Surfer中网格化方法的选取方法解析
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·22·3.2 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。
Surfer使用教程
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。
surfer插值
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。
Res2dinv输出surfer格式的使用
Res2dinv输出surfer格式的使用Re2dinv反演软件完成反演后，可以将反演数据保存为urfer数据格式，以便在urfer软件中重新绘制。
选此项，直接保存电阻率值选此项，使用白化方法如要保存有地形的模型，选此项输出时会自动生成4个数据文件，一般生成模型数据格式为：原文件名_modre.dat原文件名_modre.bln原文件名_modre.lvl原文件名_modre_pot.datmod是模型的英文简写，re是电阻率的英文简写。
如下图如果是生成带地形的模型数据格式为原文件名_topre.dat原文件名_topre.bln原文件名_topre.lvl原文件名_topre_pot.dattop是地形的英文简写。
第一个文件是反演模型电阻率值的urfer格式数据文件。
第二个文件是模型值的urfer边界文件，是对网格文件做白化是用的。
第三个文件是urfer等级数据文件，用颜色来表示模型电阻率的大小。
第四个文件是张贴图数据文件，用于在地表面上表示斜距。
下面我们一步步使用这4个文件来把urfer等值线画出来。
假设原文件为TEST.DAT。
一，首先使用tet_topre.dat文件在urfer8中点击“网格”---“数据”—读入“tet_topre.dat”文件。
网格化数据时，网格化方法可选择克里格方法或自然邻近点法，克里格法在网格化较小数值时，容易插值出负值，而自然邻近点法则不会出现此问题。
网格线的间距要选小一点，即行数要多一些，这样做白化时，白化的边界不会出现很严重的锯齿状条纹。
当然，如果行数太大，计算量也较大，实际中根据情况灵活选择，满足要求即可。
可选择不同的网格化方法某,Y方向的网格线行数可选择多一点网格文件创建后，网格化插值算法会将数据文件插值为一个矩形的网格文件(以某，Y方向的最大值插满整个网格)如果直接绘制等值线图，会形成一个矩形的等值线图，这并不是我们需要的，因为反演后的模型数据不一定是矩形的，而且有地形的话，形状还会更复杂一些，这时，就需要使用网格白化的功能将没有实际数据的地方但又插值出的数据去掉。
surfer使用方法
8.00
7.00
6.00
5.00
4.00
3.00
2.00
1.00
化 探 数 据 基 本 处 理
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00
0.00
-1.00 -1.00
21900
9
19600
8.5
8
17300
7.5
方法设置对话框
选项（Options）
允许为选择的方法指定网格化选项。对话框因 网格化的方法不同而不同。对所有方法都有两 项共同选项，即
各向异性（Anisotropy）
是指数据点之间的优 势方向，通过指定不同方向的不同半径来实现。 解释为给于一个方向轴上的点较大的权重，而 减弱另一个方向轴上的点权重。在许多情况下， 不必使用各向异性。
( 4.2, 8.1) ( 6.1, 7.9)
( 2.6, 7.2)
( 7.2, 6.6) ( 2.8, 6.3)
(6.2, 5.8) ( 4.8,5.6)
二、创建等值线图
等值线图是一种代表三维数据的平面图形，它是基本数据 文件[.dat]经 Surfer 的 Grid 命令生成网格化文件[.GRD]后 ，由Contour 命令生成。即，创建等值线图包括以下两个 步骤：
基本粘贴 Post 分类粘贴 ClassPost
x y labels 1 labels 2 … 2587 3264 Well 25 0.58 x y Ø ¿ Ö Æ Ö µ 2587 3264 100 labels 1 … 0.58
4 边界文件[.bna]
边界文件是用于存储封闭线、曲线、和点的ASCII 格式的文件。用于生成规则或不规则的边界线， 其扩展名为.bna。其要求的数据格式是：
Surfer中网格化方法的选取方法
克里格法（Kriging）
