surfer插值方法介绍
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软件插值方法
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。
Surfer插值方法介绍 中英混合版
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。
Surfer插值方法介绍 中英混合版
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 3 插值方法
Shepard‘s法与距离反比法插值法相似，但没 有产生等值线“牛眼”效应的缺点。 线性内插三角形法对于中等数量的数据点， 网格化很快。一个优点是，当有足够的数据 点时，三角形法可以反映出数据文件所内含 的不连续性。例如断层线。
径向基本函数法 （Radial Basis Functions） ）
径向基本函数法是一种准确插值的方法。其 中的多重二次曲面法被许多人认为是最好的 方法。在插值生成一个网格结点时，这些函 数确定了使用数据点的最优权重组。 径向基本函数法的函数类型包括：
反比多重二次曲面法； 多重对数； 多重二次曲面法； 自然三次样条和薄板样条。
距离反比法最快，但是围绕数据点，有产生“牛眼” 效应的趋势。 大部分情况下，具有线性变异图的Kriging法是十分 有效的，应首先予以推荐。其次是很接近的经向基 本函数法中的多重二次曲面法。这两种方法都能产 生较好地代表原始数据的网格。但对于大量数据的 网格化，Kriging法比较慢。
最小曲率法构成平滑的曲面，且多情况下， 网格化速度也快。 多项式回归是一种趋势面分析，反映整体趋 势。对于任何数量的数据点，网格化的速度 都非常快，但构成的网格缺少数据的局部细 节。 径向基本函数法十分灵活，与Kriging法产生 的网格十分类似。
径向基本函数法类似Kriging法中的变异图。 在大多数情况下，多重二次曲面函数是最合 乎要求的。 R2参数是一个决定锐化或平滑的参数。 R2值愈大，山顶愈圆滑，等值线愈平滑。R2 合理的实验值是在一个平均样本间距和半个 平均样本间距之间。
最近临点法（ 最近临点法（Nearest Neighbor） ）
距离反比法 （Inverse Distance to a Power）
一种加权平均插值的网格化方法。 在计算一个网格结点的Z值时，一定范围内，所有 数据点的权重的和为1，权重与某数据点到该结点 距离成反比，愈靠近该结点的原始数据点，其权重 愈大。 如果网格结点正好位于某原始数据点，该结点的Z 值就等于此原始数据点的Z值，即此原始数据点对 于该结点的权重为1，而其它数据点对于该结点的 权重为0。 距离反比法是一种准确插值方法。
Surfer+80等值线绘制中的十二种插值方法
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surfer插值方法
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。
Surfer8_0等值线绘制中的十二种插值方法
第1期
陈欢欢等 : Surfer 8 1 0 等值 线绘制中的十二种插值方法
53
简单、 对系统要求低等优点得到广大用户的青睐, 成为普及度最高的绘 图软件之一。其最高版本 Surfer8 1 0 提供了十二种插值方法 , 用户可以根据 不同的需要选择不同方法来进行插值 , 来对其进 行分析, 以达到自己想要的效果。要科学地选择 插值方法和灵活地进行参数设置, 必须要熟悉各 种插值方法的 基本理论知识 , 下面 将介绍 Surf2 er8 1 0 中的十二种插值方法及其应用实例。
2 1 3 最小曲率法( Minimum Curvature) 最小曲率法广泛应用于地球科学, 是构造出具 有最小曲率的曲面, 使其穿过空间场的每一点, 并尽 可能使曲面变得光滑 。使用最小曲率法时要涉及 到两个参数: 最大偏差参数 ( Maximum Residuals) 和 最大循环次数( Maximum It eration paramet er) 参数来 控制最小曲率的收敛标准, 而且最小曲率法要求至 少有四个点。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。最小曲率法 主要考虑曲面的光滑性, 因此插值的成果容易失真, 往往超出了最大值和最小值的范畴, 由此绘出的等 值线与实际相差较大。实际应用中此法只能作为平 滑估值, 绘出的降水量等值线主要用于定性研究降 水的空间分布及走向。 2 1 4 改进谢别德法( Modified Shepard's Method) 使用反距离加权插值法, 当增加、 删除或改变一 个点时, 需要重新计算权函数 w i ( x, y) , 为了克服反 距离加权插值法的这一缺陷, 改进谢别德法同样使 用距离倒数加权的最小二乘方的方法, 主要有以下 两个方面的改进
克里格空间插值法
1.7 区域变量
设x为样点在1，2或3维空间的位置，x点的随机变量Z值为：
其中m（x）是描述Z结构项的一个确定性数，c’（x）是描述随机 区域变异但空间相关的残余项，即区域变量，ξ "是残余的空间不相 关的高斯噪音项（服从标准正态分布，即平均值为0，方差为 α 2）。 如果没有趋势，那么m（x）等于样区数据的平均值，而且任何两点x 和x+h（h为间隔距离）之间的平均值或期望值的差为0。 使用Z（x），Z（x+h）表示随机变量Z在位置x，x+h的观测值， 区域化变量理论假设任意两点Z的差值的方差仅取决于位置间的距离h。
二 克里格插值
