Surfer软件使用教程

Surfer8.0绘图软件的使用

3.1 软件运行环境及特点

Golden Software Surfer 8.0 （以下简称Surfer）是一款画三维图（等值线，image map，3d surface）的软件，是美国Golden Software公司的系列绘图软件之一。该软件简单易学，可以在几分钟内学会主要内容，且其自带的英文帮助文件（help菜单）是相当完美且容易阅读的，对如何使用Surfer，解释的很详细，只要学过英语的人都可以很快上手。

Surfer的主要功能是绘制等值线图（contour map），是具有插值功能的绘图软件，因此，即使你的数据是不等间距的，依然可以用它作图。此外它还可以绘制张贴图、分类张贴图、矢量图、影像图、线框图、3d surface map，等形式的图形，其功能是比较强大的。

Surfer的安装比较简单（目前，只有Windows操作系统下的版本，最为常用的是8.0版本），只要按其提示缺省安装即可。其安装软件的大小不到30M，一般的计算机硬件基本能够顺利使用该软件。安装好Surfer以后，其环境界面如图3－1所示。

命令菜单 绘图命令 目标管理窗口 工作区 状态栏

图3-1 Surfer8.0软件界面

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第3章 Surfer8.0绘图软件的使用

3.2 软件界面及命令菜单

Surfer软件的界面非常友好，继承了Windows操作系统软件的特点。从图3－1中可以看到，其最上方为命令菜单，在命令菜单的下方是命令菜单中的快捷工具栏（共两行），左侧的空白区域为目标管理窗口，用来更加方便的管理绘制的各个图形要素，右侧的空白区域为工作区，用来绘制图形，最右侧的一个竖条工具栏是绘图命令的快捷方式。下面详细介绍各个命令菜单的主要内容。

3.2.1文件菜单（F）

“文件菜单”如图3－2所示，主要是对文件进行操作，如文件的建立、加载、打印设置等。

图3-2 文件菜单

新建 — 用来新建一个工作窗口，点击后即出现图 3－1界面。 打开 — 打开一个已经存在的Surfer可以识别的文件。 关闭 — 关闭当前窗口。 保存 — 保存当前窗口内容。

另存为 — 将当前窗口内容另存为其它文件名。 输入 — 输入Surfer识别的图形格式。 输出 — 将窗口内容输出到图形等格式文件。 页面设置 — 设置当前页面的尺寸等属性。 打印 — 打印当前窗口内容。

参数选择 — 设置Surfer的默认属性，包括缺省单位，线型，字体等。 退出 — 退出Surfer。

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第3章 Surfer8.0绘图软件的使用

3.2.2编辑菜单（E）

“编辑菜单”如图3－3所示，该菜单包含看了常用的编辑命令，如剪切、拷贝、粘贴、选择性粘贴、删除、修改目标属性以及撤销上一次操作等。

图3-3 编辑菜单 图3-4 视图菜单 提示凡是在菜单命令后跟有三个小黑点，说明选取该命令后会打开一个对话框； 凡是在菜单命令的右边有三角形符号的，表明选取该菜单会打开一子菜单。 3.2.3视图菜单（V）

“视图菜单”如图3-4所示，主要对Surfer的编辑屏幕进行设置，如改变视图文档的大小、缩小或放大图像的显示比例，以及控制标尺、参考网格、状态栏和对象管理器的显示或隐藏。

3.2.4绘制菜单（D）

“绘制菜单”如图3-5所示，主要是对图像进行手工操作，如手工填写文字文本，以及手工绘制多边形、多段直线、缺省符号、矩形、圆角矩形、椭圆等图形。

3.2.5排列菜单（A）

“排列菜单”如图3-6所示，主要是调整排列图像的前后关系，排列叠置图的上下覆盖关系，以及对齐图像和组合图像，并对图像进行组合、拆分、旋转、变换等。

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第3章 Surfer8.0绘图软件的使用

图3-5 绘制菜单 图3-6 排列菜单

3.2.6网格菜单（G）

“网格菜单”如图3－7所示，是Surfer软件最核心的菜单之一。主要功能有：输入数据文件，并对其进行网格化；变化图命令，采用函数生成网格文件；对网格文件进行数学操作，对网格文件进行微分、地形建模、积分；对网格数据进行滤波，对网格数据进行样条光滑；对网格数据进行白化，将网格化数据转换成其它格式；从网格化数据中取部分区域数据，合并两个以上的同网格范围的网格化文件；计算网格化数据的体积，从网格化数据中取一剖面；计算两个网格化数据的残差，对网格化数据进行编辑。