最初是由南非金矿地质学家克里格根据南非金矿的具体情况提出的计算矿产储 量的方法：按照样品与待估块段的相对空间位置和相关程度来计算块段品位及 储量，并使估计误差为最小。后来，法国学者马特隆对克里格法进行了详细的 研究，使之公式化和合理化。 克里格方法的基本原理是根据相邻变量的值（如若干样品元素含量值），利用 变差函数所揭示的区域化变量的内在联系来估计空间变量数值。 该方法总是尽可能地去描述原数据所隐含的趋势特征，以区域化变量理论为基 础，以变差函数为主要工具，在保证研究对象的估计值满足无偏性条件和最小 方差条件的前提下求得估计值。 对于高值数据点会使之沿某一“脊”分布，而不围绕该点孤立插值，不形成“ 公牛眼”等值线。 克里格法极为灵活，广泛地应用于各个科学领域，适于各种类型的离散数据， 网格化精度高，是极佳的网格化方法。
应用条件
数量小于２５０个点数据的网格化，对于２5０～ １０００个数据点，效果也不错 方法速度快，适合于大量（１０００个以上）数 据的网格化 适应范围类似克里格法 可以通过权重调整空间插值等值线的结构，计算 值容易受到数据点集群的影响，常出现孤立 点数据明显高于周围数据点 适合规则分布、或者大多数数据点位于网格节点 上的数据，更适合于均匀间隔的数据插值， 可以有效填充无值数据区域 方法速度快，适合中等数量、均匀分布的数据网 格化 实际上是一种趋势面分析作图程序，可用来确定 数据的大规模趋势和图案。被广泛应用于地 质科学。该方法具有速度快特点、然而其去 掉了原数据中的局部细节，不利于资料的详 细分析
11.4
12.6
13.8
15
16.2
-4.8
0.6
1.8
3
4.2
5.4
6.6
Surfer中网格化方法的选取探究
最小曲率法（Minimum curvature）
采用迭代的方法逐次求取网格节点数据，其插值面类似一个薄的、 线性—弹性形变板，该“板”经过所有的数据点，且每个数据点具 有最小曲率。 由于最小曲率法采用全区的数据进行网格化，因而比较适合于数据 分布不均匀的情况。在尽可能体现原数据的同时，最小曲率法产生 尽可能的光滑曲面，绘制的图件比较美观。 使用最小曲率法需要用最大偏差参数和最大循环次数参数来控制最 小曲率的收敛标准，且要求至少有4个点。 该方法速度快，适合于大量（1000个以上）数据的网格化，由于其 主要考虑曲面的光滑性，不能达到精确的插值结果，容易超出最大 值和最小值的范畴。
-4.8
图1 高密度不同网格化方法视电阻率等值线图
此例子的高密度数据点553个。高密度电阻率法实测数据，取相同 的参数，采用不同的网格化方法绘制视电阻率等值线断面（图1A~F）， 可见效果不同。 采用三角剖分法网格生成的图1A，整个断面呈倒梯形，网格化的结果 是严格控制了实测数据边界，可清晰分辨出局部高阻异常，有利于局部异 常区的圈定和解释。 采用克里格法网格生成的图1B，整个断面呈矩形，网格化的结果是 扩大了实测数据边界，没有数据的区域插值产生，呈现2个低阻异常区域， 由一些渐变的异常点组成，有利于异常区的圈定和解释。 采用加权反距离法网格生成的图1C，整个断面呈矩形，网格化的结 果是扩大了实测数据边界，没有数据的区域插值产生，低阻和高阻异常的 分界面很清晰，有的地方呈现串珠状高阻异常，形成一些孤立的异常点， 不利于异常区的圈定和解释。
采用最小曲率法网格生成的图1D，与图2B克里格插值方法的效果基 本相同，有2个低阻异常区域，由一些渐变的异常点组成，有利于异常区 的圈定和解释。 采用径向基函数法网格生成的图1E，整个断面呈矩形，网格化的结 果是扩大了实测数据边界，没有数据的区域插值产生，可分辨出局部高阻 异常，因此有利于局部异常区的圈定和解释。但图形左侧和右侧等值线杂 乱，表示插值效果不好。 采用最近邻点法网格生成的图1F，整个断面呈矩形，网格化的 结果是扩大了实测数据边界，没有数据的区域插值产生，呈现２个 孤立的低阻异常区域，异常区等值线稀疏，边界呈矩形。 采用多项式回归法对本案例进行网格化生成的图1G，效果最差，基 本找不到异常点，网格化的结果是扩大了实测数据边界，没有数据的区 域插值产生，仅显示了上下2个渐变的异常区，分辨不出局部高阻异常， 因此不利于局部异常区的圈定和解释。
Surfer11 教程02_创建网格文件
Surfer 11教程（第二课）程贤辅翻译2012/10/30第二课创建网格文件网格文件是产生一个基于网格图形的必须文件。
基于网格的图形包括：等值线图(Contour Map)，影像图(Image Map)，阴影地貌图(Shaded Relief Map)，1型网格矢量图(1-Grid Vector Map)，2型网格矢量图(2-Grid Vector Map)，三维框架图(3D Wireframe)，以及三维曲面图(3D Surface)。
网格文件是如何产生的呢?网格文件是用“网格|数据”命令来创建的。
“网格|数据”命令所需要的数据在以下3个数据列之中：一列包含X轴数据，一列包含Y轴数据，以及一列包含Z轴的数据。
