Surfer80漢化版_學用手冊

1、Surfer8.0學習手冊一、等高線的繪制 Surfer的最主要的功能是繪制等高線圖，但并不是我們具有了數(shù)據(jù)文件就可以直接繪制等高線，surfer要求繪制等高線的數(shù)據(jù)有特殊的格式要求，即首先要將數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換成Surfer認識的grd文件格式，才能繪制等高線（當然，可以直接生成surfer接受的ascii 碼的grd文件格式，這樣就可以直接作圖，此方法將在后面介紹，首先我們介紹常用的作圖方法）。(網(wǎng)格文件規(guī)則矩形網(wǎng)格的三維數(shù)組X，Y，Z文件。用來畫等值線圖、網(wǎng)框圖、矢量圖、粘貼圖、立體陰影圖、色譜圖，計算面積、體積和畫剖面圖。.GRD文件格式.GRD文件：GS二進制文件(缺省網(wǎng)格文件格式)、GS

2、 ASCII文件.DAT文件：ASCII XYZ數(shù)據(jù)文件.)假設(shè)你有三列數(shù)據(jù)分別為X，Y，Z，其中Z為點（x，y）處的值，存在文件test.dat中（數(shù)據(jù)見附件），其中第一列是X坐標，第二列是Y坐標，第三列是（x，y）上的值Z，則繪制等高線的步驟如下： 假設(shè)你由三列數(shù)據(jù)分別為X,Y,Z，其中Z為點（x，y）處的值。存為文件test.dat（數(shù)據(jù)見后）第一列是X坐標，第二列是Y坐標，第三列是（x，y）上的值Z.則畫等高線的步驟如下： Note：并不是直接打開test.dat數(shù)據(jù)就可以畫等高線，首先要將數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換成Surfer認識的grd文件格式，才能畫出等高線。步驟一：把數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換成grd文

3、件 1. 打開菜單“網(wǎng)格” | “數(shù)據(jù).”。2在“打開”對話框中選擇數(shù)據(jù)文件TEST.DAT2. 這會打開“網(wǎng)格化數(shù)據(jù)”對話框。3. 在“數(shù)據(jù)列”中選擇要進行“網(wǎng)格化”的網(wǎng)格數(shù)據(jù)（X和Y坐標）以及格點上的值（Z列），這里我們不用選擇，因只有3列數(shù)據(jù)且它們的排列順序已經(jīng)是XYZ了，如果是多列數(shù)據(jù)，則可以在下拉菜單中選擇所需要的列數(shù)據(jù)。選擇好坐標XY和Z值后，在“網(wǎng)格化方法”中選擇一種插值方法（如果你需要比原始數(shù)據(jù)的網(wǎng)格X和Y更密的Z數(shù)據(jù)，或是你的網(wǎng)格是非均勻的），則在網(wǎng)格化的過程中，Surfer會自動進行插值計算，生成更密網(wǎng)格的數(shù)據(jù)。如果你只是想繪制原始數(shù)據(jù)的圖，不想插值，則最好選擇加權(quán)距離平方

4、反比法（inverse distance to a power）或Kriging方法。因為這兩種方法在插值點與取樣點重合時，插值點的值就是樣本點的值，而其它方法不能保證如此。 在“輸出網(wǎng)格文件”中輸入輸出文件名test.grd，然后在“幾何意義上的網(wǎng)格線”中設(shè)置網(wǎng)格點數(shù)。這里需要注意的是，當X和Y的數(shù)值相差很大時，這里顯示的最大最小值可能有錯誤（即與原始數(shù)據(jù)不同），這是Surfer軟件本身的問題，遇到這種情況，必須手動改正這種錯誤，即輸入正確的最大最小值。由于我們的數(shù)據(jù)沒有此類問題，因此不必手動改正最大最小值。但必須手動改正X和Y的間距“spacing” 或數(shù)據(jù)個數(shù)“f”，這二者是相關(guān)的，改動