3-7 网格菜单 图3-8 地图菜单

3.2.7地图菜单（M）

“地图菜单”如图3－8所示，也是Surfer软件较为重要的菜单之一。主要功能有：绘制等值线，输入底图；绘制散点图（包括分类散点图）、绘制图像图、阴影地貌图、一维或两维向量、带线框架图、3D表明图；绘制地图比例尺，对图形进行数字化、调

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第3章 Surfer8.0绘图软件的使用

整；以及水平对齐图形、按坐标重叠图形，将重叠图形拆分等等。

3.2.8窗口菜单（W）

“窗口菜单”如图3－9所示，主要功能是对窗口进行操作。包括对当前窗口的内容重新在新窗口生成、重叠窗口（水平重叠窗口，垂直重叠），以及排列窗口底部的图标等等。

图3-9 窗口菜单 图3-10 帮助菜单

3.2.9帮助菜单（H）

“窗口菜单”如图3－10所示，用户可以通过它访问Surfer在线帮助和在线教程，还可以访问Surfer软件的官方网站，以及查看Surfer软件的版本，检查软件更新情况等信息。

提示如果菜单的某项呈暗灰色，则说明该菜单命令此时不可用。 Surfer常用的数据文件一般是ASCII码（文本）格式的数据。对于地质作图来说，因为在地质上，常常需要绘制同一坐标下的多种等值线图，比如地层厚度等值线Surfer软件常用的ASCII码（文本）数据文件后缀名一般为“*.dat”、“*.txt”，

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3.3 Surfer软件的数据格式

3.3.1数据格式

Surfer数据文件常包含四列，分别为井名列、X列、Y列和Z列，其中X列和Y列分别表示x和y坐标，Z列是在坐标（x，y）处的值（例如，高程）。井名列可以放在XYZ三列的前面，也可以放在后面（如图3－11）。

图、孔隙度等值线图、渗透率等值线图等等，所以在同一个数据文件中，对于Z列这样的等值数据可以有多列，分别依次排列，而不需要建立多个文件。

Surfer可以直接对其读取。此外，Surfer还可以方便的读取由Microsoft Office Excel

第3章 Surfer8.0绘图软件的使用

建立的“*.xls”工作簿文件。需要特别注意的是，因为Surfer软件不能良好的支持中文，当一个Excel工作簿文件里包含多个工作表，且每个工作表里都有数据时，不能用中文给Excel工作表命名，否则Surfer在读取数据的时候会出错。

3.3.2 建立数据文件

Surfer数据文件的建立方式有几种。一般，可以在Surfer自带的工作表编辑器中手工输入（如图3－11），然后点击“文件菜单（F）”的“保存”选项，保存为后缀名为“*.dat”、“*.txt”的数据文件。另外其它软件生成的文本文件，例如Excel表格数据，通过保存成文本格式，也可以转换成Surfer所需要的数据文件。通常，任何转换成“*.dat”、“*.txt”结尾的文本数据文件，都可以被Surfer直接读取。Surfer支持字符，所以字符也可以用在数据文件中，除了第一行的字符可以看作是文件头外，其它的字符一般被认为是Surfer的缺省值，此值在做等值线等图形时将不会显示。

单击弹出窗口 井名列 3 图3-11 Surfer工作表编辑器

3.3 井位坐标图的绘制

地质图件常常需要标有井名、井位坐标，在Surfer软件绘制井位作标图中可以通过“建立张贴图”或“建立分类张贴图”来实现。

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第3章 Surfer8.0绘图软件的使用

3.3.1建立张贴图

打开“地图菜单（M）”，点击“张贴图（P），选择“新建张贴图（N）”，在“打开”对话框中选择数据文件test.txt（如图3－12），点“确定”，则一幅“张贴图”初步建立完成（如图3－13）。但此时“张贴图”上还没有显示井位坐标，需要对“张贴图”进一步设置。

调出设置“张贴图属性对话框”有三种方法：鼠标左键双击左边目标管理窗口里面的“

”；或在所画张贴图的图中心位置双击鼠标；或在张贴图的图中心位

置点击鼠标右键，选中“属性”，就会出现设置张贴图属性的各种选项，可以进行修改和设置（如图3－13）。各属性选项介绍如下：

1、“常规General”选项卡 （1）“数据文件名（D）”

表示出当前打开的数据文件所在的位置，可以点击“打开文件图标”开的数据文件。（如图3－13）

（2）“工作表列”

设置x坐标，y坐标具体位于数据文件的哪一列。下面的“符号S”和“角度G”选项一般不用，可以设置为无。

（3）“缺省符号”

设置井位坐标的符号。通常我们选择实心圈，颜色选择红色。“缺省角度（N）”和“频率（F）选择，一般使用默认值（见图3-13所示的“符号属性图”）。

（4）“符号尺寸”