我们有一个包含这XYZ 三列数据的文件(TutorWS.dat)，由此你可以看到Surfer是如何产生网格文件的。
完成本教程后，如果您需要为了您的工作需要创建一个XYZ数据文件，请参阅第一课——创建一个XYZ数据文件。
创建一个网格文件1、如果你已经有一个打开的场景窗口(原文是工作表窗口，可能是错误——译者注)，那么可以在窗口菜单中选择“场景1”，或者直接点击“场景1”这一页。
此外，你也可以使用“文件|新建|工作场景”命令来创建一个新的场景窗口。
2、在场景窗口中，点击“网格|数据”命令，或者在网格工具条上点击“网格数据”按钮，打开数据对话框显示出来。
3、在打开数据的对话框中，单击该文件TutorWS.dat（在Surfer的Samples文件夹中）。
你可以在文件列表部分中选择，或者在打开工作表对话框中单击一个文件名。
这样该名称就出现在文件名编辑框中。
4、单击“打开”。
或者双击数据文件的名称。
5、“网格数据”对话框被显示出来。
“网格数据”对话框允许您控制网格的一些参数。
花一点时间来查看在该对话框中的各个选项。
在采用默认的参数创建一个可接受的网格文件的时候，不要更改有关参数。
●“数据列信息”部分是用来指定数据文件中含有X和Y坐标数据的列，以及Z值的列。
surfer软件使用手册
窗口菜单（Window）
New Window － 对当前窗口的内容重新在新窗口生成 Cascade － 层叠窗口 Tile Horizontal － 水平曾叠窗口 Tile Vertical － 垂直曾叠窗口 Arrange Icons － 排列窗口底部的图标
帮助菜单（Help）
Contents － 在线帮助的所有内容 Tutorial － 在线教程（值得一读，遗憾的是 e 文） Menu Commands － 菜单命令介绍 Automation Help － 自动控制（Script 语言）帮助 Check for Update － 检查软件更新情况 Golden Software on the Web － 软件的官方网站 Feedback － 信息反馈 About Surfer － Surfer软件的版本等信息
输入数据文件并对其进行网格化variogram变化图命令function采用函数生成网格文件math对网格文件进行数学操作calculus对网格文件进行微分地形建模积分和fourier谱分析filter对网格数据进行滤波splinesmooth对网格数据进行样条光滑blank对网格数据进行白化convert将网格化数据转换成其它格式extract从网格化数据中取部分区域数据transform对网格化数据进行变化mosaic合并两个以上的同网格范围的网格化文件volume计算网格化数据的体积slice从网格化数据中取一剖面residuals计算两个网格化数据的残差gridnodeeditor对网格化数据进行编辑绘图菜单contourmap绘制等高线basemap输入底图postmapimagemap绘制图像图shadedreliefmapvectormap绘制一维或两维向量图wirefram绘制带线框架图surface绘制3d表明图scalebar绘制地图比例尺digitize对图形进行数字化trackball对绘制图形进行调整stackmaps水平对齐图形overlaymaps按坐标重叠图形breakapartoverlay将重叠图形拆分窗口菜单newwindow对当前窗口的内容重新在新窗口生成cascade层叠窗口tilehorizontal水平曾叠窗口tilevertical垂直曾叠窗口arrangeicons排列窗口底部的图标帮助菜单在线帮助的所有内容tutorialmenucommands菜单命令介绍automationhelp自动控制script语言帮助check检查软件更新情况goldensoftware软件的官方网站feedback信息反馈aboutsurfersurfer软件的版本等信息1建立xyz数据文件数据文件可以在surfer中的工作表中手工输入也可以是其它软件生成的文本文件例如excel表格数据也可以转换成surfer所需要的数据文件
Surfer软件如何绘制等高线图解析
Surfer8.0如何绘制等高线图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·22·3.2 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。
Surfer使用教程
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。
《Surfer 8操作手册》
