三維繪圖軟件Surfer 7.0

1、LOGO三維繪圖軟件三維繪圖軟件Surfer 8.0簡簡 介介v Golden Software surfer 8.0(簡稱Surfer)是一款具有插值功能的繪制三維圖的軟件，因此，即使你的數(shù)據(jù)是不等間距的，依然可以用它作圖。主要應(yīng)用在地質(zhì)學(xué)，地理學(xué)，農(nóng)業(yè)，氣象學(xué)，水文學(xué)v Surfer的主要功能是繪制等高線圖，此外它還可以繪制基面圖， 矢量圖， 影像圖， 線框圖， 3D表面圖等形式的圖形。v 系統(tǒng)要求系統(tǒng)要求：PC機(jī)奔騰處理器，100MHZ，32Mb隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，SVGA終端機(jī)簡簡 介介v Surfer自帶的英文幫助（hepl菜單）對如何使用surfer解釋的很詳細(xì)，其中“教程”清晰的介紹

2、了surfer的簡單應(yīng)用，應(yīng)該說surfer軟件自帶的幫助文件是相當(dāng)完美且容易閱讀的，感興趣的同學(xué)可以在課上學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上閱讀學(xué)習(xí)。15001770185020002150230024502600275029003050Front Range, ColoradoSouthwest Corner of the Morrison Quadrangle, Colorado數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 輸輸 入入v Surfer包含功能完善的工作表用于創(chuàng)建、打開、編輯與保存數(shù)據(jù)文件。用戶可以在Surfer工作表中或者應(yīng)用軟件之間使用Windows剪貼板來剪切、復(fù)制和粘貼數(shù)據(jù)，以減少手動(dòng)輸入數(shù)據(jù)的時(shí)間。v 輸入和保存的文件

3、格式包括bln(圖形邊界文件)，bna, csv, dat, slk, txt以及xls數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 輸輸 入入v計(jì)算數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)v使用高級的數(shù)學(xué)函數(shù)表達(dá)式對數(shù)據(jù)進(jìn)行變化v對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類v打印工作表數(shù)據(jù)插值與網(wǎng)格數(shù)據(jù)插值與網(wǎng)格 vSurfer所包含的網(wǎng)格方法能夠使用戶根據(jù)X、Y、Z數(shù)據(jù)生成精確的等值線圖、線框圖、矢量圖、影像圖以及漸變立體圖。網(wǎng)格網(wǎng)格數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)v為了產(chǎn)生等值線圖或線網(wǎng)圖, 執(zhí)行需要網(wǎng)格文件的操作如網(wǎng)格代數(shù)處理、計(jì)算體積和面積, 光滑或計(jì)算殘差，必須預(yù)先對數(shù)據(jù)文件進(jìn)行網(wǎng)格化處理。v網(wǎng)格化是把以XYZ數(shù)據(jù)文件格式表示的,通常不規(guī)則分布的原始數(shù)據(jù)點(diǎn)，經(jīng)過數(shù)學(xué)處理，構(gòu)筑一個(gè)規(guī)則的空間矩形網(wǎng)格

4、的過程。原始數(shù)據(jù)的不規(guī)則分布，造成缺失數(shù)據(jù)的“空洞”。網(wǎng)格化則用外推或內(nèi)插的算法填充了這些“空洞”。v大多數(shù)情況下，采用加權(quán)反距離算法，即所有其它參數(shù)相等的條件下，愈靠近結(jié)點(diǎn)（計(jì)算出的規(guī)則點(diǎn)）的數(shù)據(jù)（原始數(shù)據(jù)點(diǎn)），對計(jì)算該結(jié)點(diǎn)的Z值貢獻(xiàn)愈大。v插值方法分為兩種：精確插值和平滑插值。每一種網(wǎng)格化的方法都有自己的一組設(shè)置。對于每種方法來說，數(shù)據(jù)處理都是類似的。 v Surfer 8.0的網(wǎng)格方法包括：的網(wǎng)格方法包括：v 距離反比法v 克里格方法v 最小曲率法v 多項(xiàng)式回歸法v 三角形剖分法v 最近鄰法v 改進(jìn)謝別德法v 徑向基函數(shù)法v 自然臨近法v 移動(dòng)平均方法v 數(shù)據(jù)度量方法v 局部多項(xiàng)式法 推