设置井位符号的大小，通常不选“按比例（P）”选项，而是选择“固定尺寸（I），根据实际情况，一般设置为0.10cm。

2、“标注Labels”选项卡 （1）标注用工作表列

指出数据文件中标注（井名或其他内容）所在的列。“角度”和“平面”选项可以用默认值。（如图3－14）

，更改打

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单击弹出窗口 选择数据文件

图3-12 Surfer工作表编辑器

对图双击弹出窗口 双击弹出窗口 初步建立的“张贴图” 单击弹出窗口 图3-13 张贴图属性对话框

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第3章 Surfer8.0绘图软件的使用

（2）符号相对位置

设定粘贴的标注相对于粘贴点的位置。下拉式列表框可设定标志的位置――居中、左齐、右齐、上齐、下齐，也可以根据实际需要，选择用户定义选项，指定X或Y的偏移量。

（3）字体和格式

设定标注所用的“字体”和“格式”，一般采用默认值即可。

图3-14 标注选项卡

3、“查看view”选项卡

用来调整等值线图的整体方向，除了在“3D Surface”情况下，一般不用。 4、“比例scale”选项卡

用来设置xyz轴的比例，可以调整其长度选项。一般情况不需调整，除非X和Y相差很大，为了方便看图可以调整其到合适的长度。

5、“limits”选项卡

可以用来裁剪等值线图（通过设置xy的最小最大值），从而得到感兴趣的目标区的图形。

6、“背景background”选项卡 可用来设置背景填色，一般不用。

最后，设置好所有的选项后，点击“文件菜单（F）”的“保存”选项，选择默认的“*.srf”格式进行保存，则井位坐标图正式绘制完毕。

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第3章 Surfer8.0绘图软件的使用

3.3.2建立分类张贴图

“分类张贴图”的建立方法和“张贴图”的建立方法类似，只是多了一个“分类选项”（如图3-15）。以Z列数据（即等值数据）为分类依据，根据研究的目的需要，制定一定分类标准来对井进行分类。不同的类别，可以设置成不同的标志符号。

双击设置标志符号和尺寸双击设置大小值

图3-15 分类选项卡

3.4 等值线图的绘制

3.4.1数据文件的网格化

Surfer最主要的功能是绘制等值线图，但并不是我们具有了数据文件就可以直接绘制等值线，Surfer要求绘制等值线的数据有特殊的格式要求，即首先要将数据文件转换成Surfer认识的“网格文件”格式，才能绘制等值线。假设你有三列数据：第一列是X坐标，第二列是Y坐标，第三列是（x，y）上的值Z，存在文件test.txt中。 提示等值线的绘制可以在前面绘制好的井位坐标图上继续进行，即先打开前面绘制好的井位坐标图“*.srf”文件，然后开始以下的操作。 步骤如下：

（1）打开“网格菜单（G）”，点击“数据（D）...”，在“打开”对话框中选择数据文件test.txt（如图3－16）。

在绘制等值线前，首先要将数据文件test.txt转换为网格文件，

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单击弹出窗口 选择数据文件

图3-16 网格菜单的“数据”选项

（2）在打开“网格化数据”对话框中（如图3－17），对“数据列”进行操作，选择要进行“网格化”的网格数据（X和Y坐标）以及格点上的值（Z列），这里我们不用选择，因只有3列数据且它们的排列顺利已经是XYZ了，如果是多列数据，则可以在下拉菜单中选择所需要的列数据。

图3-17 “网格化数据”对话框

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第3章 Surfer8.0绘图软件的使用

（3）选择好坐标XY和Z值后，在“网格化方法（M）”中选择一种插值方法。如果你需要比原始数据的网格X和Y更密的Z数据，或是你的网格是非均匀的，则在“网格化”的过程中，Surfer会自动进行插值计算，生成更密网格的数据；如果你只是想绘制原始数据的图，不想插值，则最好选择“加权反距离法（inverse distance to a power）”或“克里格法（Kriging）”。因为这两种方法在插值点与取样点重合时，插值点的值就是样本点的值，而其它方法不能保证如此。

（4）在“输出网格文件（Output GridFile）”中输入输出文件名test.grd，然后在“网格线索几何学（Grid Line Geometry）”中设置网格点数。这里需要注意的是，当X和Y的数值相差很大时，这里显示的最大最小值可能有错误（即与原始数据不同），这是Surfer软件本身的问题，遇到这种情况，必须手动改正这种错误，即输入正确的最大最小值。由于我们的数据没有此类问题，因此不必手动改正最大最小值。但必须手动改正X和Y的“间距（spacing）”或“行数”，这二者是相关的，改动一个，另一个自动改正。如果你的原始数据是等间距的，这里的X和Y的“间距（spacing）”或“行数”最好与原数据一致，这样可以减少插值带来的误差。我们的数据是不均匀的，所以必须插值，这里可以不进行任何改动。最后，点击“确定”，画等值图所需要的网格文件test.grd就生成了。