3.2 Surfer如何将所绘图形进行输出.......................................................................................19 3.3 Surfer如何忽略（或设置）缺省值...................................................................................19 3.4 如何正确的设置label ........................................................................................................20 3.5 overlay的含义.....................................................................................................................20 3.6 做 2 维矢量图可以设定不同流速用不同的箭头比例长度............................................21 3.7 如何在VB中调用Surfer 8.0 ..............................................................................................21 3.8 Surfer 8.0 自带的sample2 是怎么做出来的 .....................................................................22 3.9 Surfer 8.0 格点数据的格式................................................................................................23 3.10 Contour＋Wirefarme＋Classed Post Map三图组合...................................................23 3.11 如何blank多个多边形的外部数据 .................................................................................23 3.12 沿某条曲线（不闭合）进行blank.................................................................................25 3.13 剖面线（slice）的用法 ..................................................................................................25 3.14 在Surfer中应用Basemap .................................................................................................26 3.15 Surfer 8.0 可以做地图投影吗..........................................................................................26 3.16 制作剖面平面图..............................................................................................................27 3.17 如何调整色标（Color Scale）为水平 ...........................................................................28 3.18 如何设置类似GMT软件等的黑白相间的色标.............................................................29 3.19 用bln来blank一个多边形外部........................................................................................29 3.20 blankline的解释................................................................................................................30 