Surfer 10地學計算機制圖

內(nèi)容概要

Surfer強大的插值功能和繪制圖件能力，已經(jīng)使它成為用來處理X、Y、Z數(shù)據(jù)的首選軟件，Grapher是繪制二維圖形的首選軟件，Strater是專業(yè)的、高性能的測井和井孔繪圖軟件?！禨urfer?10地學計算機制圖》在介紹Surfer軟件所涉及相關理論知識基礎上，用大量案例介紹軟件的使用操作過程，并簡要介紹了Grapher和Strater軟件，達到理論基礎與實踐操作的統(tǒng)一。
《Surfer?10地學計算機制圖》可以作為高等院校地理、地質、測繪、氣象、環(huán)保等專業(yè)地理信息系統(tǒng)和圖形圖像處理等專業(yè)的教學或實習用書。也可作為高校和研究所相關領域（地理、地質、地球物理、水文、工程、考古、海洋、生物、林業(yè)和氣候等）科技工作者及工業(yè)界數(shù)據(jù)分析的參考用書。

書籍目錄

前言第1章 Surfer 10的基礎知識1.1 Surfer 10簡介1.2 Surfer 10繪圖窗口操作界面第2章 Surfer 10菜單命令2.1 繪圖窗口菜單命令2.2 工作表窗口菜單簡介2.3 節(jié)點編輯窗口菜單簡介第3章 空間數(shù)據(jù)的投影變換3.1 地理空間基礎3.2 Surfer 10投影簡介3.3 實例操作第4章 離散數(shù)據(jù)格網(wǎng)化4.1 格網(wǎng)文件4.2 插值基本參數(shù)4.3 鄰域搜索范圍4.4 各向異性4.5 分切線和折斷線4.6 反距離加權插值法4.7 克里金插值法4.8 最小曲率法4.9 改進謝別德法4.10 自然鄰點插值法4.11 最近鄰點插值法4.12 多元回歸法4.13 徑向基函數(shù)插值法4.14 線性插值三角網(wǎng)法4.15 移動平均插值法4.16 數(shù)據(jù)度量插值法4.17 局部多項式插值法4.18 插值方法有效性評價第5章 繪制常用圖件5.1 繪制粘貼圖5.2 繪制影像圖5.3 繪制地貌暈渲圖5.4 繪制矢量地圖5.5 繪制線框圖5.6 繪制曲面圖5.7 繪制堆疊圖5.8 繪制疊置圖第6章 數(shù)據(jù)分析6.1 簡單數(shù)學運算6.2 樣條平滑6.3 濾波6.4 微積分算子6.5 傅里葉和譜分析第7章 三維空間分析7.1 繪制等值線圖7.2 地形因子分析7.3 等厚度圖分析7.4 計算方向導數(shù)第8章 體積、面積和剖面線8.1 體積、面積計算8.2 剖面線分析第9章 地統(tǒng)計學分析方法9.1 地統(tǒng)計學基礎9.2 變異函數(shù)特征9.3 變異函數(shù)理論模型9.4 變異函數(shù)屬性設置9.5 繪制變異函數(shù)曲線第10章 地圖可視化操作10.1 Map(地圖)屬性介紹10.2 坐標軸屬性介紹10.3 底圖的基本操作10.4 繪制地圖空白區(qū)域10.5 繪制地圖邊界線10.6 繪制帶角圖的地圖第11章 文件的輸入與輸出11.1 輸入文件11.2 輸出文件11.3 Surfer 10與地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換第12章 Surfer編程語言——CS Scripter簡介12.1 CS Scripter簡介12.2 Surfer自動化對象12.3 Surfer 10二次開發(fā)示例12.4 Surfer 10自動化制圖程序VB開發(fā)示例第13章 Grapher 9地學制圖13.1 Grapher 9的繪圖窗口操作界面13.2 Grapher 9的工作表窗口操作界面13.3 繪制二維圖形13.4 操作實例13.5 繪制CM圖13.6 繪制粒度三角圖13.7 繪制粒級百分含量圖第14章 Strater 2地學制圖14.1 Strater 2繪圖窗口操作界面14.2 Strater 2菜單命令14.3 繪制常用鉆孔圖主要參考文獻術語索引