另外，打开“网格菜单（G）”，选择“函数（F）...”命令也可以创建一个新的网格文件，此网格文件的Z值是一个原有网格文件的Z值的转换或是原有两个网格文件Z值的组合。输出的新网格文件的Z值与应用的数学函数有关。设此函数为C = f （A，B），这里C为输出值，而A和B为输入值。此函数会把对应的相同的（x，y）坐标上的 Z 值进行相应的数学计算，然后把计算结果写入新的网格文件。例如，函数C = log10（A）会把原来A文件中的Z值做以10为底的“对数计算”，然后把新的Z值写入新的网格文件。如果一个网格数据是空白的（blanked value），那么，新的Z值也是空白的。

3.4.2绘制和设置等值线

3.4.2.1绘制等值线

打开“地图菜单（M）”，点击“等值线图（C），选择“新建等值线图（N）”，在“打开网格”对话框中选择刚才输出的网格文件test.grd（如图3－18），点“确定”，则一幅等值线图就完成了（如图3－19）。

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单击弹出窗口 选择数据文件

图3-18 地图菜单（M）的“新建等值线图”选项框

图3-19 由test数据完成的等值线图

3.4.2.2等值线图的修改和设置

调出设置“等值线图属性对话框”有三种方法：鼠标左键双击左边目标管理窗口里面的“

”；或在所画等值线图的图中心位置双击鼠标；或在等值线图的

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图中心位置点击鼠标右键，选中“属性”，就会出现设置等值线属性的各种选项，可以进行修改和设置（如图3－20）。各属性选项介绍如下：

1、“常规General”选项卡

（1）“输入网格文件（G）input grid file”

为打开的等值线图的网格文件重新命名。你也可以点击“打开文件图标”开其他不同的文件（几乎没人这样做），另外点击一下打开文件图标旁的“则可以看到当前网格文件的基本统计信息，如最大最小值等（如图3－20）。

，打”图标，

双击弹出窗口 对图双击弹出窗口 单击 图3-20 等值线图的属性对话框

（2）“填充等值线filled countours”

选中“填充等值线（F）fill countour（在前面的方框中点一下鼠标），就可以画着色的等值线图了，如果再选中下面的“颜色比例（C）color scale”的话，则可以在等值线图旁边给出色彩棒。

（3）“平滑等值线（S）smothing”

选中的话可以对等值线进行平滑，在“程度（M）amount”中有“低、中、高”三种选择。这一项可以不选，除非画出的等值线图中的等值线非常的不平滑。这项只起到美化图形的结果，没有更大的意义。

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第3章 Surfer8.0绘图软件的使用

（4）“白化区域blanked regions”

这项可以对空白区域进行着色，只有在你的等值线中有空白区域时才有意义，一般不用。

（5）“断层线条属性（U）fault line” 可以设置等值线的粗细颜色等。 2、“等级Levels”选项卡

“等级Levels”选项卡下有5个选项：“等级level”、“线条line”、“填充fill”、“标注labels”和“影线hach”。

（1）“等级level”

点击“等级level”可以设置等值线的最大最小值和等值线间的等值距，这可以对所有的等值线发生作用，通过调节此项可以使等值线分布均匀，易于看清楚，作图更美观。如不想人为改动，可用缺省值。双击“等级level”下面的数字，可以单独更改等值线的值，但要注意等值线从小到大的规律。

（2）“线条line”

点击“线条line”可以设置等值线的线型。“线条line”的“属性properities”选项卡下有几项可以设置一下（如图3－21）。

单击弹出窗口

图3-21 “线条line”的属性对话框

选中“统一（U）uniform”，则线型是统一的，选中“分级（G）gradation”，则线的颜色是渐变的。选择好“属性properities”后，就可以更改下面的“式样（style）”和“颜色（color）”以及“线条宽（line）”。点一下“颜色（color）”旁边的颜色区，可以修改线条颜色。修改“受影响等级affected levels”可以有选择的对等值线的线型颜色进行设置，主要是手动修改“

，

，

那

里边的三个数字（如图3－21），这里不再详细介绍了。

此外，还可以通过直接双击“线条line”下面的线，来改变某一根等值线的具体属

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性（如图3－22）。

单击弹出窗口

图3-22 “单一线条”的属性对话框 图3-23b 图3-23a 图3-23c 图3-23d 图3-23 “填充fill”的属性对话框

（3）“填充fill”

此选项只有对填充了颜色的等值线图中才有效，对没有填充颜色的等值线图无作用。单击“填充fill”设置着色（如图3－23a），出现“填充选项卡”（如图3－23b），需要设置的只是“前景色（F），其他的“填充图案（P）”以及“背景色（B）”均不用设置。