5、薦的構(gòu)造網(wǎng)格的數(shù)學(xué)模型v 不同的網(wǎng)格化方法可以得到不同的網(wǎng)格文件，用戶應(yīng)當(dāng)選用最能代表自己數(shù)據(jù)特點(diǎn)的方法，v 選擇網(wǎng)格化方法時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮原始數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)量的多寡。v 10個(gè)或10個(gè)以下的數(shù)據(jù)點(diǎn)，除了反映數(shù)據(jù)的一般趨勢外，沒有多大意義。這樣少的點(diǎn)，三角形法無效，v 數(shù)據(jù)點(diǎn)1000數(shù)據(jù)點(diǎn))，最小曲率法最快，網(wǎng)格足以代表原始數(shù)據(jù)特點(diǎn)。線性內(nèi)插三角形法網(wǎng)格化較慢，網(wǎng)格有足夠的代表性。 推薦的構(gòu)造網(wǎng)格的數(shù)學(xué)模型v 大部分情況下，具有線性變異圖的克里格法是十分有效的，應(yīng)首先予以推薦。其次是很接近的經(jīng)向基本函數(shù)法中的多重二次曲面法。這兩種方法都能產(chǎn)生較好地代表原始數(shù)據(jù)的網(wǎng)格。但對于大量數(shù)據(jù)的網(wǎng)格化，克里格法比較慢

6、。v 最小曲率法構(gòu)成平滑的曲面，且多情況下，網(wǎng)格化速度也快。v 多項(xiàng)式回歸是一種趨勢面分析，反映整體趨勢。對于任何數(shù)量的數(shù)據(jù)點(diǎn)，網(wǎng)格化的速度都非?？?，但構(gòu)成的網(wǎng)格缺少數(shù)據(jù)的局部細(xì)節(jié)。v 徑向基本函數(shù)法十分靈活，與克里格法產(chǎn)生的網(wǎng)格十分類似。v 改進(jìn)謝別德法法與距離反比法插值法相似，但沒有產(chǎn)生等值線“牛眼”效應(yīng)的缺點(diǎn)。v 線性內(nèi)插三角形法對于中等數(shù)量的數(shù)據(jù)點(diǎn)，網(wǎng)格化很快。一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)有足夠的數(shù)據(jù)點(diǎn)時(shí)，三角形法可以反映出數(shù)據(jù)文件所內(nèi)含的不連續(xù)性。例如斷層線。 網(wǎng)格空白v 由離散的XYZ數(shù)據(jù)文件生成網(wǎng)格文件時(shí)，Surfer將根據(jù)原始X,Y的取值范圍和所選用的數(shù)學(xué)模型，自動(dòng)生成一個(gè)矩形網(wǎng)格。但在實(shí)際

7、工作中，由于某些區(qū)域缺少原始數(shù)據(jù)或由于其它原因，有必要由規(guī)則的網(wǎng)格中剔除一個(gè)或多個(gè)由封閉多邊形定義的區(qū)域，被剔除的區(qū)域形成空白。在畫圖時(shí), 等值線圖上空白部分的等值線被消除掉；在線網(wǎng)圖上, 空白部分成為平行于基點(diǎn)平面的區(qū)域。網(wǎng)格轉(zhuǎn)換v Surfer支持多種類型的.GRD文件。使用Convert命令可以把.GRD文件轉(zhuǎn)變?yōu)橐韵?種.GRD文件之一:v GS二進(jìn)制文件.GRD，GS ASCII文件.GRD，ASCII碼XYZ數(shù)據(jù)文件.DAT和Surfer7.GRDv 二進(jìn)制的.GRD 文件轉(zhuǎn)換成ASCII.GRD 文件后，能用SURFER 工作表或任何的ASCII編輯器進(jìn)行修改。v ASCII碼X

8、YZ數(shù)據(jù)文件.DAT 包括了網(wǎng)格所有節(jié)點(diǎn)的X,Y,Z 數(shù)據(jù)。 網(wǎng)格提取v 它可建立一個(gè)當(dāng)前的網(wǎng)格文件的一個(gè)子集網(wǎng)格.GRD 文件。v 由網(wǎng)格提取提取打開一個(gè)網(wǎng)格文件，Input File框中列出該網(wǎng)格文件的詳細(xì)信息。在Output File對話框中可設(shè)定子網(wǎng)格的開始行、開始列，結(jié)束行與結(jié)束列。v 缺省的輸出網(wǎng)格文件名為OUT.GRD，可改變輸出文件的路徑和名字。網(wǎng)格體積v 由網(wǎng)格體積體積選取要進(jìn)行體積計(jì)算的網(wǎng)格文件，顯示Grid網(wǎng)格體積對話框。v 上表面組：可選定一網(wǎng)格文件作為上表面（曲面）；或設(shè)定上表面的Z為常數(shù)值（水平平面）。v 下表面組：可選定一網(wǎng)格文件作為下表面（曲面）；或設(shè)定下表面的

