Surfer软件应用
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数 ) 、 "Sum( 求 和 )" 、 "Minimum( 最 小 值 ) 、 "Maximum(最大值)"、"Range(值域)"、"Mean(平均 值 )" 、 "Median( 中 位 数 )" 、 "First Quartile/25 Percentile(第25百分位数)"、"Third Quartile/75th Percentile(第75百分位数)"、"Standard Error of the Mean( 平 均 值 的 标 准 误 差 )" 、 "Variance( 方 差 )" 、 "Standard Deviation(标准差)"、"Skew(偏斜度)"和 Kurtosis(峰值(fēnɡ zhí))"等等。
Surfer软件应用
第一页，共68页。
Surfer软件(ruǎn jiàn)简介
各种等值线图和三维图形是地学、工程、矿业等领域的 研究(yánjiū)人员最常用的图件， Surfer是美国Golden 软件公司的产品，主要用于绘制等值线图及相应的三维 图形，因此成为上述各行业科技工作者的常备软件。 Golden软件公司是由Dan Smith和Patrick Madison 1983年在美国创立的。该公司一直致立于图形软件的开 发，于1985年推出Surfer，后又于1986年推出Grapher， 现在，Golden软件公司在科学图形软件领域已处于领先 地位，用户包括矿业、工程、医药、地学、生物等领域 的研究(yánjiū)人员。 目前Surfer的最高版本为8， Surfer是在Windows和 NT操作系统下最强大的、最灵活的和较容易使用的绘制 等值线图及三维立体图软件包。
第十三页，共68页。
第十四页，共68页。
第十五页，共68页。
第十六页，共68页。
第十七页，共68页。
第十八页，共68页。
绘制(huìzhì)粘贴图(Post Map)
粘贴图的功能是用标志和符号把某些指定 的点或原始数据标出来。例如(lìrú)，在等值 线图上标出观测站的位置、采样点位置、石 油钻井位置、城镇村庄等地理位置信息。
绘制线框图 全部(quánbù)选择后，选择
Map｜Stack Map，添加垂直线， 完成平面—立体图对的绘制
第四十页，共68页。
第四十一页，共68页。
绘制(huìzhì)叠置图〔Overlay Maps〕
为了增强图件的可视化效果，可以 在线框图或等值线图上叠置包含地理信息 (xìnxī)方向和大小的矢量地图，也可以在 线框图或等值线图上叠置包含如采样点位 置、石油钻井位置、城镇村庄等地理位置 信息(xìnxī)的粘贴图。
趋势面分析 体积、面积计算
第四十五页，共68页。
趋势(qūshì)面分析
某种地理属性在空间的连续变化，可以用一个平滑 (pínghuá)的数学平面加以描述。思路是先用采样点数据 拟合出一个平滑(pínghuá)的数学平面方程，再根据该方 程计算无测量值的点上的数据。这种只根据采样点的属性 数据与地理坐标的关系，进行多元回归分析得到平滑 (pínghuá)数学平面方程的方法，称为趋势面分析。它的 理论假设是地理坐标〔x，y〕是独立变量，属性值z也是 独立变量且是正态分布的，同样回归误差也是与位置无关 的独立变量。 多项式回归分析是描述长距离渐变特征最简单的方法。多 项式回归的根本思想是用多项式表示线、面，按最小二乘 法原理对数据点进行拟合。线或面多项式的选择取决于数 据是一维的还是二维的。
第三十二页，共68页。
例：一个四边形区域(qūyù)被空白的数列实例
5(点数) 白)
3 8 3 4 2
1 边标志(四边形内部被空
2 (第1点) 6 (第2点) 3 (第3点) 2 (第4点) 2 (第5点)
第三十三页，共68页。
绘制地图空白区域(qūyù)步骤
I. 创立一个空白文件
II. 在绘图窗口里选择菜单命令"Map(地 图)｜Contour Map(等值线图)|New Contour Map(新建等值线图)"，在弹 出的"翻开格网"对话框里，新建一个 等值线图。
III. 双击选中等值线图，选择菜单命令 "Map(地图)｜Digitize(数字化)"， 光标变成十字细丝;