点击“前景色（F）就会出现“颜色谱color spectrum”选项框（如图3－23c），

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点一下“盾形”图标（在颜色条的左右两端上方），就可以分别点选下面的颜色了，当然，也可以按住键盘“Ctrl”键的同时点击鼠标左键，在颜色条的上方，添加“盾形”图标，手动添加制定的颜色。或是点击“载入（L）load” （如图3－23c），调用surfer8安装目录“Samples“里默认的调色板文件（*.clr）（如图3－23d）。图3－24是选择了调色板文件“Rainbow2.CLR”得出的图形。

图3-24 选择调色板文件“Rainbow2.CLR”做出的图形

同样，可以通过双击“填充fill”下面的具体颜色条来对特定的等值线区域进行着色（如图3－25）。

（4）“标注labels”

设置等值线标注数字，比较简单。双击下面的“是yes”或“否no”可以设置是否显示某一等级的标注。

（5）“影线hach”

用来画等值线的上下方向（即上山或下山方向），一般不用。

此外“等级Levels”选项卡右侧还有4个选项：“添加add”、“删除delete”、“载入load”、“保存save”。

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单击弹出窗口

图3-25 “单一填充”的属性对话框

当选中某一“等级level”后，点“增加add”按钮可以在两个“等级level”之间插入一新的“等级level”；“删除delete”按钮则可以删除选中的“等级level”；“载入load”按钮，可以载入以前设置好的“等级Levels”；“保存save”按钮可以保存当前的“等级levels”。

3、“查看view”选项卡

用来调整等值线图的整体方向，除了在“3D Surface”情况下，一般不用。 4、“比例scale”选项卡

用来设置xyz轴的比例，可以调整其长度选项。一般情况不需调整，除非X和Y相差很大，为了方便看图可以调整其到合适的长度。

5、“limits”选项卡

可以用来裁剪等值线图（通过设置xy的最小最大值），从而得到感兴趣的目标区的图形。

6、“背景background”选项卡 可用来设置背景填色，一般不用。 3.4.2.3轴线的修改和设置

调出“坐标轴属性对话框”有两种方法：一是鼠标左键双击左边目标管理窗口里面的“

”，“

”，“

”，“

”；

二是双击等值图的横轴、纵轴、左轴或右轴所在的位置，就可以打开坐标轴属性对话框“map bottom（or left or top or right）axis properties”（如图3－26）。“坐标轴属性对话框”共有四个选项卡，下面以“底轴bottom”为例，其它类似：

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第3章 Surfer8.0绘图软件的使用

1、“常规gernal” 选项卡

“标题（T）Title”，在空白处可以输入轴的说明或图的说明文字，用“沿坐标轴偏移offset along”和“从坐标轴偏移offset from”可以设置说明文字的位置，“字体font”可以选择字体，“角度angle”可以选择文字的旋转角度。“labels”，设置轴的刻度值。“坐标平面axis plane”设置轴平面，一般不改动。“坐标轴属性axis”设置轴线属性。

2、“刻度ticks”选项卡

设置轴线上刻度的长度，方向，主刻度和辅助刻度。

双击弹出窗口 双击图的轴部弹出窗口

图3-26 底部坐标轴属性对话框

3、“比例scaling”选项卡

设置刻度值（label）的起始值（firstmajor），间隔（major）和最后值（last major）。其它值一般不修改。

4、“网格线grid lines”选项卡

用来设置等高线图的坐标网格，用鼠标点击“显示show”即可。

最后，设置好所有的选项后，点击“文件菜单（F）”的“保存”选项，选择默认

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第3章 Surfer8.0绘图软件的使用

的“*.srf”格式进行保存，则等值线图正式绘制完毕。

提示可以先绘制井位作标图，然后在继续绘制等值线图，也可以先绘制等值线图，然后再继续绘制井位坐标图。 3.5 图件的覆盖与拆解

如果在同一文件里绘制完成井位坐标图和等值线图后，看不到井位坐标，则说明井位作标图被等值线图挡住了，需要在左边的“目标管理窗口”把井位坐标图调整到等值线图的前面。（如图3－26）

不能准确对齐，如果用手动调节的话，肯定不精确，这时就可以采用“覆盖地图”方法。首先在键盘上按“Ctrl＋A”或点击鼠标，将两幅图都选中，执行“地图（M）下的“覆盖地图”选项，就可以将两副图形精确对齐了。（如图3－27）同样的办法，选中好图件后，执行“地图（M）下的“拆解覆盖（B）”选项，可以把两幅图拆开。