章節(jié)摘錄

第1章 Surfer 10的基礎知識1.1 Surfer 10簡介1.1.1 Surfer歷史Surfer是美國Golden軟件公司的產(chǎn)品，用于繪制等值線圖及相應的三維圖形，是科技工作者個人電腦常備的軟件，應用較廣。Golden軟件公司是由Dan Smith和Patrick Madison1983年在美國創(chuàng)立的。該公司一直致力于圖形軟件的開發(fā)，于1985年推出Surfer，后又于1986年推出Grapher，1990年推出Map Viewer和1996年推出Didger?，F(xiàn)在，Golden軟件公司在科學圖形軟件領域已處于領先地位，上述的四個繪圖軟件已在全世界廣泛應用，用戶包括礦業(yè)、工程、醫(yī)藥、地學、生物等領域的研究人員、工程師和科學家。目前Surfer的最高版本為10，其是在Windows和NT操作系統(tǒng)下最強大的、最靈活的和容易使用的繪制等值線圖及三維立體圖軟件包。自從1984年以來，在各國科技工作者中使用越來越普遍，當前全世界有幾十萬科學家和工程技術人員使用Surfer軟件。越來越多的地質學家、地球物理學家、水文學家、工程師、考古學家、海洋研究學家、生物學家、林業(yè)人員和氣候學家等已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了Surfer簡單易操作和強大的繪圖功能。1.1.2 Surfer 10主要功能Surfer 10的主要功能有：（1）支持12種內(nèi)插方法對離散的X、Y、Z數(shù)據(jù)格網(wǎng)化，生成規(guī)則的格網(wǎng)數(shù)據(jù)；（2）地圖堆疊時的透明度選擇。把不同的地圖堆疊在一起時，可以自由的設定每個地圖的透明度，不會出現(xiàn)上面地面遮蓋下面地圖的現(xiàn)象了；（3）強大的地學數(shù)據(jù)分析功能，支持多達12種變異函數(shù)理論模型，計算殘差，地形分析，計算體積、面積等；（4）具有各種函數(shù)的運算功能；（5）繪制等值線圖（Contour Maps）；（6）可輸入底圖以便搭配3D圖形/底圖（Base Maps）；（7）可做文字標志和粘貼圖（Post Maps）；（8）圖形可做影像處理/影像圖（Image Maps）；（9）可產(chǎn)生相片品質的圖片/地貌暈渲圖（Shade Relief Maps）；（10）繪制矢量地圖（Vector Maps）；（11）繪制線框圖（3D Wireframe）；（12）繪制曲面圖（3D Surface）；（13）對兩個以上所選的地圖進行堆疊生成堆疊圖（Stack maps）；（14）在相同的坐標系統(tǒng)下合并所選的地圖生成疊置圖（Overlay maps）；（15）對給定數(shù)據(jù)定義坐標系統(tǒng)并可以進行投影轉換；（16）圖形輸出可選EMF、WMF、CLP、CGM、BMP、TIF、JPG、GIF、EPS，PCX、PDF、PNG、PNM、RGB、SUN、TGA、AutoCAD DXF，Golden軟件的GSI、GSB、BLN，Google Earth的KML、KMZ，BNA Atlas Boundary，MapInfo Interchange Format MIF，ESRI Shapefile SHP，XAVSX‐Image等；（17）圖形輸入可選CLP、WMF、EMF、GIF、JPG、TIF、BMP、ECW、PCX、PLY、PNG、RGB、SUN，Golden軟件的GSB、PLT、BLN、GSI，BNA Atlas Boundary，USGSDLG、LGO、LGS，AutoCAD DXF，PNM/PPM/PGM/PBM，SID，TGA，VTK，WMF，SDTS Topological Vector Profile DDF，DICOM3 Medical Image，MapInfo Interchange MIF，ESRI Shape SHP，ESRI ArcInfo Export Format E00，XAVSX‐Image等；（18）在工作表里輸入資料可用ACCDB、BLN、BNA、CSV、DBF、SLK、TXT、Lotus、Excel、ASCII等格式；（19）文本文字上下標、數(shù)學符號、線型符號、顏色都可定義；（20）工作表可讀入10億個X、Y、Z數(shù)據(jù)點；（21）用戶可以利用腳本語言（CS Scripter）通過編程方便地控制Surfer繪圖，或在其他應用程序中調用Surfer繪制的圖件。