3.21 怎样做三维底图..............................................................................................................30 3.22 关于断层（Faults）的用法 ............................................................................................30 3.23 英文版surfer8 中输入中文坐标名的方法 .....................................................................31 3.24 Surfer中能否将Y值反向（颠倒）标注.......................................................................31
Surfer8.0软件的基本操作技能(教程)
目录一．实验目的和要求 (2)二．硬件与软件环境 (2)三．实验内容 (3)3.1反距离加权插值法(Invme Distmeeto a Power) (3)3.2克里金插值法(Kriging) (11)3.3最小曲率法(Minimum Curvature) (14)3.4改进谢别德法(Modified Sheparfs Method) (16)3.5自然邻点插值法(Natural Neighbor) (18)3.6最近邻点插值法(Nearest Neighbor) (19)3.7多项式回归法(Polynomial Regression ) (21)3.8 径向基函数插值法(Radial Basis Function) (23)3.9 线性插值三角网法(Triangulation with Lin-ear Interpolation) (26)3.10 移动平均法(Moving Average) (28)3.11 数据度量法(Data Metries) (29)3.12 局部多项式法(Local Polynomia1) (31)四．结束语 (32)一．实验目的和要求1. 目的：✓掌握Surfer软件的基本操作技巧,如网格化、修改地图各种属性、导出图件等。
✓了解suffer自带的各种网格化方法的背景及原理。
✓使用不同的网格化方法，并对结果做对比分析。
2. 要求：✓熟悉Surfer软件的菜单，掌握Surfer软件的基本操作技巧。
✓根据数据文件（作业二.dat），对Surfer软件的各种网格化插值方法进行比较，并提交报告。
✓爱护实验室设备，独立完成实验报告。
二．硬件与软件环境1.硬件华硕笔记本K40IN2.软件平台操作系统：Windows XP软件：Suffer 8.0 中文版三．实验内容3.1反距离加权插值法(Invme Distmeeto a Power)3.1.1方法原理背景反距离加权插值法又被称为谢别德法(Shepard) 方法。
基于Surfer软件的数据网格化方法探析
基于Surfer软件的数据网格化方法探析王美丁;马见青;樊金生【摘要】Surfer软件的数据网格化功能在地球物理数据处理中有基础性的作用.在利用Surfer软件进行地球物理数据网格化时,一些参数的特殊设置可直接影响到网格化的效果,影响等值线平面图的异常形态.以实测1:5万高精度地面磁测资料为例,通过对数据网格化间距和克里格网格方法里的搜索椭圆参数进行特殊设置,分析上述参数设置对网格化数据的影响.结果表明,数据网格化时X、Y方向的网格间距都设置为点距大小,既能与后期MapGIS成图对接,同时能保证数据异常的真实性.将搜索椭圆的搜索半径1、半径2分别设置为3倍的线距和点距,搜索角度设置为垂直于测线方位角的方向,这样既不改变线距和点距之间的实际比例关系,同时提高了相邻测线测点对给定网格节点的场值大小影响,减弱了同测线相邻测点的影响,一定程度上弱化了顺线异常,提高了图面美观性.【期刊名称】《工程地球物理学报》【年(卷),期】2017(014)006【总页数】7页(P694-700)【关键词】Surfer软件;克里格网格方法;网格化参数;等值线图形态;顺线异常【作者】王美丁;马见青;樊金生【作者单位】西安西北有色物化探总队有限公司,陕西西安 710068;长安大学地质工程与测绘学院,陕西西安 710054;西安西北有色物化探总队有限公司,陕西西安710068【正文语种】中文【中图分类】P631.2Surfer软件是地球物理工作者都非常熟悉的一个制图软件，它可以绘制地质等高线、地球物理异常等值线平面图、地质—地球物理综合三维立体图等[1-6]。
Surfer图件还可以和MapGIS图件快速转换，满足目前地质调查项目资料汇交的要求[7-9]。
