
88    found_lct = False
89    itime = first
90    nplot = 1
91    error = False
92    if itstep is None and numplot > 0: itstep = int(24./numplot)
93    elif numplot <= 0:                 itstep = 1
94    while error is False: 
95
96       ### Which local time ?
97       ltst = localtime ( interv[0]+itime*interv[1], 0.5*(wlon[0]+wlon[1]) )
98
99       ### General plot settings
100       #print itime, int(ltst), numplot, nplot
101       if numplot >= 1: 
102           if nplot > numplot: break
103           if numplot > 1:     
104               if typefile not in ['geo']:  subplot(sub+nplot-1)
105           found_lct = True
106       ### If only one local time is requested (numplot < 0)
107       elif numplot <= 0: 
108           if int(ltst) + numplot != 0: 
109                 itime += 1 
110                 if found_lct is True: break     ## because it means LT was found at previous iteration
111                 else:                 continue  ## continue to iterate to find the correct LT
112           else: 
113                 found_lct = True
114
115       ### Map projection
116       m = define_proj(proj,wlon,wlat,back=back)
117       x, y = m(lon2d, lat2d)
118
119       #### Contour plot
120       if var2:
121           what_I_contour, error = reducefield( getfield(nc,var2), d4=itime, d3=nvert )
122           if not error:
123               if typefile in ['mesoapi','meso']:    what_I_contour = dumpbdy(what_I_contour,6)
124               zevmin, zevmax = calculate_bounds(what_I_contour)
125               zelevels = np.linspace(zevmin,zevmax,num=20)
126               if var2 == 'HGT':  zelevels = np.arange(-10000.,30000.,2000.)
127               contour( x, y, what_I_contour, zelevels, colors='k', linewidths = 0.33 ) #colors='w' )# , alpha=0.5)
128
129       #### Shaded plot
130       if var:
131           what_I_plot, error = reducefield( getfield(nc,var), d4=itime, d3=nvert )
132           if not error: 
133               fvar = var
134               ###
135               if anomaly:
136                   what_I_plot = 100. * ((what_I_plot / smooth(what_I_plot,12)) - 1.)
137                   fvar = 'anomaly'
138               ###
139               if typefile in ['mesoapi','meso']:    what_I_plot = dumpbdy(what_I_plot,6)
140               zevmin, zevmax = calculate_bounds(what_I_plot,vmin=vmin,vmax=vmax)
141               if colorb in ["def","nobar"]:   palette = get_cmap(name=defcolorb(fvar))
142               else:                           palette = get_cmap(name=colorb)
143               if not tile:
144                   if not hole: what_I_plot = bounds(what_I_plot,zevmin,zevmax)
145                   zelevels = np.linspace(zevmin*(1. + 1.e-7),zevmax*(1. - 1.e-7)) #,num=20)
146                   contourf( x, y, what_I_plot, zelevels, cmap = palette )
147               else:
148                   if hole:  what_I_plot = nolow(what_I_plot) 
149                   pcolor( x, y, what_I_plot, cmap = palette, \
150                           vmin=zevmin, vmax=zevmax )
151               if colorb != 'nobar' and var != 'HGT':             
152                         colorbar(fraction=0.05,pad=0.03,format=fmtvar(fvar),\
153                                           ticks=np.linspace(zevmin,zevmax,ndiv+1),\
154                                           extend='neither',spacing='proportional')
155                                           # both min max neither
156           
157       ### Vector plot
158       if winds:
159           vecx, error = reducefield( getfield(nc,uchar), d4=itime, d3=nvert )
160           vecy, error = reducefield( getfield(nc,vchar), d4=itime, d3=nvert )
161           if not error:
162               if typefile in ['mesoapi','meso']:   
163                   [vecx,vecy] = [dumpbdy(vecx,6,stag=uchar), dumpbdy(vecy,6,stag=vchar)]
164                   key = True
165               elif typefile in ['gcm']:           
166                   key = False
167               if metwind:  [vecx,vecy] = m.rotate_vector(vecx, vecy, lon2d, lat2d)
168               if var == False:       colorvec = definecolorvec(back)
169               else:                  colorvec = definecolorvec(colorb)
170               vectorfield(vecx, vecy,\
171                          x, y, stride=stride, csmooth=2,\
172                          #scale=15., factor=300., color=colorvec, key=key)
173                          scale=20., factor=250., color=colorvec, key=key)
174                                            #200.         ## or csmooth=stride
175               
176       ### Next subplot
177       plottitle = basename
178       if typefile in ['mesoapi','meso']:
179            if addchar:  plottitle = plottitle + addchar + "_LT"+str(ltst)
180            else:        plottitle = plottitle + "_LT"+str(ltst)
181       ptitle( plottitle )
182       itime += itstep
183       nplot += 1
184
185    ##########################################################################
186    ### Save the figure in a file in the data folder or an user-defined folder