5、一個，另一個自動改正。如果你的原始數(shù)據(jù)是等間距的，這里的X和Y的間距“spacing"或”f“ 最好與原數(shù)據(jù)一致，這樣可以減少插值帶來的誤差。我們的數(shù)據(jù)是不均勻的，所以必須插值，這里可以不進行任何改動。好了，點“ok”，畫圖所需要的grd文件test.grd就生成了。 步驟二：畫等高線 打開菜單“地圖”“等值線圖”“新建等值線圖”，在“打開網(wǎng)絡(luò)”對話框中選擇剛才輸出的grd文件，如test.grd，點“ok”，則一副等高線圖就畫完了。步驟三：等高線圖的設(shè)置 在所畫的等高線圖中雙擊鼠標，或點擊右鍵，選中“屬性”，就會出現(xiàn)設(shè)置等高線的各種屬性，在圖的邊緣雙擊鼠標則可以改動坐標軸的屬性。等

6、高線圖的著色（填充）和設(shè)置 雙擊等高線圖，就會出現(xiàn)“Map：countour 屬性”對話框，現(xiàn)在介紹此對話框中的設(shè)置。 “常規(guī)”選項卡中：1、“輸入網(wǎng)絡(luò)文件”為打開的等高線圖的“網(wǎng)格”文件名，你可以修改此處，打開不同的文件（幾乎沒人這樣做），點一下打開文件圖標旁的“i”圖標，則可以看到當前“網(wǎng)格”文件的基本統(tǒng)計信息，如最大最小值等。 2、“填充等值線”選中填充等值線（在前面的方框中點一下鼠標），就可以畫著色的等高線圖了，如果再選中下面的“顏色比例”的話，則可以在等高線圖旁邊給出色彩棒。 3、“平滑等值線” 選中的話可以對等高線進行平滑，在“程度”中有“低、中、高”三種選擇。這一項一般可以不選，

7、除非你畫出的等高線圖中的等高線非常的不平滑，這項只起到美化圖形的結(jié)果，沒有更大的意義。 4、“白化區(qū)域” 這項可以對空白區(qū)域進行著色，只有在你的等高線中有空白區(qū)域時才有意義，一般不用。 5、“斷層線條屬性”可以設(shè)置等高線的粗細顏色等。 “等級” 選項卡中： 1、“等級” 點擊“等級”可以設(shè)置等高線的最大最小值和等高線間的等高距，這可以對所有的等高線發(fā)生作用，通過調(diào)節(jié)此項可以使等高線分布均勻，易于看清楚，作圖更美觀。如不想人為改動，可用缺省值。雙擊“等級”下面的數(shù)字，可以單獨更改等高線的值，但要注意等高線從小到大的規(guī)律，不能瞎改。 2、“線條” 點擊“線條”可以設(shè)置等高線的線型等屬性。4、“填充

8、”此選項只有在著色等高線圖中才有效，對單獨的等高線圖無作用。點擊“填充”設(shè)置著色。著色與“線條”選項中的內(nèi)容類似，不再詳細介紹。同樣，可以通過雙擊“填充”下面的具體顏色條來對特定的等高線區(qū)域進行著色。 5、“標注” 設(shè)置等高線標注數(shù)字，比較簡單。雙擊下面的“是”或“否”可以改變是否顯示標注。 6、“影線” 用來畫等高線的上下方向（即上山或下山方向），一般不用。 7、“添加”和“刪除” 在右邊的按鈕。當選中某一“等級”后，點“加”按鈕可以在兩個“等級”之間插入一新的“等級”?！皠h除”按鈕則刪除選中的“等級”。 “查看”選項卡中 用來調(diào)整等高線圖的整體方向，除了在3d surface情況下，一般不