Surfer软件具有非常强大的数据插值功能，所以当采集的数据不是等间距的时候，就需要使用Surfer进行网格化处理[10-17]。
地球物理工作如磁法测量和电法测量制图中常常使用Surfer软件进行数据网格化，绘制地球物理异常等值线平面图。
surfer操作
煤炭科学研究总院西安分院安装设置完成后，在WINDOWS桌面上双击“音频电透视”图标，则可以进入资料处理程序：按照说明设置好数据格式，送入输入文件名、输出文件名、旋转角度，回车即可：处理计算完成后，在WINDOWS桌面上双击“SURFER”图标，则可以进入绘图处理程序：绘图菜单说明如下：文件菜单包括：NEW 建立新文件OPEN 打开已有图件SA VE 保存文件WORKSHEET 数据表格编辑PRINT 打印图件PRINTSETUP 打印设置PAGE LAYOUT 页面设置PREFERENCES 设置参数ARRANGE包括：MOVE TO FRONT 移到最上层MOVE TO BACK 移到最下层COMBINE 元件合并BREAK 元件分离ROTATE 图件旋转GRID菜单包括：DATA：需要网格化的数据文件即处理后生成的结果文件BLANK：白化，对实际覆盖区域外的地方进行屏蔽处理，最后一级FILL充填必须设置为空。
EDIT菜单包括：CUT 剪切COPY 复制PASTE 粘贴DELETE 删除SELECT 全部选择页面上所有图件或文字，F2为功能键MAP菜单包括：LOAD BASE MAP 在图上画巷道、边界线、断层、射线分布图等，文件后缀为.BLNContour 绘GRID和白化后的电导率等值线，文件后缀必须为.grdPOST 画测点文件，包括发射点、接收点等。
SURFER 画立体显示图Scale 调整图件比例尺Digitize 数字化功能Axis 对四个边界坐标轴的选择Scale Bar 对颜色图标显示的选择Limits 对图件范围的限定Overlay maps 对选中的元件进行坐标原点的统一，只对有固定坐标的元件有效，但是对附加的方框，文字，标记等内容不起作用。
统一坐标后被选中的各个元件按相对位置层层覆盖排列在一起Edit overlays 对统一坐标后的图件中各个元件的编辑调整数据编辑器使用：进入SURFER界面后，在文件菜单下双击Worksheet项则可以进入数据编辑器，如下界面所示：数据编辑器功能如同电子表格一样，可以打开数据文件，修改、计算、复制、粘贴等，文件后缀可以有多种选择。
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。
命令菜单目标管理窗口绘图命令图3-1 Surfer8.0 软件界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）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。
Surfer
中禹科技信息 ２ ０ １ ５年第 ０ ７期
Hale Waihona Puke 信息技术推广 孟红 星
孟 红星
河 北 省 煤 田地 质 局 物 测 地 质 队
山地质 工程 师 Ｄ － Ｇ・ 克里 格 的名字 命 名的一 种插 值方 法 。 它是 以区域 化变 量理 论 为基础 ，以变差 函数 为 主要 工具 ， 在 保证 估计 计算 满足 无偏 性条 件和 最小 方差 条件 的 前提 下 求 得估值 ，是一 种特 定滑 动加 权平 均法 。克 里格 法极 为 灵 活 ，广 泛地 应用 于各 个科 学领 域 ，适用 于各 种类 型 的离 散 数据 ，网格 化精 度高 ，是 绘制地 质 图件 的一 种 常用插 值 方 法 。二是 步 长的 选取 ，横 向上 步长 选取 测点 距或 １ ／ ２测点 距 ，纵 向上 的步 长根 据断 面数据 的 纵 向分布 规律 和要 求 的 精度 来 选择 ，通 常 选 ５或 １ ０即可 ，步 长太 小 造成 网格 化 后 的数据 量太 大 ，影 响程序 运行 速度 ，步长 太大 ，数 据精 度会 降低 。