187    if typefile in ['meso','mesoapi']:   prefix = getprefix(nc)   
188    elif typefile in ['gcm','gcmex']:            prefix = 'LMD_GCM_'
189    else:                                prefix = ''
190    ###
191    zeplot = prefix + basename
192    if addchar:         zeplot = zeplot + addchar
193    if numplot <= 0:    zeplot = zeplot + "_LT"+str(abs(numplot))
194    ###
195    if not target:      zeplot = namefile[0:find(namefile,'wrfout')] + zeplot
196    else:               zeplot = target + "/" + zeplot 
197    ###
198    if found_lct:     
199        pad_inches_value = 0.35
200        if save == 'png': 
201            makeplotres(zeplot,res=100.,pad_inches_value=pad_inches_value) #,erase=True)  ## a miniature
202            makeplotres(zeplot,res=200.,pad_inches_value=pad_inches_value,disp=False)
203        elif save in ['eps','svg','pdf']:
204            makeplotres(zeplot,         pad_inches_value=pad_inches_value,disp=False,ext=save)
205        elif save == 'gui':
206            show()
207        else: 
208            print "save mode not supported. using gui instead."
209            show()
210    else:             print "Local time not found"
211
212    ###############
213    ### Now the end
214    return zeplot
215
216##############################
217### A specific stuff for below
218def adjust_length (tab, zelen):
219    from numpy import ones
220    if tab is None:
221        outtab = ones(zelen) * -999999
222    else:
223        if zelen != len(tab):
224            print "not enough or too much values... setting same values all variables"
225            outtab = ones(zelen) * tab[0]
226        else:
227            outtab = tab
228    return outtab
229
230###########################################################################################
231###########################################################################################
232### What is below relate to running the file as a command line executable (very convenient)
233if __name__ == "__main__":
234    import sys
235    from optparse import OptionParser    ### to be replaced by argparse
236    from api_wrapper import api_onelevel
237    from netCDF4 import Dataset
238    from myplot import getlschar
239    from os import system
240
241    #############################
242    ### Get options and variables
243    parser = OptionParser()
244    parser.add_option('-f', '--file',   action='append',dest='namefile', type="string",  default=None,  help='[NEEDED] name of WRF file (append)')
245    parser.add_option('-l', '--level',  action='store',dest='nvert',     type="float",   default=0,     help='level (def=0)(-i 2: p,mbar)(-i 3,4: z,km)')
246    parser.add_option('-p', '--proj',   action='store',dest='proj',      type="string",  default=None,  help='projection')
247    parser.add_option('-b', '--back',   action='store',dest='back',      type="string",  default=None,  help='background image (def: None)')
248    parser.add_option('-t', '--target', action='store',dest='target',    type="string",  default=None,  help='destination folder')
249    parser.add_option('-s', '--stride', action='store',dest='stride',    type="int",     default=3,     help='stride vectors (def=3)')
250    parser.add_option('-v', '--var',    action='append',dest='var',      type="string",  default=None,  help='variable color-shaded (append)')
251    parser.add_option('-n', '--num',    action='store',dest='numplot',   type="int",     default=2,     help='plot number (def=2)(<0: plot LT -*numplot*)')
252    parser.add_option('-i', '--interp', action='store',dest='interp',    type="int",     default=None,  help='interpolation (2: p, 3: z-amr, 4:z-als)')
253    parser.add_option('-c', '--color',  action='store',dest='colorb',    type="string",  default="def", help='change colormap (nobar: no colorbar)')
254    parser.add_option('-x', '--no-vect',action='store_false',dest='winds',               default=True,  help='no wind vectors')
255    parser.add_option('-m', '--min',    action='append',dest='vmin',     type="float",   default=None,  help='bounding minimum value (append)')   
256    parser.add_option('-M', '--max',    action='append',dest='vmax',     type="float",   default=None,  help='bounding maximum value (append)') 
257    parser.add_option('-T', '--tiled',  action='store_true',dest='tile',                 default=False, help='draw a tiled plot (no blank zone)')
258    parser.add_option('-z', '--zoom',   action='store',dest='zoom',      type="float",   default=None,  help='zoom factor in %')
259    parser.add_option('-N', '--no-api', action='store_true',dest='nocall',               default=False, help='do not recreate api file')
260    parser.add_option('-d', '--display',action='store_false',dest='display',             default=True,  help='do not pop up created images')
261    parser.add_option('-e', '--itstep', action='store',dest='itstep',    type="int",     default=None,  help='stride time (def=4)')