第三十四页，共68页。
II. 空白等值线图绘制 III. Grid｜Blank创立新的格网文件
(wénjiàn)〔从原始格网文件 (wénjiàn)中提取数据〕 IV. Map｜Contour Map|New Contour Map|选择新建的格网文件 (wénjiàn)
从包括X和y坐标的数据文件来新建粘贴图， 坐标被用来确定符号在粘贴图上的位置。数 据文件可包含附加的信息如符号大小、颜色、 标志、位置和角度等。
第十九页，共68页。
第二十页，共68页。
第二十一页，共68页。
新建的粘贴图独立于在绘图窗口的其它的 地图。例如，在绘图窗口中已经存在等值线 图，再新建一个(yī ɡè)粘贴图，将产生2个 没有联系的地图，它们各自具有自己的坐标 轴和缩放比例参数。在等值线图上粘贴数据 点，在绘图窗口新建没有联系的等值线图和 粘贴图，选中2个地图，选择菜单命令 “Map〔地图〕Overlay Maps(叠置图〕， 这将在一套坐标轴和缩放比例参数下将2个 地图合并成一个(yī ɡè)地图。可把任何数量 的粘贴图和任何其它的地图合并。
第四页，共68页。
三维空间分析 趋势面分析 体积(tǐjī)、面积计算 文件的输入与输出
第五页，共68页。
数据文件的根本操作
➢ 数据文件至少要有三列数据值，前两列输入 的数据为X、Y坐标，第三列以后的数据为Z 值。
➢ 第一行的文字描述可帮助用户确定所在列数 据的类型(lèixíng)和含义。
2
3
4
5
6
7
8
9
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绘制(huìzhì)堆叠图〔Stack Maps〕
在我们的研究工作中，有时想在一个图 件中上、下堆叠已经绘制好的平面图(如 等值线图、粘贴图等)和线框图 (kuàngtú)，这样既美观，又具有一目了 然的效果。
第三十九页，共68页。
绘制平面一立体图对
绘制等高线图，设置地图倾斜 角度，旋转角度
第二十四页，共68页。
第二十五页，共68页。
更改(gēnggǎi)线框图的方向和倾斜度
第二十六页，共68页。
更改(gēnggǎi)线框图的尺度
第二十七页，共68页。
第二十八页，共68页。
绘制(huìzhì)曲面图〔Surface〕
曲面图指空间(kōngjiān)坐标的函数， 用以表示变量的分布情况。
第二十九页，共68页。
第三十页，共68页。
第三十一页，共68页。
绘制地图空白(kòngbái)区域 〔Blank〕
空白文件由定义一个封闭多边形的一系列 了X、Y坐标值指定，多边形的边必须闭合， 一个空白文件用来定义空白区域(qūyù)。
空白文件的格式为，第一行是标志行，它 的第一个数字表示下边的点数，第二个数是 边的标志符，如果边的标志是0，多边形外 边的格网单元被空白，如果边的标志是1,多 边形里的格网单元被空白。整个数列表示多 个空白的区域(qūyù)。
第二页，共68页。
Surfer 8的主要(zhǔyào)功能
➢ 支持12种内插方法对离散的XYZ数据格网化，生成规那 么的格网数据；
➢ 强大的地学数据分析功能，支持多达12种变异函数理论 模型，可计算残差，进行地形分析和计算体积、面积等，
➢ 绘制等值线图(Contour Maps)； ➢ 绘制曲面图(Surface〕； ➢ 从Surfer8开始有几种( jǐ zhǒnɡ)常用的GIS软件数据格
第四十六页，共68页。
通常许多地质数据一般都包含着与空间 (kōngjiān)地理坐标〔x,y〕相关的三局部 信息：
①反映区域性变化的：数据中反映总体的 规律性变化的局部，由地质区域构造、区域 岩相、区域背景等大区域因素所决定。
②反映局部性变化的：反映局部范围的变 化特征。
③反映随机性变化的：它是由各种随机因 素造成的残差。
➢ 可读入XLS、TXT、DAT等数据格式的文件
第六页，共68页。
第七页，共68页。
转换(zhuǎnhuàn)(Tranform)
➢ 计算从0到更多数据项的一列数据，计算结 果取决于所定义的等式，这个等式能含有对 应于数据表列的字母变量。一般(yībān)用来 对某一列数据进行数据变换，如对数指数变 换等，以修复某些等值线图形绘制中的X、Y 轴比例差异过大的问题。
第十页，共68页。
第十一页，共68页。