美 国 ＧｏＬ Ｄ Ｅ Ｎ软件 公司 的 Ｓ ｕ ｆ ｅ ｒ 软件 ， 以其 方便 、 直观 、 快 捷 、安装 简单 、对 系统 要求低 等优 点 得到 广大 用户 的青 睐 。Ｓ ｕ ｆ ｅ ｒ 是 一 套在 ｗｉ ｎ ｄ ｏ ｗｓ操作 环境 下 运行 的 二维 和 三维 图形 绘制 软件 ， 利用 它可 以绘制 等值 线 图 、 ３ Ｄ立体 图 、 阴影 地貌 图 、矢量 图等 。该 软件 自带 有数 据编 辑器 ，使 用 方法 和对 数 据的 处理 与 Ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｏ ｌ ｆ Ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ 大 致相 同 ，而 且 可 以 直接 处 理 Ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ 文 件 ，能 迅 速 地 将 离 散 的 数据 通过 插值转换为连续的数据曲面 。 该软件提供了包括克里格法、 距 离 倒数 加权 法 、多元 回 归等 十 二种插 值 方法 ，可 以满足 不 同 应用 方 向的插值 需求 。 但是 像任 何软 件一样 ， Ｓ ｕ ｆ ｅ ｒ 提供 的功 能是 有 限的 ， 不 可能 满足 用 户多样 化 的需求 。由于我 们所 研究 的客 观世 界 的复 杂性 ，这 也决 定 了任何 软件 在功 能上 不可 能做 到面 面 俱到 。出于上 述原 因 ，我们 要对软 件 功能 进行 补充 ，即 利用 Ｓ ｕ ｆ ｅ ｒ 软 件 处 理 数据 和 自动 生 成 等 值线 图的 功 能 ， 然 后用 自编软 件２ － ， Ｊ － Ｓ ｕ ｒ ｆ ｅ ｒ 软件 图形数 据做 进一步 的处 理 。 通过 Ｓ ｕ ｆ ｅ ｒ 软 件 和 自编 软 件 相结 合 ，能够 达 到 快速 准 确 绘 制顺层 电性 切 片图 的 目的 。
19_Surfer成值线图基本步骤
图 1图 2 Surfer 成等值线图基本步骤Surfer 成电阻率等值线图的基本步骤包括：新建图形文档、网格化、生成等值线图、填充色标、修饰图片五个基本步骤。
1、 新建图形文档如图 1 所示，点击“文件”然后点击“新建”后弹出图 2 所示窗口，之后选择“图形文档”，点“确认”即可完成新建图形文档。
2、网格化图3如图3 所示，点击“网格”然后点击“数据”则弹出图4 所示窗口，然后如图5所示，链接到保存有需要网格化的“dat”格式的文件夹，选中需要网格化的“dat”格式的文件后点“打开”即可弹出图6 所示窗口。
图4图5ab-90 -10图6弹出图6 所示的窗口后需要设置的是如图中黄色标注所示的“a：网格化方法”和“b：网格线素几何学”。
具体设置如下，a、网格化方法”：克里格b、网格线素几何学”X 方向按照软件默认值设置，Y 方向最大值和最小数值设10图7 100定时，若是数值显示为负数时，要设定为小于最初显示数值并且与其最接近的10 的倍数的一个数值。
若是数值显示为正数时则正好相反。
例如图6 所示Y 方向最小应设定为-90，最大设定为-10，图7 所示，Y 方向最小应设定为10，最大应设定为100。
设置好后点“确认”会弹出如图8 所示窗口，然后再点击“确定”即可。
图83、生成等值线图图9如图9 所示，点击“地图”然后选择“等值线图”然后选择“新建等值线图”后单击即可弹出图10 所示窗口，在图10 所示窗口中链接到之前网格化后的“grd”格式的文件，点击打开即可弹出图11 所示窗口。
图11c 图114、填充色标图12双击图片，然后会弹出如图12 所示的地图属性窗口，先设置如图12 中c 标注的“常规”选项，在常规选项里将“填充等值线”、“颜色比例”、“平滑等值线”三项勾选后，程度选择“高”。
然后接下来点击“等级”如图13 显示的窗口，在此窗口中进行色标的填充。
d图13如图13 中d 标示的所示，点击载入即可弹出图14 所示的窗口，链接好与电阻率值范围相匹配的色标后点“打开”即可显示如图15 所示的效果。
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加权反距离法（Inverse distance to a power）
首先是由气象学家和地质工作者提出的，后来由于D．Shepard的工 作被称为谢别德法方法。 基本原理是设平面上分布一系列离散点，已知其位置坐标和属性值 ，P（x，y）为任一网格点，根据周围离散点的属性值，通过距离加 权插值求P点属性值。 实质是待插值点邻域内已知散乱点属性值的加权平均，权的大小与 待插值点的邻域内散乱点之间的距离有关，是距离ｎ次方的倒数。 加权反距离插值法认为任何一个观测值都对邻近的区域有影响，且 影响的大小随距离的增大而减小。 该方法的优点是可以通过权重调整空间插值等值线的结构，但是其 计算值容易受到数据点集群的影响，计算结果中常出现孤立点数据 明显高于周围数据点的现象。
径向基函数法（radial basis function）
又称距离基函数，是多个数据插值方法组合的一种多形式网格化方函数来 定义不同的加权方法，进行不同方式的网格化。 所有径向基函数插值法都是准确的插值器，它们都能尽量适应数据 。若要生成一个更圆滑的曲面，对所有这些方法都可以引进一个圆 滑系数。 径向基函数插值方法具有很强的拟合数据点、产生光滑曲面的能力 ，其适应范围也类似克里格法。