9、Z為常數(shù)值（水平平面）。v 在選定上表面的和下表面之后, 點(diǎn)擊OK執(zhí)行體積和面積計(jì)算。結(jié)果顯示在編輯器窗口，可保存成ASCII文本文件, 或拷貝和粘貼到繪圖窗口。網(wǎng)格網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)編輯v 網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)編輯器命令允許變更網(wǎng)格 .GRD 文件內(nèi)網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)的Z值。數(shù)據(jù)修改后，可將其寫入一網(wǎng)格文件。v 在網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)編輯器窗口內(nèi), 網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)的位置顯示一+ 字，也可顯示等高線。激活的結(jié)點(diǎn)成為高亮, 用光標(biāo)箭頭點(diǎn)擊一結(jié)點(diǎn)可以激活該結(jié)點(diǎn)。被選結(jié)點(diǎn)的X,Y坐標(biāo)顯示在屏的頂部, Z值編輯盒內(nèi)給出Z值。在編輯框內(nèi)可輸入新的Z值；修改后可自動(dòng)按新值重畫等值線圖?？梢韵嗤虿煌拿直４婢庉嬤^的網(wǎng)格文件。 可視化與繪圖v Surfe

10、r的可視化功能賦予用戶完全控制繪圖參數(shù)的能力，能夠根據(jù)數(shù)據(jù)集繪出十分漂亮的圖像。圖像類型包括：v 等值線圖v 張貼圖v 三位表面圖v 基面圖v 矢量圖v 覆蓋地圖v 影像圖v 三維線框圖v 漸變地形圖繪圖控制v 自動(dòng)生成或者用戶自定義有顏色等值線的間隔、線形與等值線范圍v 完善的等值線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置，包括格式、字體、標(biāo)注頻率、標(biāo)準(zhǔn)位置和標(biāo)準(zhǔn)間距v 平滑等值線v 添加顏色比例尺或者距離比例尺v 完善的坐標(biāo)軸設(shè)置選項(xiàng)，包括坐標(biāo)軸的標(biāo)注、標(biāo)注間距、網(wǎng)格線和標(biāo)題v 將基面圖、矢量圖、漸變立體圖或者張貼圖覆蓋到等值線圖上v 將等值線圖提掛起來成為三維表面圖以便直觀的顯示v 在等值線圖、矢量圖、表面圖或者基面圖

11、上顯示數(shù)據(jù)點(diǎn)v 以3D、DXF格式輸出等值線圖121121.5122122.512328.52929.53030.5zc13zc15zc17zc18azb7zb9zb11zb12aza6aza6aza5za3za1rb8rb10rb12 rb14ra7ra5ra3ra1大面圖的做法步驟大面圖的做法步驟v 制作過程：v 1、根據(jù)給出的bln文件繪制基面圖。v 2、根據(jù)xls中的數(shù)據(jù)做張貼圖（XY坐標(biāo)分別選擇對應(yīng)的經(jīng)緯度），并在標(biāo)注中選擇站位名稱列。v 3、通過“網(wǎng)格數(shù)據(jù)”這一指令網(wǎng)格化xls中的數(shù)據(jù)（橫縱坐標(biāo)分別選擇對應(yīng)的經(jīng)緯度），生成一個(gè)grd文件，然后根據(jù)生成的文件做等值線圖。v 4、合并上述三個(gè)地圖。v 5、選擇數(shù)字化地圖，根據(jù)站位所在的范圍選擇不需要的區(qū)域，生成一個(gè)bln文件。v 6、選擇“網(wǎng)格白化”指令，將利用第5步生成的bln文件將第3步生成的grd文件白化，生成新的grd文件。v 7、利用第6步新生成的grd文件做等值線圖，重復(fù)第1，2步，合并三個(gè)地圖即完成題目中的圖。05101520253035404550-60-50-40-30-20-100910111213141516171819202122232425262728293031depth /m/km斷面圖做法斷面圖做法v 取離岸最近的站位