9、用。有“查看域”、“旋轉(zhuǎn)”、“傾鈄”可用于調(diào)整查看，投影方式可以有“透視”與“正交”兩種方式?！氨壤边x項卡中 用來設(shè)置xyz軸的比例，可以調(diào)整其長度選項。一般情況不需調(diào)整，除非X和Y相差很大，為了方便看圖可以調(diào)整其到合適的長度。 “限制”選項卡中： 可以用來裁剪等高線圖（通過設(shè)置xy的最小最大值），從而得到感興趣地方大小的圖形?！氨尘啊边x項卡中： 可用來設(shè)置背景填色。它有很多設(shè)置?？梢杂谩皯谩卑粹o反復試一下。橫縱（xy）坐標軸的設(shè)置： 雙擊橫軸和縱軸所在的位置，就可以打開坐標軸屬性對話框 “Map Left Axis 屬性”下面以Bottom軸為例，其它類似： “常規(guī)” 選項卡： “標題”

10、， 在空白處可以輸入軸的說明或圖的說明文字，用“沿坐標軸偏移” 和“從坐標軸偏移”可以設(shè)置說明文字的位置，“字體”可以選擇字體，“角度”可以選擇文字的旋轉(zhuǎn)角度?！皹俗ⅰ?，設(shè)置軸的刻度值和標注格式。 “坐標平面”設(shè)置軸平面，一般為XY不改動。 “坐標軸屬性”設(shè)置軸線屬性。 “ticks”選項卡： 設(shè)置軸線上刻度的長度，方向，主刻度和輔助刻度。 “比例”選項卡： 設(shè)置刻度值的起始值，“主間距”和“最后主刻度”。其它值一般不修改。 “網(wǎng)格線”選項卡： 用來設(shè)置等高線圖的坐標網(wǎng)格，用鼠標點擊“顯示”并“應用”即可。 此外，以上等高線的所有屬性都可以通過雙擊左邊的“對象管理”（或在“編輯”菜單中）屬性窗

11、口來設(shè)置，與直接在圖中設(shè)置沒有什么區(qū)別。二、在等高線圖上加上背景地圖(base map)(世界地圖或局部地圖) 我們經(jīng)常需要把世界地圖放在等高線圖下面作為參考，世界地圖在surfer中的格式是*.bln, *.gsb,*.jpg,*.gif等多種形式，比較常用的是*.bln文件，這些地圖在surfer的官方網(wǎng)站在附件中提供給大家一個世界地圖的bln文件,文件名world0360.bln。在surfer中打開 地圖|基面圖 然后打開world0360.bln文件，就可以畫出世界地圖了。用“視圖”|“適應窗口”可以很好的顯示。然后我們可以把相應的等高線圖用第二部分的方法畫出(注意“基面圖”的網(wǎng)格坐

12、標必須與等高線圖的網(wǎng)格坐標一致，至少“基面圖”的網(wǎng)格坐標要包含等高線圖的網(wǎng)格坐標)。再按F2鍵或ctrl+A (選中所有對象)，點擊“地圖”|“堆疊地圖”就可以將兩幅圖合成一副圖。打開“視圖”|“對象管理器”，選中“base”，點右鍵，選“對象次序”|“移到前面”就可以將背景圖移到前面一層。由于排版時沒有實際數(shù)據(jù)，僅為了供大家學習，于是就用下載來的數(shù)據(jù)照貓畫虎做了這個四不像的圖來，請原諒。這樣一份好的等高線圖就畫好了。(見下圖) ，這才是原創(chuàng)作者的圖。三、bln文件及blank作圖 大家看了第三部分的圖有可能會奇怪，為什么你的等高線只在海洋上有，陸地上怎么沒有呢？這就是此節(jié)要講的內(nèi)容。首先講一

13、下bln文件的格式，bln文件具有以下格式: length,flag x1,y1 x2,y2 . xn,yn length,flag x1,y1 x2,y2 . xn,yn 其中，length是背景地圖曲線中點坐標的個數(shù)，如果xn=x1，yn=y1，那么所有的點將圍成一個圈。如果不是這樣，則是一條不閉合的曲線。 flag的值為1或0，當flag=1時，閉合曲線里面的等高線可以用此bln文件blank掉(即將閉合曲線中的等高線消除)，如果flag=0，則是曲線外面的等高線被blank。 我所提供的bln文件為flag=1的格式，當然可以將其改成0。簡單介紹了bln文件的格式，再來介紹怎樣blan