1.1.3 Surfer 10新增功能Surfer 10新增的功能在網(wǎng)站http：//www.goldensoftware.com/products/surfer/surfernew.shtml上可以查閱，或點擊Help︱Contents，在介紹書中選擇NewFeaturespage也能查看，主要有6種。1.便于操作（1）在Property Manager（屬性管理器）中能夠對所有對象的屬性進行更改；（2）與流行的Windows窗口類似；（3）View（查看）|Reset Windows（重新設置窗口）能夠使管理器恢復到默認值；（4）Tools（工具）|Options（選項）在任何窗口中能被打開；（5）空白節(jié)點在Grid Node Editor（格網(wǎng)編輯器）中顯示為不同的顏色和形狀。2.地圖特征（1）能夠輸入有投影系統(tǒng)的地圖；（2）能夠改變有投影的地圖；（3）使具有不同坐標系統(tǒng)的同一范圍的地圖能夠正確疊置；（4）在Grid（格網(wǎng)）|Math（算術運算）及Grid（格網(wǎng)）|Function（函數(shù)）所使用的各種運算命令在surfer10中能夠被自動保存在下拉菜單中，便于下次操作；（5）能夠使地圖顏色反轉顯示；（6）Map（地圖）|OverlayMaps（疊置地圖）命令又重新可見；（7）能夠從基于格網(wǎng)生成的等高線，影像圖，地貌暈眩圖，矢量圖，線框圖及曲面圖中提取格網(wǎng)文件；（8）狀態(tài)欄能夠顯示選中圖層上的X、Y、Z值；（9）使用Map（地圖）|Export Contours（輸出等高線）能夠將等高線輸出成X、Y、Z值的txt格式；（10）能夠輸出為Google的KML和KMZ文件格式。3.繪圖及數(shù)字化特征（1）新的spline polyline繪圖工具能夠創(chuàng)建平滑的線；（2）使用Map（地圖）|Digitize（數(shù)字化）命令能夠對X、Y、Z值進行數(shù)字化，并能設置數(shù)字化的數(shù)目及值的保存形式。4.數(shù)據(jù)特征（1）能夠支持Acces ACCDB文件格式；（2）從Access MDB和ACCDB文件中檢索查詢；（3）給一個數(shù)據(jù)文件定義坐標系統(tǒng)，并能將坐標信息保存至外部文件。5.格網(wǎng)特征（1）使用Grid（格網(wǎng)）|Math（算術）命令能夠使更多的格網(wǎng)結合；（2）通過Grid（格網(wǎng)）|Math（算術）命令能夠重新定義空白值，可以將其輸出為空值或映射新值；（3）通過Grid（格網(wǎng)）|Grid Info（格網(wǎng)信息）命令能夠讀取未創(chuàng)建地圖的格網(wǎng)信息；（4）在Grid Data（格網(wǎng)數(shù)據(jù)）對話框中，當格網(wǎng)插值方法或屬性發(fā)生變化時，Grid line geometry（格網(wǎng)線幾何學）值可以保留；（5）當在Grid（格網(wǎng)）|Data（數(shù)據(jù)），Grid（格網(wǎng)）|Variogram（變異函數(shù)）或在工作表中使用Data（數(shù)據(jù)）|Spatial Filter（空間濾波）命令進行Data Exclusion Filter（剔除數(shù)據(jù)）時，在任何一列的數(shù)據(jù)能夠被剔除；（6）給格網(wǎng)文件定義坐標系統(tǒng)，并將坐標系統(tǒng)保存至外部文件。6.自動化（1）通過腳本能夠為等高線圖加載.CLR文件；（2）通過腳本能夠反轉地圖的顏色；（3）通過腳本能夠改變曲面圖和線框圖的格網(wǎng)文件；（4）通過腳本能夠顯示或隱藏工具欄的坐標/大小。1.1.4 Surfer 10的安裝在使用之前，首先要將Surfer 10安裝在本地的硬盤上，Surfer 10的安裝非常簡單，在安裝目錄下找到可執(zhí)行文件（setup.exe），雙擊鼠標左鍵，則啟動安裝向導，在安裝向導的引導下，你能夠輕松完成安裝過程。