等值线图绘制(huìzhì)(Contour
Map)
等值线图是指在一个外表上等值点的连线， 在空间分析中常采用等值线图来表示数据的 变化趋势。从图形学的角度看，等值线图是 指在X-Y平面上f(x,y)=z的轨迹分布。这里的z 为某一常数值，该值表示的物理(wùlǐ)意义可 以是地形高程数据、化探数据场中的某一元 素含量值、温度场中的温度数据和压数据等 等。在数据变化较明显的区域中，等值线密 度较高，反之，在数据变化，等值线密度较 小。这样，数据的空间分布趋势就可通过等 值线的密度和方向来分析。
第二十二页，共68页。
第二十三页，共68页。
绘制(huìzhì)线框图〔Wireframe〕
线 框 图 (kuàngtú) 是 格 网 文 件 的 三 维 表 达 。 线框图(kuàngtú)是通过为XY格网(格网行、 列)画线产生块状图表，在每个行和列(即在 每个格网节点)的交叉点的格网Z值与外表的 高度成比例。格网文件里的行和列的数决定 线框图(kuàngtú)里的绘制X和y线数。线框 图(kuàngtú)可用格网文件或美国地质勘察 数字高程模型(USGS DEM)数据生成。
第三十五页，共68页。
空白(kòngbái)文件边标志的修改 〔1和0互换〕
重新建立格网文件，绘制新
建立的格网文件图
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7
6
5
4
3
2
1
空白文件(wénjiàn)的边标志＝1
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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7
6
5
4
3
2
1
空白(kòngbái)文件的边标志＝0
0
0
1
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等值线图绘制(huìzhì)步骤
1. 建立或输入数据文件 2. 离散数据网格化，形成GRD文件 3. 注意数据内插方法的选择 4. 用菜单“Map｜Contour Map｜New
Contour Map 〞生成等值线图 5. 修改等值线图的各局部属性(shǔxìng) 6. 保存文件〔SRF〕
式可直接输人Surfer8系统 ➢
微分、积分、傅立叶和谱分析等多种数据分析功能， ➢ Surfer8具有趋势面分析、体积、面积计算、地形分析、
剖面计算等三维空间分析功能。
第三页，共68页。
讲述(jiǎngshù)主要内容
数据文件的编辑 转换(Tranform) 统计(Statistics) 常用图件绘制(huìzhì) 绘制(huìzhì)等值线图 绘制(huìzhì)粘贴图〔原始数据底图〕 绘制(huìzhì)地图空白区域 绘制(huìzhì)线框图 绘制(huìzhì)曲面图 绘制(huìzhì)堆叠图 绘制(huìzhì)叠置图
第四十七页，共68页。
趋势面分析是对地质特征的空间分布进行研究和 分析的一种方法，它是用某种形式的函数所代表的曲 面来逼近该地质特征的空间分布。这个函数从总体上 反映了采样数据的区域性变化趋势，称为趋势面局部； 采样数据的实测值与这个函数对应值之差，称为残差 局部。
第四十二页，共68页。
线框图(kuàngtú)上叠置粘贴图
绘制线框图(kuàngtú) 绘制粘贴图 全部选择后，选择Map｜
Overlay Maps
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第四十四页，共68页。
三维空间(sānwéikōngjiān)分析
Surfer8中三维空间分析是指对XYZ数据的 第三(dì sān)维变量Z的分析，变量Z可能是 地形，也可能是降雨量、污染物浓度、土壤 酸碱度、某一化探元素的值等变量。
➢ 如果任何单元格含有文本或没有值，公式将 不计算该数据行。
➢ 例如:使用公式C=A十B将计算列A的值和列 B的值之和，并将结果放在列C。
第八页，共68页。
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统计(tǒngjì)(Statistics)