14、k等高線。假設(shè)我們已經(jīng)有了一個全球的等高線圖，其原始數(shù)據(jù)文件為1.grd. 打開“網(wǎng)格”|“白化”選擇文件1.grd，"ok"，然后在新的對話框中選擇world0360.bln, "ok"，再在新的對話框中輸入要輸出的grd文件的名字，點ok就可以得到一個blank過的grd文件(假設(shè)為out.grd)，則用out.grd再做等高線圖，即可出現(xiàn)我所給第三部分中圖的效果。四、應用surfer給出數(shù)據(jù)文件的統(tǒng)計性質(zhì) 在應用數(shù)據(jù)作圖前，有時候需要知道每列數(shù)據(jù)的統(tǒng)計性質(zhì)，如最大值，最小值，標準差等。應用surfer的worksheet可以很方便的解決此問題。打開

15、file|new 選中worksheet，則出現(xiàn)一個類似excel的表格，在此環(huán)境下，可以用“文件”|“打開”來打開需要查看的數(shù)據(jù)文件，譬如test.dat。如果我們想知道B列的統(tǒng)計性質(zhì)，則點擊B，再打開菜單“數(shù)據(jù)”|“統(tǒng)計”，選"ok"，就會出現(xiàn)統(tǒng)計結(jié)果。同時，我們還可以對各列進行數(shù)學運算，譬如我想生成新的一列D，它是B列的平方加上C列的和，則先點擊D列（空白列），再打開菜單data|transform.在transform equation下輸入“ D=B*B+C”點擊"ok"，則會生成D列數(shù)據(jù)，只要將文件另存為新文檔就可以了。第9行中的3*3+55

16、=80。當然，你還可以用surfer的“工作表”做很多類似的計算。應該說,surfer的這一功能是很實用的，當然，還可以用“數(shù)據(jù)”|“排序”對數(shù)據(jù)進行排序。 五、post map和classed post map 有時候，我們需要在base map中添加臺站的坐標，并用三角，五星等符合將其標出，且在旁邊寫上臺站的名字，這可以用“張貼圖”和“分類張貼圖”完成。首先介紹“張貼圖”，它的數(shù)據(jù)文件一般格式是: x1, y1, label1 x2, y2, label2 . xn, yn, labeln 其中，xn，yn為坐標值，label為數(shù)字或文字。我們還是以test.dat為例子，打開“地圖”|“

17、張貼圖”| “新建張貼圖.”, 選擇文件test.dat, 選"ok"，則會出現(xiàn)一副“張貼圖”的圖，雙擊圖的中央，就會打開其屬性。在“常規(guī)”選項中可以設(shè)置坐標列，以及“符號”（可更改為其它的形狀，缺省為十字）。在“標注”選項中，可以通過“標注用工作列表”設(shè)置“標注”，此處我們選擇c列，則c列的值會出現(xiàn)在每個坐標點的上方。(如圖所示) 至于其它的設(shè)置跟等高線類似，不再詳述。至于“分類張貼圖”與“張貼圖”類似，只是對不同的點，根據(jù)某些規(guī)則分類而已。 譬如還是test.dat文件，我們把c列看成是每個點的高程，則可以根據(jù)高程對各點分類。如高程在25-54的用十字表示，88-105

18、的用三角表示等。打開“地圖”|“張貼圖”|“新建分類張貼圖”，選擇文件test.dat, 選"ok"，則出現(xiàn)一副“分類張貼圖”，雙擊圖可以編輯屬性，這里會多一個“分類”選項卡，這里的選項最大最小值，symbol等都可以改，不再詳述。需要注意的是“分類張貼圖”至少要有三列數(shù)據(jù)，其中第三列就是分類的標準。 六、“矢量圖” 向量圖(或風向圖) 很多人是學習大氣和海洋的，因此經(jīng)常要畫風向量圖或海流的向量圖，surfer可以輕松的完成，且圖形可以調(diào)整，因此可以生成很漂亮的圖形?！笆噶繄D”分別有：“新建 1-網(wǎng)格 矢量”和 “新建 2-網(wǎng)格 矢量”兩種。首先介紹“新建 1-網(wǎng)格 矢量”