3.6 “白化blank”作图及bln文件

在用Surfer软件绘图时，由于某些地区的原始数据不准确或者不太重要，常常需

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图3-26 调整井位坐标图的叠置顺序

另外在同一文件里绘制完成井位坐标图和等值线图后，经常会发现两幅图的坐标

第3章 Surfer8.0绘图软件的使用

要把这些区域空白掉，这个过程一般称为“白化”。“白化”是对原来建立的网格文件进行操作，从中剔除一个或多个由封闭多边形定义的区域，被剔除的区域形成空白。“白化”作图需要建立的数据文件的后缀一般为“*.bln”。

图3-27 “覆盖地图”选项

3.6.1 bln文件的数据格式

“白化”的区域由“白化文件”定义，一个“白化文件”可以定义一个或几个空白区域。Surfer的“白化文件”（*.bln）为包含面、线信息的ASCII码文件。

文件格式如下：

length，flag “Pname 1” x1，y1 x2，y2 … xn，yn

length，flag “Pname 2” x1，y1 x2，y2

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第3章 Surfer8.0绘图软件的使用

... xn，yn

“*.bln”可以为多段文件，每段表示一个实体（线、面）。每段文件由A，B两列数据组成，第1行为标志行，标志行A列――length值一般大于3，为线或多边形数据。标志行B列－－flag值为1时，表示多边形内部的区域被“白化”；标志行B列－－flag值为0时，表示多边形外部的区域被“白化”。由第2行开始依次为各顶点的X，Y坐标。每段第2行与最后一行的X，Y坐标相等时，为封闭多边形。（如图3－28）

3.6.2 bln文件的建立

“白化文件”（*.bln）文件可以在Surfer自带的工作表编辑器或其它文本编辑软件（Microsoft Office Excel）中手工输入（如图3－28），然后保存为后缀名为“*.bln”的数据文件。

“1”表示多边形内部区域被“白化” 表示数据个数 首尾数据一致，“白化”区域是封闭的

图3-28 “白化文件”（*.bln）格式

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第3章 Surfer8.0绘图软件的使用

图3-29 “数字化”图件

鼠标点击选择“白化”区域 生成数字化文件

图3-30 生成“白化文件”

另外，也可以在图上直接进行“数字化”来生成“白化文件”（*.bln）文件，步

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第3章 Surfer8.0绘图软件的使用

骤如下：

首先选中图件（“Ctrl＋A”或鼠标点击），然后执行“地图菜单（M）”下的“数字化（D）”选项（如图3－29），接着用鼠标左键在图中点出“白化区域”，（如图3－30）这是就直接生成了“数字化文件”――digit.bln。最后，通过编辑digit.bln文件（确定标志行B列数据是“1”还是“0”；把第2行与最后一行的X，Y坐标改为相同），即可得到“白化文件”。

3.6.3 “白化blank”作图

“白化”的过程主要是利用“白化文件”对原来的网格文件进行“白化”操作，生成一套新的网格，然后再利用新生成的网格来绘制等值线图。

主要步骤如下：

图3-31 选取执行“白化”的网格

首先点击“网格菜单”执行“白化”选项，在弹出的“打开网格”菜单中选取网格文件test.grd（如图3－31）；

然后在弹出的“打开”菜单中选取“白化文件”digit.bln（如图3－32）； 接着在“保存网格”菜单保存新生成的网格为out.grd（如图3－33），原来的网格test.grd便被白化了；

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第3章 Surfer8.0绘图软件的使用

图3-32 选取“白化文件”

图3-33 保存新生成的网格文件

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第3章 Surfer8.0绘图软件的使用

最后打开“地图菜单（M）”，点击“等值线图（C），选择“新建等值线图（N）”，在“打开网格”对话框中选择刚才输出的网格文件out.grd，点“确定”，则白化后的新的一幅等值线图就完成了（如图3－24）。

图3-34 “白化”后的等值线图

3.7 Surfer8.0插值方法简介

Surfer8.0软件中提供了以下12种空间插值方法： 1）Inverse Distance to a Power（反距离加权平方法） 2）Kriging（克里金法）

3）Minimum Curvature（最小曲率）

4）Modified Shepard's Method（改进谢别德法） 5）Natural Neighbor（自然邻点插值法） 6）Nearest Neighbor（最近邻点插值法） 7）Polynomial Regression（多元回归法） 8）Radial Basis Function（径向基函数法）

9）Triangulation with Linear Interpolation（线性插值三角网法）

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第3章 Surfer8.0绘图软件的使用

10）Moving Average（移动平均法） 11）Local Polynomial（局部多项式法） 12）Data metrics（数据度量法）

这么多种插值方法各有优缺点，笔者认为比较好的是克里金法（Kriging）。在绘图时它兼顾了区域化变量参数值的随机性和相关性，还考虑了参数空间分布的结构特征。因此以克里金法为基础绘制的地质图件，更能反映实际的地质特征。

