surfer 3 插值方法
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surfer软件的使用方法【转】goldensurfer8.0初学者教程2021年12月13日星期日15:22戈德恩瑟费尔。
0初学者教程一、简介戈德弗特斯沃兹。
0(以下简称surfer)是三维图形(等高)线,imagemap,3dsurface)的软件,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(help菜单)对如何使用surfer解释的很详细,其中的tutorial教程更是清晰的介绍了surfer的简单应用,应该说surfer软件自带的帮助文件是相当完美且容易阅读的,只要学过英语的人都可以很快上手。
Surfer是一款具有插值功能的绘图软件,因此即使数据间距不等,也可以使用它进行绘图。
然而,根据作者的经验,最好不要使用surfer的插值功能,尤其是在需要精确确定等高线时。
由于surfer是一款美国软件,它不支持中文,这可以算是一个小小的遗憾。
surfer的主要功能是绘制等高线图(contourmap),此外它还可以绘制postmap,classedpostmap,vectormap,imagemap,wireframemap,3dsurfacemap,等形式的图形。
其功能是比较强的,但没有各种投影变化是它的一大缺点。
尤其是在等高线领域,这不能不说是它的应用受到限制的地方。
由于surfer软件没有中文说明书,对一些初学者来说可能会存在上手较难的问题,鉴于此种需求,编写了这一初学者参考手册,希望对大家有所帮助。
二、等高线的绘制Surfer的主要功能是绘制等高线图,但我们不能直接用数据文件绘制等高线。
Surfer 要求等高线图的数据有特殊的格式要求,即首先将数据文件转换为Surfer认可的GRD文件格式,绘制等高线(当然,你可以直接生成surfer接受的ASCII码的GRD文件格式,这样你就可以直接绘制。
这个方法将在后面介绍。
首先,我们将介绍常见的绘制方法)。
假设有三列数据,即x、y和Z,其中Z是点(x,y)的值,有一个文件test Dat(数据见附件),其中第一列是x坐标,第二列是y坐标,第三列是(x,y)上的值Z。
Surfer软件插值方法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。
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、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。
一篇英文文章,用百度翻译翻译的还有一篇中文文章供参考满满的诚意,求赏金ABSTRACTSURFER is a contouring and 3D surface mapping program, which quickly and easily transforms random surveying data, using interpolation, into continuous curved face contours. In particular, the new version, SURFER 8.0, provides over twelve interpolation methods, each having specific functions and related parameters. In this study, the 5 meter DTM was used as test data to compare the various interpolation results; the accuracy of these results was then discussed and evaluated.摘要冲浪是一个轮廓和三维表面的绘制程序,并迅速和容易地变换随机测量数据,使用插值,成连续的曲面轮廓。
特别是,新版本,上网8,提供超过十二的插值方法,每一个具有特定功能和相关参数。
在这项研究中,5米DTM作为测试数据,比较不同的插值结果;讨论和评价,然后这些结果的准确性。
1. INTRODUCTIONHow to adequately use exist numerous wide-distributed height points has been an important topic in the field of spatial information. Normally, contouring is the way to accurately describe the terrain relief by means of Scenography, Shading, Hachure and Layer Tinting in a way which is best fit to the habit of human vision.Presently, discretely collected height points have to be interpolated to form curved faces, the selection of spatial interpolation methods decide the quality, accuracy and follow-up analysis applications. Interpolation methods are used here to calculated the unknown heights of interested points by referring to the elevation information of neighboring points. There are a great many commercial interpolation software, however, most of them are tiny and designed to solve specific problems with limited versatility. The SURFER is a software developed by US GOLDEN company, and the newest version 8.0 contains up to 12 interpolation methods to been free chosen for various needs. Users are suggested to first have the basic understanding of every interpolation methods before he or she can effectively select parameters in every interpolation methods. In the following paper, we will introduce every interpolation method in SURFER.1。
1、打开带有底图surfer11,点击Grid/Data,弹出一个Open Data的窗口,选择一个包含有成图所需数据的excel表格。
2、点击所选excel文件,会出现一个Grid Data(网格化数据)的窗口,选择所要成图的三列数据X,Y,Z(对应于excel表格中数据,Z为你需要画等值线图的参数),并选择网格化方法(Gridding Method),不同的需求可选择个的网格化方法。
3、选择存路径等,最后点击OK,就会输出一个grd文件并关闭Gridding Report, 得到插值的网格化grd.文件。
4、选择菜单栏Map/New/Contour Map,或者右击左边菜单栏里的Map/Add/Contour Layer,
5、找到上面的grd文件所在位置,点击打开,就得到所要的平面等值线图(未上色)。