➢ 在工作表中选定要统计的数据，选所需的统计特征数。 ➢ Surfer8中统计功能有："Number of Values(数据点
Surfer软件应用
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Surfer软件(ruǎn jiàn)简介
各种等值线图和三维图形是地学、工程、矿业等领域的 研究(yánjiū)人员最常用的图件， Surfer是美国Golden 软件公司的产品，主要用于绘制等值线图及相应的三维 图形，因此成为上述各行业科技工作者的常备软件。 Golden软件公司是由Dan Smith和Patrick Madison 1983年在美国创立的。该公司一直致立于图形软件的开 发，于1985年推出Surfer，后又于1986年推出Grapher， 现在，Golden软件公司在科学图形软件领域已处于领先 地位，用户包括矿业、工程、医药、地学、生物等领域 的研究(yánjiū)人员。 目前Surfer的最高版本为8， Surfer是在Windows和 NT操作系统下最强大的、最灵活的和较容易使用的绘制 等值线图及三维立体图软件包。
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绘制(huìzhì)粘贴图(Post Map)
粘贴图的功能是用标志和符号把某些指定 的点或原始数据标出来。例如(lìrú)，在等值 线图上标出观测站的位置、采样点位置、石 油钻井位置、城镇村庄等地理位置信息。
绘制线框图 全部(quánbù)选择后，选择
Map｜Stack Map，添加垂直线， 完成平面—立体图对的绘制
第四十页，共68页。
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绘制(huìzhì)叠置图〔Overlay Maps〕
为了增强图件的可视化效果，可以 在线框图或等值线图上叠置包含地理信息 (xìnxī)方向和大小的矢量地图，也可以在 线框图或等值线图上叠置包含如采样点位 置、石油钻井位置、城镇村庄等地理位置 信息(xìnxī)的粘贴图。
趋势面分析 体积、面积计算
第四十五页，共68页。
趋势(qūshì)面分析
某种地理属性在空间的连续变化，可以用一个平滑 (pínghuá)的数学平面加以描述。思路是先用采样点数据 拟合出一个平滑(pínghuá)的数学平面方程，再根据该方 程计算无测量值的点上的数据。这种只根据采样点的属性 数据与地理坐标的关系，进行多元回归分析得到平滑 (pínghuá)数学平面方程的方法，称为趋势面分析。它的 理论假设是地理坐标〔x，y〕是独立变量，属性值z也是 独立变量且是正态分布的，同样回归误差也是与位置无关 的独立变量。 多项式回归分析是描述长距离渐变特征最简单的方法。多 项式回归的根本思想是用多项式表示线、面，按最小二乘 法原理对数据点进行拟合。线或面多项式的选择取决于数 据是一维的还是二维的。
第三十二页，共68页。
例：一个四边形区域(qūyù)被空白的数列实例
5(点数) 白)
3 8 3 4 2
1 边标志(四边形内部被空
2 (第1点) 6 (第2点) 3 (第3点) 2 (第4点) 2 (第5点)
第三十三页，共68页。
绘制地图空白区域(qūyù)步骤
I. 创立一个空白文件
II. 在绘图窗口里选择菜单命令"Map(地 图)｜Contour Map(等值线图)|New Contour Map(新建等值线图)"，在弹 出的"翻开格网"对话框里，新建一个 等值线图。
III. 双击选中等值线图，选择菜单命令 "Map(地图)｜Digitize(数字化)"， 光标变成十字细丝;
第三十四页，共68页。
II. 空白等值线图绘制 III. Grid｜Blank创立新的格网文件
(wénjiàn)〔从原始格网文件 (wénjiàn)中提取数据〕 IV. Map｜Contour Map|New Contour Map|选择新建的格网文件 (wénjiàn)
从包括X和y坐标的数据文件来新建粘贴图， 坐标被用来确定符号在粘贴图上的位置。数 据文件可包含附加的信息如符号大小、颜色、 标志、位置和角度等。
第十九页，共68页。
第二十页，共68页。
第二十一页，共68页。