262    parser.add_option('-H', '--hole',   action='store_true',dest='hole',                 default=False, help='holes above max and below min')
263    parser.add_option('-S', '--save',   action='store',dest='save',      type="string",  default="gui", help='save mode (png,eps,svg,pdf or gui)(def=gui)')
264    parser.add_option('-a', '--anomaly',action='store_true',dest='anomaly',              default=False, help='compute and plot relative anomaly in %')
265    parser.add_option('-w', '--with',   action='store',dest='var2',     type="string",   default=None,  help='variable contoured')
266    parser.add_option('--div',          action='store',dest='ndiv',     type="int",      default=10,    help='number of divisions in colorbar (def: 10)')
267    parser.add_option('-F', '--first',  action='store',dest='first',    type="int",      default=1,     help='first subscript to plot (def: 1)')
268    #parser.add_option('-V', action='store', dest='comb',        type="float",   default=None,  help='a defined combination of variables')
269    (opt,args) = parser.parse_args()
270    if opt.namefile is None: 
271        print "I want to eat one file at least ! Use winds.py -f name_of_my_file. Or type winds.py -h"
272        exit()
273    if opt.var is None and opt.anomaly is True:
274        print "Cannot ask to compute anomaly if no variable is set"
275        exit()   
276    print "Options:", opt
277
278    listvar = '' 
279    if opt.var is None:
280        zerange = [-999999]
281    else:
282        zelen = len(opt.var)
283        zerange = range(zelen)
284        #if zelen == 1: listvar = opt.var[0] + ','
285        #else         :
286        for jjj in zerange: listvar += opt.var[jjj] + ','
287        listvar = listvar[0:len(listvar)-1]
288        vmintab = adjust_length (opt.vmin, zelen) 
289        vmaxtab = adjust_length (opt.vmax, zelen)
290
291    for i in range(len(opt.namefile)):
292
293        zefile = opt.namefile[i]
294        print zefile   
295        zelevel = opt.nvert   
296        stralt = None
297        [lschar,zehour,zehourin] = getlschar ( zefile )  ## getlschar from wrfout (or simply return "" if another file)
298   
299        #####################################################
300        ### Call Fortran routines for vertical interpolations
301        if opt.interp is not None:
302            if opt.nvert is 0 and opt.interp is 4:  zelevel = 0.010
303            ### winds or no winds
304            if opt.winds            :  zefields = 'uvmet'
305            else                    :  zefields = ''
306            ### var or no var
307            #if opt.var is None      :  pass
308            if zefields == ''       :  zefields = listvar
309            else                    :  zefields = zefields + "," + listvar
310            if opt.var2 is not None : zefields = zefields + "," + opt.var2 
311            print zefields
312            zefile = api_onelevel (  path_to_input   = '', \
313                                     input_name      = zefile, \
314                                     fields          = zefields, \
315                                     interp_method   = opt.interp, \
316                                     onelevel        = zelevel, \
317                                     nocall          = opt.nocall )
318            print zefile
319            zelevel = 0 ## so that zelevel could play again the role of nvert
320
321        if opt.var is None: zerange = [-999999]
322        else:               zerange = range(zelen) 
323        for jjj in zerange:
324            if jjj == -999999: 
325                argvar  = None
326                argvmin = None
327                argvmax = None
328            else:
329                argvar = opt.var[jjj]
330                if vmintab[jjj] != -999999:  argvmin = vmintab[jjj]
331                else:                        argvmin = None
332                if vmaxtab[jjj] != -999999:  argvmax = vmaxtab[jjj] 
333                else:                        argvmax = None
334            #############
335            ### Main call
336            name = winds (zefile,int(zelevel),\
337                proj=opt.proj,back=opt.back,target=opt.target,stride=opt.stride,var=argvar,\
338                numplot=opt.numplot,colorb=opt.colorb,winds=opt.winds,\
339                addchar=lschar,interv=[zehour,zehourin],vmin=argvmin,vmax=argvmax,\
340                tile=opt.tile,zoom=opt.zoom,display=opt.display,\
341                itstep=opt.itstep,hole=opt.hole,save=opt.save,\
342                anomaly=opt.anomaly,var2=opt.var2,ndiv=opt.ndiv,first=opt.first)
343            print 'Done: '+name
344            system("rm -f to_be_erased")
345 
346        #########################################################
347        ### Generate a .sh file with the used command saved in it
348        command = ""
349        for arg in sys.argv: command = command + arg + ' '
350        f = open(name+'.sh', 'w')
351        f.write(command)
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.