如果等值线不够平滑,可以点击Contours...,在左下属性管理(Property Manager)选择General/Smoothing,进行None,Low,Medium,High四种不同程度地平滑
6、然后就是为等值线图上色;点击Contours...,在左下属性管理(Property Manager)选择Levels/Filled Contours/Fill Colors,勾选Fill Contours和Color Scale。
一篇英文文章,用百度翻译翻译的还有一篇中文文章供参考满满的诚意,求赏金ABSTRACTSURFER is a contouring and 3D surface mapping program, which quickly and easily transforms random surveying data, using interpolation, into continuous curved face contours. In particular, the new version, SURFER 8.0, provides over twelve interpolation methods, each having specific functions and related parameters. In this study, the 5 meter DTM was used as test data to compare the various interpolation results; the accuracy of these results was then discussed and evaluated.摘要冲浪是一个轮廓和三维表面的绘制程序,并迅速和容易地变换随机测量数据,使用插值,成连续的曲面轮廓。
特别是,新版本,上网8,提供超过十二的插值方法,每一个具有特定功能和相关参数。
在这项研究中,5米DTM作为测试数据,比较不同的插值结果;讨论和评价,然后这些结果的准确性。
1. INTRODUCTIONHow to adequately use exist numerous wide-distributed height points has been an important topic in the field of spatial information. Normally, contouring is the way to accurately describe the terrain relief by means of Scenography, Shading, Hachure and Layer Tinting in a way which is best fit to the habit of human vision.Presently, discretely collected height points have to be interpolated to form curved faces, the selection of spatial interpolation methods decide the quality, accuracy and follow-up analysis applications. Interpolation methods are used here to calculated the unknown heights of interested points by referring to the elevation information of neighboring points. There are a great many commercial interpolation software, however, most of them are tiny and designed to solve specific problems with limited versatility. The SURFER is a software developed by US GOLDEN company, and the newest version 8.0 contains up to 12 interpolation methods to been free chosen for various needs. Users are suggested to first have the basic understanding of every interpolation methods before he or she can effectively select parameters in every interpolation methods. In the following paper, we will introduce every interpolation method in SURFER.1。
surfer教程Golden Software Surfer(以下简称Surfer)是一款画三维图(等高线,image map, 3d surface)的软件,该软件简单易学,可以在几分钟内学会主要内容. Surfer软件不难,自带的英文帮助(help 菜单)把如何使用解释的很详细。
Surfer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。
但依据本人的经验,最好不使用Surfer自带的插值功能,尤其是要精确确定等高线时(方法请见下面的介绍)。
Note:surfer8.0不支持中文.Surfer的最主要的功能是绘制等高线图,简介如下:假设你由三列数据分别为X,Y,Z,其中Z为点(x,y)处的值。
存为文件test.dat(数据见后)第一列是X坐标,第二列是Y坐标,第三列是(x,y)上的值Z.则画等高线的步骤如下:Note:并不是直接打开test.dat数据就可以画等高线,首先要将数据文件转换成Surfer认识的grd文件格式,才能画出等高线。
步骤一:把数据文件转换成grd文件1.打开Surfer软件,打开菜单“Grid | Data..." ,在open对话框中选择文件test.dat2. 这会打开”Grid Data“对话框。
在“Data Columns”中选择要进行GRID的列数据(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)。
在“Griding Method"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),则在Grid的过程中,Surfer会自动进行插值计算,生成更密网格的数据。
如果你只是想绘原始数据的图,不想插值,则最好选择距离平方反比法(inverse distance to a power)方法(因为此法在插值点与取样点重合时,插值点值就是取样点值,而其它方法不能保证如此)。
第3章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。
一、GIS中使用的一些插值方法(SURFER中也会用到如下的一些插值方法)Inverse Distance to a Power(反距离加权插值法)Kriging(克里金插值法)Minimum Curvature(最小曲率)Modified Shepard's Method(改进谢别德法)Natural Neighbor(自然邻点插值法)Nearest Neighbor(最近邻点插值法)Polynomial Regression(多元回归法)Radial Basis Function(径向基函数法)Triangulation with Linear Interpolation(线性插值三角网法)Moving Average(移动平均法)Local Polynomial(局部多项式法)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、克里金法克里金法是一种在许多领域都很有用的地质统计格网化方法。