新建的粘贴图独立于在绘图窗口的其它的 地图。例如，在绘图窗口中已经存在等值线 图，再新建一个(yī ɡè)粘贴图，将产生2个 没有联系的地图，它们各自具有自己的坐标 轴和缩放比例参数。在等值线图上粘贴数据 点，在绘图窗口新建没有联系的等值线图和 粘贴图，选中2个地图，选择菜单命令 “Map〔地图〕Overlay Maps(叠置图〕， 这将在一套坐标轴和缩放比例参数下将2个 地图合并成一个(yī ɡè)地图。可把任何数量 的粘贴图和任何其它的地图合并。
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三维空间分析 趋势面分析 体积(tǐjī)、面积计算 文件的输入与输出
第五页，共68页。
数据文件的根本操作
➢ 数据文件至少要有三列数据值，前两列输入 的数据为X、Y坐标，第三列以后的数据为Z 值。
➢ 第一行的文字描述可帮助用户确定所在列数 据的类型(lèixíng)和含义。
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绘制(huìzhì)堆叠图〔Stack Maps〕
在我们的研究工作中，有时想在一个图 件中上、下堆叠已经绘制好的平面图(如 等值线图、粘贴图等)和线框图 (kuàngtú)，这样既美观，又具有一目了 然的效果。
第三十九页，共68页。
绘制平面一立体图对
绘制等高线图，设置地图倾斜 角度，旋转角度
第二十四页，共68页。
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更改(gēnggǎi)线框图的方向和倾斜度
第二十六页，共68页。
更改(gēnggǎi)线框图的尺度
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绘制(huìzhì)曲面图〔Surface〕
曲面图指空间(kōngjiān)坐标的函数， 用以表示变量的分布情况。
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绘制地图空白(kòngbái)区域 〔Blank〕
空白文件由定义一个封闭多边形的一系列 了X、Y坐标值指定，多边形的边必须闭合， 一个空白文件用来定义空白区域(qūyù)。
空白文件的格式为，第一行是标志行，它 的第一个数字表示下边的点数，第二个数是 边的标志符，如果边的标志是0，多边形外 边的格网单元被空白，如果边的标志是1,多 边形里的格网单元被空白。整个数列表示多 个空白的区域(qūyù)。
第二页，共68页。
Surfer 8的主要(zhǔyào)功能
➢ 支持12种内插方法对离散的XYZ数据格网化，生成规那 么的格网数据；
➢ 强大的地学数据分析功能，支持多达12种变异函数理论 模型，可计算残差，进行地形分析和计算体积、面积等，
➢ 绘制等值线图(Contour Maps)； ➢ 绘制曲面图(Surface〕； ➢ 从Surfer8开始有几种( jǐ zhǒnɡ)常用的GIS软件数据格
第四十六页，共68页。
通常许多地质数据一般都包含着与空间 (kōngjiān)地理坐标〔x,y〕相关的三局部 信息：
①反映区域性变化的：数据中反映总体的 规律性变化的局部，由地质区域构造、区域 岩相、区域背景等大区域因素所决定。
②反映局部性变化的：反映局部范围的变 化特征。
③反映随机性变化的：它是由各种随机因 素造成的残差。
➢ 可读入XLS、TXT、DAT等数据格式的文件
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转换(zhuǎnhuàn)(Tranform)
➢ 计算从0到更多数据项的一列数据，计算结 果取决于所定义的等式，这个等式能含有对 应于数据表列的字母变量。一般(yībān)用来 对某一列数据进行数据变换，如对数指数变 换等，以修复某些等值线图形绘制中的X、Y 轴比例差异过大的问题。
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等值线图绘制(huìzhì)(Contour
Map)
