如何用NCL画马赛克图

马赛克图（Mosaic Plot）是一种用于可视化分类数据关系的图形工具，特别适用于展示两个或多个分类变量之间的交互关系。NCL（NCAR Command Language）是一种强大的科学数据处理和可视化工具，广泛用于气象、海洋和地球科学领域。本文将介绍如何使用NCL绘制马赛克图。

1. 准备工作

在开始绘制马赛克图之前，确保你已经安装了NCL，并且熟悉基本的NCL脚本编写和运行方法。如果你还没有安装NCL，可以从NCAR官网下载并安装。

2. 数据准备

马赛克图通常用于展示两个分类变量之间的关系。假设我们有两个分类变量A和B，每个变量有若干类别。我们需要准备一个二维的频数表，表示每个组合的频数。

例如，假设A有3个类别，B有4个类别，我们可以创建一个3x4的矩阵来表示频数：

data = (/ (/10, 20, 30, 40/), \
          (/15, 25, 35, 45/), \
          (/20, 30, 40, 50/) /)

3. 绘制马赛克图

3.1 创建NCL脚本

首先，创建一个新的NCL脚本文件，例如mosaic_plot.ncl。

3.2 定义数据和变量

在脚本中定义数据和变量：

begin
  ; 定义数据
  data = (/ (/10, 20, 30, 40/), \
            (/15, 25, 35, 45/), \
            (/20, 30, 40, 50/) /)

  ; 定义变量
  dims = dimsizes(data)
  nrows = dims(0)
  ncols = dims(1)

3.3 计算比例

马赛克图的每个矩形的大小与频数成比例。我们需要计算每个频数占总频数的比例：

  ; 计算总频数
  total = sum(data)

  ; 计算每行的比例
  row_prop = new(nrows, float)
  do i = 0, nrows-1
    row_prop(i) = sum(data(i,:)) / total
  end do

  ; 计算每列的比例
  col_prop = new(ncols, float)
  do j = 0, ncols-1
    col_prop(j) = sum(data(:,j)) / total
  end do

3.4 绘制马赛克图

使用NCL的gsn_csm_blank_plot和gsn_add_polygon函数绘制马赛克图：

  ; 创建一个空白图形
  wks = gsn_open_wks("png", "mosaic_plot")

  ; 设置图形属性
  res = True
  res@gsnDraw = False
  res@gsnFrame = False
  res@vpWidthF = 0.8
  res@vpHeightF = 0.8

  ; 创建空白图形
  plot = gsn_csm_blank_plot(wks, res)

  ; 定义颜色
  colors = (/"red", "green", "blue", "yellow", "purple", "orange"/)

  ; 绘制马赛克图
  x = 0.0
  do i = 0, nrows-1
    y = 0.0
    do j = 0, ncols-1
      ; 计算矩形的位置和大小
      x1 = x
      x2 = x + row_prop(i)
      y1 = y
      y2 = y + col_prop(j)

      ; 绘制矩形
      gsn_polygon(wks, plot, (/x1, x2, x2, x1, x1/), (/y1, y1, y2, y2, y1/), True)

      ; 更新y位置
      y = y + col_prop(j)
    end do
    ; 更新x位置
    x = x + row_prop(i)
  end do

  ; 绘制图形
  draw(plot)
  frame(wks)
end

3.5 运行脚本

保存脚本并运行：

ncl mosaic_plot.ncl

运行后，你将得到一个名为mosaic_plot.png的图形文件，其中包含了马赛克图。

4. 总结

本文介绍了如何使用NCL绘制马赛克图。通过定义数据、计算比例和使用NCL的绘图函数，我们可以轻松地创建马赛克图来展示分类变量之间的关系。希望本文对你有所帮助，祝你在使用NCL进行数据可视化时取得成功！