计算理论方差函数是确定插值权重的基本 过程，是预测未知位置属性值的克里格方 法（Kriging）的基础。D．G．Krige是南 非采矿工程学家，在1951年提出了矿产品 位和储量估值方法。法国地统计学家 Matheron（1971）命名了这种方法，并在 此基础上提出了区域化变量理论，使传统 的地学方法与统计方法相结合，形成了完 整的方法体系。
1.9 理论变异函数模型
4．高斯模型（Gaussian model）
变程为
。
1.9 理论变异函数模型
图是球状模型、指数模型和高斯模型的 比较，可以看出，球状模型的变程最小， 指数的模型变程最大，高斯模型的变程介 于二者之间。球状模型和指数模型过原点 存在切线，高斯模型则没有。
1.9 理论变异函数模型
1.2.2局部插值方法
只使用邻近的数据点来估计未知点的值， 包括几个步骤： a.定义一个邻域或搜索范围； b.搜索落在此邻域范围的数据点； c.选择表达这有限个点的空间变化的数学 函数； d.为落在规则格网单元上的数据点赋值。 重复这个步骤直到格网上的所有点赋值完 毕。
(surf、grapher制图作业)-赵晓亮-作业二
作业二给定数据文件（作业数据二.dat）,对surfer软件的各种网格化插值方法进行比较，并提交一份实验报告。
1：方法的原理背景介绍2: 十二种插值方法在等值线图上的反映：3：十二种插值方法的差别及比较说明1》首先说明十二种插值方法的原理背景1.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。
2.反距离加权方法反距离加权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。
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。
等值线绘图软件Surfer介绍
等值线绘图软件Surfer介绍徐祖舰用微机绘制等值线，最关键一点的是对原始数据进行格网化插值。
格网化是指采用一定的格网化方法（即数学模型）对不规则分布的原始数据点进行插值，生成在原始数据分布范围内规则间距的数据点分布。
因此，数学模型是绘制等值线的核心。
目前，绘制等值线的软件不少，但是它们往往是为满足各自的需要而以小程序的形式开发出来，采用单一的数学模型，功能比较简单，适用性不广。
在这里，介绍一个大型的多功能等值线绘制软件?/FONT>Surfer。
Surfer采用了七种数学模型，每种数学模型都有其相关的参数设置。
通过对数学模型的选择和进行灵活的参数设置，可以绘制各种类型的等值线图。
下面把这七种数学模型作一简单介绍：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。
surfer详细入门教程
2）Kriging（克里金插值法）
又称空间自协方差最佳插值法,考虑信息 样品的形状、大小及与待估计块段相互 间的空间位置等几何特征以及品位的空 间结构之后,为达到线性、无偏和最小估 计方差的估计,而对每一个样品赋与一定 的系数,最后进行加权平均来估计块段品 位的方法。
它的一大缺点是没有各种投影变化。
等值线图
线框图WIREFRAME图
Wireframe是对grd文件的三维表现形式，它
用绘制线条的方式来表现grd文件 。
图像图 IMAGE MAP
Shaded Relief Map
阴影地貌图
可以用来表现地 貌，其表现形式 立体感强，画面 细腻、柔和
Surface Map
1.基本数据文件
是指ASCII码（文本）格式的数据文 件，此数据文件最少包含三列，分别为 XYZ，其中X列和Y列表示x和y坐标，Z 列为在坐标（x，y）处的值（例如，高 程、矿层厚度、矿石品位、各种观测 量）。XYZ数据文件的文件名后缀一般 为（.dat）
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。一般的，任何 转换成（.txt）结尾的数据文 件，都可以被surfer成果读 取。Surfer支持字符，所以 字符也可以用在数据文件中， 除了第一行的字符可以看做 是文件头外，其它的字符一 般被认为是surfer的缺省值， 此值在做等高线等图形时将 不会显示。
流程：
用GRID NODE EDITOR命令打开 指定的文件。点击所要白化的点，出现 Z值，再键入CTRL+B或鼠标右键中的 白化节点。
Surfer8.0十二种空间插值方法
2. 等值线绘制基本原理和十二种空间插值方法介绍2.1 等值线绘制基本原理等值线绘制的基本原理是，根据空间上若干离散点的属性数据（如地面高程数据、水文观测站测得的降水量和蒸发量数据、气象站测得的气压、风力、风向值等），通过内插法生成一系列光滑曲线，即等值线（同一条等值线上任意一点的属性值相等）。
需要指出的是，有的软件又将上述空间数据内插的过程称为格网化，其实二者略有不同。
所谓格网化是指采用一定的格网化方法（即数学模型）对不规则分布的原始数据点进行插值，生成在原始数据分布范围内规则间距的数据点分布[2]。
格网化最终形成的是空间上离散的格网，而不是连续的线。
无论是绘制等值线或是格网化，构建或选用合适的数学模型均是其核心关键[3]。
2.2 S urfer 8.0十二种空间插值方法介绍2.2.1反距离加权插值法（Inverse Distance to a Power）反距离加权插值法，又称谢别德法（Shepard）[4]，其插值原理是将待插值点邻域内已知散乱点属性值进行加权平均，权的大小与待插点的邻域内散乱点之间的距离有关，是距离k次方的倒数（0≤k≤2，k一般取值为2）。
反距离加权插值法综合了泰森多边形的邻近点法和多元回归法等渐变方法的长处，它假设A点的属性值是在局部邻域内中所有数据点的距离加权平均值，可以进行确切的或者圆滑的方式插值。