19、： “新建 1-網(wǎng)格 矢量”可以給出坐標點的方向和振幅大小，但它一般表示的是等高線的下山方向和大小，是等高線圖的一種特殊表現(xiàn)方式，如應用test.dat就可以做出。打開 “地圖”|矢量圖|“新建 1-網(wǎng)格 矢量”，選中test.dat，則會出現(xiàn)一副箭頭圖。通過雙擊圖的中央可以編輯它的屬性，此圖一般很少應用，因此其屬性設(shè)置不再詳述，感興趣的朋友可以自己試一下。 下面主要講“新建 2-網(wǎng)格 矢量”，“新建 2-網(wǎng)格 矢量”用到兩個不同的grd文件，一般講這兩個文件應該有相同的坐標網(wǎng)格?！靶陆?2-網(wǎng)格 矢量”的grd文件可以有兩種表示方法，一種是直角坐標形式，一種是極坐標形式。對直角坐標形式，其中

20、一個grd文件里是x方向的值，另一個是y方向的值。對極坐標形式，一個grd文件是vector的方向，另一個grd文件是vector的振幅值。 下面舉個具體的例子來說明如何作圖。假設(shè)我們已經(jīng)有了風分量u和v的兩個直角坐標的grd文件(包括x y windu三個分量)，名字分別為amipii.u.Jan.sp.dat和amipii.v.Jan.sp.dat兩個grd文件（需要注意的是，這兩個文件已經(jīng)是ascii 碼的grd文件，看不到相應的三個分量，但不需要再進行g(shù)rid過程，可以直接應用，至于如何生成這種形式的grd文件，我將在后面具體解釋）。 打開“地圖”|矢量圖|“新建 2-網(wǎng)格 矢量”，將

21、打開"open x component (angle) grid"對話框，此時選中amipii.u.Jan.sp.dat（注意，需要在文件類型中選擇all files(*.*)才可以選擇*.dat文件），隨后會打開"open y component (length) grid"對話框，重新啟動電腦，再進行上述步驟：此時選中amipii.v.Jan.sp.dat，選擇"ok"，就會出現(xiàn)一副風的箭頭圖，再加上base map就成了一副很漂亮的圖。通過雙擊就可以打開此圖的屬性(Map vectors 屬性)。注意:在"data&q

22、uot;選項卡中，“坐標系統(tǒng)”要選笛卡爾坐標(x,y)(如果你用極坐標，就選極坐標 (角度, 長度)。 在“符號”選項卡中可以修改箭頭的形狀及線條的屬性，其中“頻率”是設(shè)置x和y方向需要箭頭的頻率，此處我們改為3，3，即在x和y方向都是每3點畫一個箭頭，也即省略了兩點。其中的“顏色”可以會色彩箭頭，大家可以看一下效果。在“比例”選項卡中，可以設(shè)置箭頭起始點的位置(符號方向)，以及箭頭長度的比例形式(線性，對數(shù)，平方根等)。在右邊還有兩個選項，一個是反轉(zhuǎn)箭頭方向，一個是給出箭頭的圖例，選中后者。在下面可以設(shè)置箭頭的各個屬性幅值，軸長度，頭長度和符號寬度，分別表示風的振幅大小(可改，這里選用缺省值

23、)，箭頭桿的長度，箭頭頭的長度和箭頭的寬度，這里其最小最大值分別為(后三項) 0.04in，0.2in，0.04in，0.04in，0.01in，0.01in)。 在"scale"選項卡中，選擇x scale下的length為6in，y scale下的length為3in。其它屬性不做改動，即可生成所給的圖形。 當然，你也可以給出風uv項的角度和振幅，用極坐標來畫圖,這其中要注意極坐標的參考點可以是東(角度逆時針)或北(角度順時針)，請注意選擇(在屬性的“數(shù)據(jù)”選項卡中修改，且其角度可以用度或弧度作單位，請小心區(qū)分)。 七、ascii 碼的grd文件及插值問題 在第七部分給