最近邻点法（Nearest neighbor）
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 ，GIS和地理分析中多采用其进行快速赋值。 最近邻点插值的一个隐含的假设条件是任意网格点的属性值 都是用距离它最近的位置点的属性值，用每一个网格节点的 最邻点值作为待求的节点值。 该方法适合对规则分布的数据进行网格化；或者大多数数据 点位于网格节点上；或者在一个完整的数据文件中，只有少 数点无值，可以采用该方法来填充无值的数据点。 总之，最近邻点插值法是均质无变化的，更适合于均匀间隔 的数据插值，可以有效填充无值数据区域。
三角剖分法（triangulation/liner interpolation ）
是一种严格的插值方法，使用最佳的Delaunay三角形，通过 直线连接各数据点形成一系列三角形，并且所有的三角形互 不相交，每个三角形内的网格节点值由该三角平面决定。 由于采用所有的数据点去构造三角形，因而原数据能得到很 好的体现，给定三角形内的全部节点都要受到该三角形的表 面限制。 该方法速度快，适合中等数量、均匀分布的数据的网格化， 地图上稀疏区域将会形成截然不同的三角面。 当数据量足够时，该方法对断线的保留具有其他方法不可比 拟的优势。
Surfer中网格化方法的选取
探究
曹创华 2010年11月
前言
绘制地球物理数据等值线图时，需要根据客 观环境特征和数据本身的特点，选择合适的 网格化方法。 Surfer中的插值方法有12种，常用的有加权 反距离插值法、克里格法、最小曲率法、最 近邻点法、多项式回归法、径向基函数法、 带线性插值的三角剖分法等，本文将结合实 例将常用网格化方法的选取方法、适用范围 及参数设置等使用技巧做了简单的探讨。
多项式回归法（Polynomial regression）
严格地说并不是一种真正的插值方法，它仅仅通过定义趋 势面类型来表明原数据的大状态趋势，并不增加未知的网 格节点值，实际上是一种趋势面分析作图程序，可用来确 定数据的大规模趋势和图案。 使用该方法需要考虑两方面问题：一是趋势面数学表达式 的确定；二是拟合精度的确定。 该方法具有速度快的特点，但也去掉了原数据中的局部细 节，不利于资料的详细分析。
克里格法（Kriging）
最初是由南非金矿地质学家克里格根据南非金矿的具体情况提出的计算矿产储 量的方法：按照样品与待估块段的相对空间位置和相关程度来计算块段品位及 储量，并使估计误差为最小。后来，法国学者马特隆对克里格法进行了详细的 研究，使之公式化和合理化。 克里格方法的基本原理是根据相邻变量的值（如若干样品元素含量值），利用 变差函数所揭示的区域化变量的内在联系来估计空间变量数值。 该方法总是尽可能地去描述原数据所隐含的趋势特征，以区域化变量理论为基 础，以变差函数为主要工具，在保证研究对象的估计值满足无偏性条件和最小 方差条件的前提下求得估计值。 对于高值数据点会使之沿某一“脊”分布，而不围绕该点孤立插值，不形成“ 公牛眼”等值线。 克里格法极为灵活，广泛地应用于各个科学领域，适于各种类型的离散数据， 网格化精度高，是极佳的网格化方法。
网格化方法的特征及应用条件
网格化概念—是指通过一定的插值方法，将稀疏的、不规 则分布的数据插值加密为规则分布的数据，以适合绘图的 需要。 网格化方法—加权反距离法（Inverse distance to a power ）、克里格法（Kriging）、最小曲率法（Minimum curvature）、改进谢别德法（Modified shepard’s method ）、自然邻点法（Natural neighbor）、最近邻点法（ Nearest neighbor）、多项式回归法（Polynomial regression）、径向基函数法（radial basis function）、带 线性插值的三角剖分法（triangulation/liner interpolation ）、移动平均法（moving average ）、数据度量法（data metrics ）和局部多项式方法（local polynomial）。
最小曲率法（Minimum curvature）
采用迭代的方法逐次求取网格节点数据，其插值面类似一个薄的、 线性—弹性形变板，该“板”经过所有的数据点，且每个数据点具 有最小曲率。 由于最小曲率法采用全区的数据进行网格化，因而比较适合于数据 分布不均匀的情况。在尽可能体现原数据的同时，最小曲率法产生 尽可能的光滑曲面，绘制的图件比较美观。 使用最小曲率法需要用最大偏差参数和最大循环次数参数来控制最 小曲率的收敛标准，且要求至少有4个点。 该方法速度快，适合于大量（1000个以上）数据的网格化，由于其 主要考虑曲面的光滑性，不能达到精确的插值结果，容易超出最大 值和最小值的范畴。