1.1.5 系統(tǒng)要求系統(tǒng)要求主要有：（1）Windows XP SP2，Vista 7操作系統(tǒng)或更高版本；（2）100MB以上的硬盤空間；（3）最小內(nèi)存為512MB，推薦使用1GB或更高；（4）最小1024×768顯示器分辨率。1.1.6 讀者注意假設Surfer 10安裝在C：\ProgramFiles\GoldenSoftware\Surfer10目錄下，在Windows資源管理器內(nèi)可查看該目錄。目錄下包括幾個子目錄，還有大量的模板文件和配置文件等。對于本書的讀者，尤其要注意的是Samples子目錄，本書的例子大多選自該目錄，而且例子運行的結果都保存在該目錄下。點擊Help︱Check for Update按鈕可以自動更新surfer軟件。1.2 Surfer 10繪圖窗口操作界面Surfer 10有與目前流行的Windows軟件如Microsoft、Word、Excel等界面相似，讀者能很快地掌握Surfer 10的工作環(huán)境和使用操作。在使用Surfer 10繪圖時，可見到操作界面如圖1.2.1所示。從圖1.2.1中可以看到，Surfer 10的操作界面包括如下幾部分。1.2.1 菜單欄操作界面的頂部是Surfer10的菜單欄（Menu Bar），通過菜單欄可以方便地執(zhí)行系統(tǒng)的命令。菜單欄中的每個菜單項還包括了許多菜單子項，通過它們幾乎能夠實現(xiàn)Surfer 10的所有功能。Surfer 10的所有系統(tǒng)設置都是在菜單欄中進行的，了解菜單欄中各菜單選項的使用是掌握Surfer 10的重要步驟。在Surfer 10操作界面中，菜單結構取決于當前窗口的類別。當前窗口為繪圖窗口、工作表窗口或節(jié)點編輯窗口時，主菜單及其子菜單的內(nèi)容各不相同，而是與當前窗口的操作對象有關。在Surfer 10的工作菜單中，能看到類似圖1.2.2～圖1.2.4所示的菜單欄。圖1.2.2為當前窗口為繪圖窗口時的主菜單，對繪圖窗口而言，主要是調用工作窗口或其他外部的數(shù)據(jù)文件，格網(wǎng)化生成規(guī)則的格網(wǎng)文件及進行有關函數(shù)方程計算；進一步繪制所需的圖形，可視化表達數(shù)據(jù)特征。圖1.2.3為當前窗口為工作表窗口時的主菜單，在工作表窗口中管理數(shù)據(jù)文件，按Surfer 10要求的格式組織數(shù)據(jù)文件。同時可以對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)文件進行排序、轉換操作，生成所需的數(shù)據(jù)文件；使用統(tǒng)計命令可得到所需的統(tǒng)計信息。圖1.2.4為當前窗口為節(jié)點編輯窗口時的主菜單，Surfer 10在格網(wǎng)節(jié)點編輯窗口中編輯格網(wǎng)節(jié)點，使格網(wǎng)數(shù)據(jù)達到用戶的要求。1.選取菜單的方法（1）將鼠標指向菜單欄上的菜單名，按下鼠標左鍵，在彈出的子菜單中選擇所需的菜單項；（2）將鼠標指向菜單上需要執(zhí)行的子菜單，此時如果從菜單項上移去鼠標，將立即撤消已選取的菜單項，按下鼠標左鍵，系統(tǒng)就自動執(zhí)行該子菜單對應的命令。同時在Surfer 10的File、Edit等所有的下拉菜單的命令選項右邊都有對應的英文字母組合，這是指明進入對話框或發(fā)出命令的鍵盤的快捷鍵，也就是和Alt、Ctrl等配合使用的熱鍵。即按Alt鍵，然后按下該菜單命令選項帶下畫線的字母。例如，按Alt+F將打開“文件”菜單；再按Ctrl+O將使用“打開”命令。2.撤消菜單的方法當鼠標選取另一個新的菜單，或將光標移動到菜單之外的任何地方單擊可以撤消菜單。按Esc鍵亦可以撤消菜單但將光標仍保留在菜單上。單擊菜單，在彈出的菜單子項中，僅可以執(zhí)行文字清晰的命令項，而不能執(zhí)行灰色的文字的命令項。

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