利用SURFER绘图软件绘制 区域降雨量的等值线图

利用SURFER绘图软件绘制
区域降雨量的等值线图
新闻作者：魏葳新闻来源：马鞍山气象局
前言
降雨量等值线图是决策气象服务中常用的气象图表，它能较值观地给出降雨量的分布情况，让领导决策者一目了然，及时准确了解雨情、水情。

目前在Micaps业务系统中只有全国降雨量等值线图，在决策气象服务时需提供不同区域（如：长江流域、全省范围）降雨量等值线图，只好是手工绘制，这样既费时，也不美观。

而借助成熟的SURFER绘图软件能较快地制作出美观的不同区域的降雨量等值线图。

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。

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。

1.1 离点数据格式转换
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值接绘制等值线，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）及属性项（如降雨量）。

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：
114.58,29.03,1615
114.38,28.53,1501.8
……
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。

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，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。

2 区域降雨量等值线图的绘制
2.1 区域站点降雨量资料的读取
熟悉掌握Surfer软件的基本功能后，绘制区域降雨量等值线图就非常简单，剩下的工作难点就是站点降雨量资料的读取，并生成离散点文本数据格式。

Micaps气象业务系统使用的降雨量资料是第三类数据格式，在这里就含有各站点的经纬度（坐标）和降雨量，读取自己关心区域各站点的资料（经纬度、降雨量）生成离散点文本数据格式，可通过编程简单实现。

2.2 区域背景地图的绘制
在surfer 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bln 文件。

bln 文件格式为：
Length,flag
X1,y1
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=1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)，如flag=0，则是曲线外面的等高线被blank，x1…xn，y1…yn为点坐标值（经纬度）。

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。

图1 安徽省降雨量填充等值线图（2004年6月14日08时-15日08时）
图2 安徽省降雨量等值线图（2004年6月14日08时-15日08时）
2.3 绘制降雨量等值线图
在Surfer软件中分别用Grid功能和base map功能打开区域降雨量数据文件和区域背景地图文件，即可绘制出降雨量等值线图(图1、图2)。

注意：背景地图坐标必须与降雨量等值线图的坐标一致，至少背景地图坐标要包含降雨量等值线图坐标，并将背景图移到前面一层。

2.4 标注站点信息
我们需要在降雨量等值线图中添加台站的信息（站点名称、降雨量），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post map 和classed post map 完成。

3 结束语
目前在许多业务系统中都涉及到如何生成气象要素等值线的问题。

在业务系统开发过程中，等值线的生成要么由程序员编程设计完成，要么利用己有的成熟商用软件。

由于计算机生成等值线的算法较为复杂，自己开发等值线绘制程序势必耗费大量的时间。

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气象要素（降雨量、温度等）的美观的等值线图。