下面对插值方法做部分简单的介绍（至于插值方法的详细介绍，请查找Surfer帮助菜单，参考interpolation主题词）。

1、距离倒数乘方法

距离倒数乘方格网化方法是一个加权平均插值法，可以进行确切的或者圆滑的方式插值。方次参数控制着权系数如何随着离开一个格网结点距离的增加而下降。对于一个较大的方次，较近的数据点被给定一个较高的权重份额，对于一个较小的方次，权重比较均匀地分配给各数据点。

计算一个格网结点时给予一个特定数据点的权值与指定方次的从结点到观测点的该结点被赋予距离倒数成比例。当计算一个格网结点时，配给的权重是一个分数，所有权重的总和等于1.0。当一个观测点与一个格网结点重合时，该观测点被给予一个实际为1.0的权重，所有其它观测点被给予一个几乎为0.0的权重。换言之，该结点被赋给与观测点一致的值。这就是一个准确插值。

距离倒数法的特征之一是要在格网区域内产生围绕观测点位置的“牛眼”。用距离倒数格网化时可以指定一个圆滑参数。大于零的圆滑参数保证，对于一个特定的结点，没有哪个观测点被赋予全部的权值，即使观测点与该结点重合也是如此。圆滑参数通过修匀已被插值的格网来降低“牛眼”影响。

2、克里金法

克里金法，又叫克里格法，是一种在许多领域都很有用的地质统计格网化方法。克里金法试图那样表示隐含在你的数据中的趋势，例如，高点会是沿一个脊连接，而不是被牛眼形等值线所孤立。

克里金法中包含了几个因子：变化图模型，漂移类型和矿块效应。

克里金（Kriging）插值法又称空间自协方差最佳插值法，它是以法国D.G.Krige的名字命名的一种最优内插法。克里金法广泛地应用于地下水模拟、土壤制图等领域，是一种很有用的地质统计格网化方法。它首先考虑的是空间属性在空间位置上的变异

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第3章 Surfer8.0绘图软件的使用

分布，确定对一个待插点值有影响的距离范围，然后用此范围内的采样点来估计待插点的属性值。该方法在数学上可对所研究的对象提供一种最佳线性无偏估计（某点处的确定值）的方法。它是考虑了信息样品的形状、大小及与待估计块段相互间的空间位置等几何特征以及品位的空间结构之后，为达到线性、无偏和最小估计方差的估计，而对每一个样品赋与一定的系数，最后进行加权平均来估计块段品位的方法。但它仍是一种光滑的内插方法。在数据点多时，其内插的结果可信度较高。

克里金法类型分常规克里金插值（常规克里金模型/克里金点模型）和块克里金插值。常规克里金插值其内插值与原始样本的容量有关，当样本数量较少的情况下，采用简单的常规克里金模型内插的结果图会出现明显的凹凸现象；块克里金插值是通过修改克里金方程以估计子块B内的平均值来克服克里金点模型的缺点，对估算给定面积实验小区的平均值或对给定格网大小的规则格网进行插值比较适用。块克里金插值估算的方差结果常小于常规克里金插值，所以，生成的平滑插值表面不会发生常规克里金模型的凹凸现象。按照空间场是否存在漂移（drift）可将克里金插值分为普通克里金和泛克里金，其中普通克里金（OrdinaryKriging 简称OK法）常称作局部最优线性无偏估计，所谓线性是指估计值是样本值的线性组合，即加权线性平均，无偏是指理论上估计值的平均值等于实际样本值的平均值，即估计的平均误差为0，最优是指估计的误差方差最小。

3、最小曲率法

最小曲率法广泛用于地球科学。用最小曲率法生成的插值面类似于一个通过各个数据值的，具有最小弯曲量的长条形薄弹性片。最小曲率法，试图在尽可能严格地尊重数据的同时，生成尽可能圆滑的曲面。

使用最小曲率法时要涉及到两个参数：最大残差参数和最大循环次数参数来控制最小曲率的收敛标准。

4、谢别德法

谢别德法使用距离倒数加权的最小二乘方的方法。因此，它与距离倒数乘方插值器相似，但它利用了局部最小二乘方来消除或减少所生成等值线的“牛眼”外观。谢别德法可以是一个准确或圆滑插值器。