等值线图是指在一个外表上等值点的连线， 在空间分析中常采用等值线图来表示数据的 变化趋势。从图形学的角度看，等值线图是 指在X-Y平面上f(x,y)=z的轨迹分布。这里的z 为某一常数值，该值表示的物理(wùlǐ)意义可 以是地形高程数据、化探数据场中的某一元 素含量值、温度场中的温度数据和压数据等 等。在数据变化较明显的区域中，等值线密 度较高，反之，在数据变化，等值线密度较 小。这样，数据的空间分布趋势就可通过等 值线的密度和方向来分析。
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绘制(huìzhì)线框图〔Wireframe〕
线 框 图 (kuàngtú) 是 格 网 文 件 的 三 维 表 达 。 线框图(kuàngtú)是通过为XY格网(格网行、 列)画线产生块状图表，在每个行和列(即在 每个格网节点)的交叉点的格网Z值与外表的 高度成比例。格网文件里的行和列的数决定 线框图(kuàngtú)里的绘制X和y线数。线框 图(kuàngtú)可用格网文件或美国地质勘察 数字高程模型(USGS DEM)数据生成。
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空白(kòngbái)文件边标志的修改 〔1和0互换〕
重新建立格网文件，绘制新
建立的格网文件图
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空白文件(wénjiàn)的边标志＝1
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空白(kòngbái)文件的边标志＝0
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等值线图绘制(huìzhì)步骤
1. 建立或输入数据文件 2. 离散数据网格化，形成GRD文件 3. 注意数据内插方法的选择 4. 用菜单“Map｜Contour Map｜New
Contour Map 〞生成等值线图 5. 修改等值线图的各局部属性(shǔxìng) 6. 保存文件〔SRF〕
式可直接输人Surfer8系统 ➢
微分、积分、傅立叶和谱分析等多种数据分析功能， ➢ Surfer8具有趋势面分析、体积、面积计算、地形分析、
剖面计算等三维空间分析功能。
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讲述(jiǎngshù)主要内容
数据文件的编辑 转换(Tranform) 统计(Statistics) 常用图件绘制(huìzhì) 绘制(huìzhì)等值线图 绘制(huìzhì)粘贴图〔原始数据底图〕 绘制(huìzhì)地图空白区域 绘制(huìzhì)线框图 绘制(huìzhì)曲面图 绘制(huìzhì)堆叠图 绘制(huìzhì)叠置图
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趋势面分析是对地质特征的空间分布进行研究和 分析的一种方法，它是用某种形式的函数所代表的曲 面来逼近该地质特征的空间分布。这个函数从总体上 反映了采样数据的区域性变化趋势，称为趋势面局部； 采样数据的实测值与这个函数对应值之差，称为残差 局部。
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线框图(kuàngtú)上叠置粘贴图
绘制线框图(kuàngtú) 绘制粘贴图 全部选择后，选择Map｜
Overlay Maps
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三维空间(sānwéikōngjiān)分析
Surfer8中三维空间分析是指对XYZ数据的 第三(dì sān)维变量Z的分析，变量Z可能是 地形，也可能是降雨量、污染物浓度、土壤 酸碱度、某一化探元素的值等变量。
➢ 如果任何单元格含有文本或没有值，公式将 不计算该数据行。
➢ 例如:使用公式C=A十B将计算列A的值和列 B的值之和，并将结果放在列C。
第八页，共68页。
第九页，共68页。
统计(tǒngjì)(Statistics)
➢ 在工作表中选定要统计的数据，选所需的统计特征数。 ➢ Surfer8中统计功能有："Number of Values(数据点