24、出的grd文件是ascii碼的直接grd文件格式，無需進行網(wǎng)格化過程，這樣做簡單，準確，可以在工作和學習過程中提供很多方便。下面做一詳細介紹： ascii碼的直接grd文件格式包括5個文件頭信息(關(guān)于網(wǎng)格的限制)，然后是z的值，值得注意的是，這種文件格式必須用空格來區(qū)分兩個數(shù)據(jù)。其一般格式為: DSAA (注意,必須大寫且從第一行第一列開始,即DSAA前面不能有空格) nx ny (x 方向網(wǎng)格點的個數(shù)nx, y方向網(wǎng)格點的個數(shù)ny) xlo xhi (x 方向網(wǎng)格點的最小值和最大值) ylo yhi (y 方向網(wǎng)格點的最小值和最大值) zlo zhi (z 方向網(wǎng)格點的最小值和最大值) gr

25、id row 1 (z 的值在點(x1,y1), (x2,y1),.(xn,y1) grid row 2 (z 的值在點(x1,y2), (x2,y2),.(xn,y2) grid row . grid row n (z 的值在點(x1,yn), (x2,yn),.(xn,yn) 注意,此處x1<xn, y1<yn。 下面是一個具體的例子: DSAA 10 10 0.0 9.0 11.0 20.0 25.00 97.19 91.03 77.21 60.55 46.67 52.73 64.05 41.19 54.99 44.30 25.00 96.04 81.10 62.38 48.

26、74 57.50 63.27 48.67 60.81 51.78 33.63 92.10 85.05 65.09 53.01 64.44 65.64 52.53 66.54 59.29 41.33 94.04 85.63 65.56 55.32 73.18 70.88 55.35 76.27 67.20 45.78 97.19 82.00 64.21 61.97 82.99 80.34 58.55 86.28 75.02 48.75 91.36 78.73 64.05 65.60 82.58 81.37 61.16 89.09 81.36 54.87 86.31 77.58 67.71 68.

27、50 73.37 74.84 65.35 95.55 85.92 55.76 80.88 75.56 74.35 72.47 66.93 75.49 86.39 92.10 84.41 55.00 74.77 66.02 70.29 75.16 60.56 65.56 85.07 89.81 74.53 51.69 70.00 54.19 62.27 74.51 55.95 55.42 71.21 74.63 63.14 44.99 在這個例子中，共有100個z的值，其中x為10個，y為10個，x的最小最大值是0.0和9.0, y的最小最大值是11.0和20.0，z的最小最大值是25.00和9

28、7.19，最后是100個z的值， 每行10個值，共10行。 當然，我們也沒有必要這樣排列，只有順序不變，照樣可以每行只有一個值，即類似下面的排法: . (省略了文件頭信息) 91.03 77.21 60.55 . 74.63 63.14 44.99 這里給出一個FORTRAN語言生成ascii碼grd文件的子程序,僅供參考: - ! write golden software surfer 8.0 grid format data by ascii (3d) ! num_x,num_y=number in x and y direction respectively ! x_begin,x_e

29、nd,y_begin,y_end=the begin and end value in x and y direction respectively ! z(num_x,num_y)=z value at grid x and y point ! iunit,filename=open file unit and name to write the 3d data subroutine wr_surfer_grid(num_x,num_y,x_begin,x_end,y_begin,y_end,z,iunit,filename) implicit none integer,intent(in): num_x,num_y,iunit real,intent(in):x_begin,x_end,y_begin,y_end,z(num_x,num_y) character(len=*),intent(in):filename integer i,j close(iunit) open(iunit,file=filename/'.dat.grd&