在用谢别德法作为格网化方法时要涉及到圆滑参数的设置。圆滑参数是使谢别德法能够象一个圆滑插值器那样工作。当你增加圆滑参数的值时，圆滑的效果越好。

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5、自然邻点插值法

自然邻点插值法（NaturalNeighbor）广泛应用于一些研究领域中。其基本原理是对于一组泰森（Thiessen）多边形，当在数据集中加入一个新的数据点（目标）时，就会修改这些泰森多边形，而使用邻点的权重平均值将决定待插点的权重，待插点的权重和目标泰森多边形成比例[9]。实际上，在这些多边形中，有一些多边形的尺寸将缩小，并且没有一个多边形的大小会增加。同时，自然邻点插值法在数据点凸起的位置并不外推等值线（如泰森多边形的轮廓线）。

6、最近邻点插值法

最近邻点插值法（NearestNeighbor）又称泰森多边形方法，泰森多边形（Thiesen，又叫Dirichlet或Voronoi多边形）分析法是荷兰气象学家A.H.Thiessen提出的一种分析方法。最初用于从离散分布气象站的降雨量数据中计算平均降雨量，现在GIS和地理分析中经常采用泰森多边形进行快速的赋值。实际上，最近邻点插值的一个隐含的假设条件是任一网格点p（x，y）的属性值都使用距它最近的位置点的属性值，用每一个网格节点的最邻点值作为待的节点值。当数据已经是均匀间隔分布，要先将数据转换为SURFER的网格文件，可以应用最近邻点插值法;或者在一个文件中，数据紧密完整，只有少数点没有取值，可用最近邻点插值法来填充无值的数据点。有时需要排除网格文件中的无值数据的区域，在搜索椭圆（SearchEllipse）设置一个值，对无数据区域赋予该网格文件里的空白值。设置的搜索半径的大小要小于该网格文件数据值之间的距离，所有的无数据网格节点都被赋予空白值。在使用最近邻点插值网格化法，将一个规则间隔的XYZ数据转换为一个网格文件时，可设置网格间隔和XYZ数据的数据点之间的间距相等。最近邻点插值网格化法没有选项，它是均质且无变化的，对均匀间隔的数据进行插值很有用，同时，它对填充无值数据的区域很有效。

7、多元回归法

多元回归被用来确定你的数据的大规模的趋势和图案。你可以用几个选项来确定你需要的趋势面类型。多元回归实际上不是插值器，因为它并不试图预测未知的Z值。它实际上是一个趋势面分析作图程序。

使用多元回归法时要涉及到曲面定义和指定XY的最高方次设置，曲面定义是选择采用的数据的多项式类型，这些类型分别是简单平面、双线性鞍、二次曲面、三次曲面和用户定义的多项式。参数设置是指定多项式方程中X和Y组元的最高方次。

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第3章 Surfer8.0绘图软件的使用

8、径向基本函数法

径向基本函数法是多个数据插值方法的组合。根据适应你的数据和生成一个圆滑曲面的能力，其中的复二次函数被许多人认为是最好的方法。所有径向基本函数法都是准确的插值器，它们都要为尊重你的数据而努力。为了试图生成一个更圆滑的曲面，对所有这些方法你都可以引入一个圆滑系数。你可以指定的函数类似于克里金中的变化图。当对一个格网结点插值时，这些个函数给数据点规定了一套最佳权重。

9、线性插值三角网法

三角网插值器是一种严密的插值器，它的工作路线与手工绘制等值线相近。这种方法是通过在数据点之间连线以建立起若干个三角形来工作的。原始数据点的连结方法是这样：所有三角形的边都不能与另外的三角形相交。其结果构成了一张覆盖格网范围的，由三角形拼接起来的网。

每一个三角形定义了一个覆盖该三角形内格网结点的面。三角形的倾斜和标高由定义这个三角形的三个原始数据点确定。给定三角形内的全部结点都要受到该三角形的表面的。因为原始数据点被用来定义各个三角形，所以你的数据是很受到尊重的。

10、移动平均插值法

移动平均法认为任一点上场的趋势分量可以从该点一定邻域内其它各点的值及其分布特点平均求得，参加平均的邻域称做窗口。窗口的形状可以是方形或圆形。圆形比较合理，但方形更方便计算机取数。求平均时可以用算术平均值、众数或其它加权平均数。选用大小不同的窗口，可以实现数据的分解，大窗口使区域趋势成分比重增大，小窗口则可突出一些局部异常。逐格移动窗口逐点逐行地计算直到覆盖全区，就得到了网格化的数据点图。

当原始取样点分布较稀且不规则时，可以采用定点数而不定范围的取数方法，即搜索邻近的点直到预定的数目为止。搜索方法可以是四方搜索或八方搜索等。此时由于距离可能相差较大，因此常同时采用距离倒数或距离平方倒数加权的办法，以便压低远处的点的影响。

总之，Surfer采用的数学模型，几乎包括了目前所有的模型类型。一个软件就具有如此种类繁多的数学模型，这是其它软件所不能比拟的。

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