郑志利

(新疆哈密地区水利水电勘测设计院，新疆哈密839000)

等值线图是水利工作者常用的水利要素图形显示方法，它能较直观地显示出水利要素的分布情况，便于分析和判断，在水利工作及服务领域中，大量数据及产品需绘制成等值线图以供分析使用，因此及时、高效地绘制出等值线图是业务工作及业务系统开发中急需解决的问题［1－3］。地下水埋深等值线图是水利决策服务中常用的图表，它能较直观地给出区域地下水埋深的分布情况，让领导或决策者一目了然，及时准确了解地下水埋深情况。在决策服务时需提供不同区域地下水埋深等值线图，手工绘制，既费时，又不美观。而借助成熟的SURFER绘图软件能较快地制作出既美观又直观的不同区域的地下水埋深等值线图，能直接形象地反映出区域地下水的分布。本文主要介绍如何制作区域地下水埋深等值线图以及怎样利用VB编程语言调用Surfer7.0的绘图函数，实现程序化操作［4，5］。

1 SURFER绘图软件介绍

Surfer软件是Golden Software公司研制的基于 Windows系列操作系统的插值绘图软件，是一个十分流行的小型软件［6，7］。该软件可处理离散点资料、格点资料，可以绘制等值线图、三维立体图等，也可添加研究区域的部分地理信息，在资料点上显示标注等;提供了传统的Windows界面，操作简单，同时它还可通过VB等编程语言将其强大的功能嵌入到用户开发的系统中［8－12］。

1.1 离点数据格式转换

Surfer软件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软件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软件认识的grd文件格式，才能绘制等值线。能够转换成grd文件格式的离散点数据的格式一般为文本格式，它包含的数据项有资料点的位置坐标(如经纬度或者高斯坐标)及属性项(如地下水埋深、地下水矿化度)。其中属性项可以有多项，但资料点的位置坐标是唯一的。具体的数据格式如下:

114.58，29.03，16.5

114.38，28.53，15.8

其中第一列为经度，第二列为纬度，第三列为要素值。

Surfer软件的Grid功能完成离散点数据格式转换成grd文件格式，在转换时可选择一种插值方法，Surfer软件提供了许多数学插值模型，如距离倒数加权法、最小曲率法、三角网线性插值法、克立格法、多元回归法等。利用这些数学模型，可以很方便地进行插值计算。其中较为精确的插值方法是克立格法。克立格(Kriging)插值法与经典插值算法相比，具有算法灵活、可获得估计方差等优点，在水利要素分析、环境监测等领域广泛应用。

1.2 等值线图形的绘制

将离散点资料处理成格点资料以后，利用Surfer软件的Contour功能便可进行等值线图的绘制。系统可自动设置等值线的间隔并绘制等值线图，用户也可以根据自己的需要设计等值线间隔，决定是否填充等值线等。

Surfer软件兼容部分地理信息软件的数据格式，如Arcview等，并可与地理信息系统相结合，从而把部分地理信息叠加到等值线图上，使等值线图更加美观。用Surfer软件的overlay功能可以将同一坐标的多个图形进行合并，从而达到等值线图与底图合并的目的。

1.3 用VB开发等值线绘制系统

Surfer软件提供了一系列的开发控件，可方便用户将其许多强大的图形功能嵌入到自己开发的业务系统中，以完善业务系统的图形功能。

以VB作为开发工具，首先必须在其环境中引用与Surfer软件有关的库，使VB能够调控 Surfer软件及其下属对象。在VB的集成开发环境中，通过“工程”菜单中的“引用”命令，将所要用的库选中，并且可以在VB的对象浏览器中查看对象库、类、属性、方法以及事件。引用Surfer软件的Application对象，才能在客户程序中与Surfer软件服务器通讯。输入引用Application对象的代码，就完成了对Surfer软件的Application对象的引用，其它层次的对象就可以通过这个根对象来间接逐层引用，从而实现了与Surfer软件服务器的通讯。通过Grid Data插值函数将离散的观测点资料插值成格网数据文件，然后调用Surfer软件的添加等值线图层功能，导人生成的网格数据文件，就在绘图窗口生成了等值线图。绘制过程在Surfer软件后台程序中进行，最后将绘制结果显示在客户应用程序界面中。

2 区域地下水埋深等值线图的绘制

2.1 区域地下水埋深资料的读取

熟悉掌握Surfer软件的基本功能后，绘制区域地下水埋深等值线图就非常简单，剩下的工作难点就是地下水埋深资料的读取，并生成离散点文本数据格式。在水利工作中，通常将区域各地下水位观测点的资料(经纬度或者高斯坐标、地下水埋深)生成离散点文本数据格式，通过编程简单实现。

2.2 区域背景地图的绘制

在surfer软件中可叠加为背景地图的格式有bln、gsb、jpg、gif等多种形式，比较常用的是bin文件。bln文件格式为:

Length，flag

x1，yl

x2，y2

…，…

xn，yn

其中，length是背景地图曲线中点坐标的个数，flag的值为1或0，当flag=l时，闭合曲线里面的等高线可以用此bln文件blank掉(即将闭合曲线中的等高线消除，也称之为白化)，如 flag=O，则是曲线外面的等高线被 blank，xl…xn，yl…yn为点坐标值(经纬度或者高斯坐标)。区域背景地图的bln文件也可由Micaps系统提供的地形图文件转换生成。

2.3 绘制地下水埋深等值线图

在Surfer软件中分别用Grid功能和basemap功能打开区域地下水埋深数据文件和区域背景地图文件，即可绘制出地下水埋深等值线图。注意:背景地图坐标必须与地下水埋深等值线图的坐标一致，至少背景地图坐标要包含地下水埋深等值线图坐标，并将背景图移到前面一层。

2.4 标注地下水位观测站点信息

我们需要在地下水埋深等值线图中添加水位观测站点的信息(如站点名称、地下水位)，并用三角，五星等符号标出位置，在旁边写上站点信息，这可以用postmap和classified post map完成。

3 绘图应注意事项

(1)绘制区域地下水埋深等值线图前，必须做好前期基础工作。如生成区域底图文件、站点坐标文件和区域观测井地下水位数据文件等。

(2)在绘制区域地下水埋深等值线图过程中，闭合区域底图的制作至关重要，闭合就是要求数据要首尾相连，从头到尾围成一闭合的图形。

(3)闭合区域底图和观测井位置所采用的经纬度数据(或者高斯坐标)一定要取自同一个数据源(如取自micaps 1.0或2.0地理信息文件)，两图的制作方法有所不同，所起的作用也是完全不同的。

(4)利用VB编程语言调用Surfer函数联合编程，实现了地下水埋深等值线图的自动显示和输出，操作简捷，如连接地下水位自动观测站网数据库实现ADO连接数据库自动采集，则可达到实时绘制地下水埋深等值线图的效果。

4 结语

通过实际运行表明，VB与Surfer软件结合绘制地下水埋深等值线，方法简捷，图形优美，线条光滑，具有非常强的实用性。目前在许多业务系统中都涉及到如何生成水利要素等值线的问题。Surfer软件使用比较简单，在很短的时间内便能掌握其基本功能，借助Surfer软件可以较快地制作出一些水利要素(降雨量、地下水埋深、地下水矿化度等)的等值线图，轻松实现水利业务系统的等值线图显示。

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