当计算一个格网结点时，给予一个特定数据点的权值，该权值与指定方次的结点到观测点的距离倒数成比例，给每个格网结点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[5][6]，并且其必须指定一个大于0的平滑系数，平滑系数通过修匀已被插值的格网来降低某些“凸显”数据展现。
反距离加权插值法是一种精确性插值法，插值生成的表面的最大值和最小值只会出现在已知样本点的位置。
Surfer中网格化方法的选取方法
7.8
9
1013.8
15
16.2
-4.8
0.6
1.8
3
4.2
5.4
6.6
7.8
9
10.2
11.4
12.6
13.8
15
16.2 -0.8 -1.6 -2.4 -3.2 -4
105 90 75 60 45
C— 反 距 离 加 权 D— 最 小 曲 率
-0.8 -1.6 -2.4 -3.2 -4 -4.8 0.6 1.8 3 4.2 5.4 6.6 7.8 9 10.2 11.4 12.6 13.8 15 16.2
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。
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。
Surfer---九种插值方法
Surfer---九种插值方法Surfer---九种插值方法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。
surfer插值法介绍
在科学计算领域中，空间插值是一类常用的重要算法，很多相关软件都内置该算法，其中GodenSoftware 公司的Surfer软件具有很强的代表性，内置有比较全面的空间插值算法，主要包括：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）下面简单说明不同算法的特点。
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。
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常用版本中的各种插值法
Surfer常用插值方法1 反距离加权插值法反距离加权插值法(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（Shepard方法），它的基本原理是设平面上分布一系列离散点，己知其位置坐标(51- ，)和属性值a(i-1，2，)，p(z，)为任一格网点，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。
距离加权插值法综合了泰森多边形的邻近点法和多元回归法的渐变方法的长处，它假设P点的属性值是在局部邻域内中所有数据点的距离加权平均值，可以进行确切的或者圆滑的方式插值。
周围点与P点因分布位置的差异，对P( )影响不同，我们把这种影响称为权函数m ，)，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，与指定方次的结点到观测点的距离倒数成比例。
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。
权函数主要与距离有关，有时也与方向有关．若在P点周围四个方向上均匀取点．那么可不考虑方向因素，这时P(Z) ＼、五[ ，)]“＼1 1式中( ，)一-4 t)。
+(y—) ．表示由离散点( ．)至P(x。
)点的距离)为要求的待插点的值。
权函数．w ( ，v)一1／Ed,(一v)] ．“值一般取为2。
反距离加权插值法是GIS软件根据点数生成规则格网数据文件的最常见的方法，计算值易受数据点集群的影响，计算结果常出现一种孤立点数据明显高于周围数据点的“鸭蛋”分布模式，可在插值过程中通过滤波来处理。
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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。
使用多元回归法时要涉及到曲面定义和指定XY的最高方次设置，曲面定义是选择采用的数据的多项式类型，这些类型分别是简单平面、双线性鞍、二次曲面、三次曲面和用户定义的多项式。
参数设置是指定多项式
方程中 X 和 Y组元的最高方次
5、径向基本函数法
径向基本函数法是多个数据插值方法的组合。
根据适应你的数据和生成一个圆滑曲面的能力，其中的复二次函数被许多人认为是最好的方法。
所有径向基本函数法都是准确的插值器，它们都要为尊重你的数据而努力。
为了试图生成一个更圆滑的曲面，对所有这些方法你都可以引入一个圆滑系数。
你可以指定的函数类似于克里
金中的变化图。
当对一个格网结点插值时，这些个函数给数据点规定了一套最佳权重。
6、谢别德法
谢别德法使用距离倒数加权的最小二乘方的方法。
因此，它与距离倒数乘方插值器相似，但它利用了局部最小二乘方来消除或减少所生成等值线的"牛眼"外观。
谢别德法可以是一个准确或圆滑插值器。
在用谢别德法作为格网化方法时要涉及到圆滑参数的设置。
圆滑参数是使谢别德法能够象一个圆滑插值器那样工作。
当你增加圆滑参数的值时，圆滑的效果越好。
7、三角网/线形插值法
三角网插值器是一种严密的插值器，它的工作路线与手工绘制等值线相近。
这种方法是通过在数据点之间连线以建立起若干个三角形来工作的。
原始数据点的连结方法是这样：所有三角形的边都不能与另外的三角形
相交。
其结果构成了一张覆盖格网范围的，由三角形拼接起来的网。
每一个三角形定义了一个覆盖该三角形内格网结点的面。
三角形的倾斜和标高由定义这个三角形的三个原始数据点确定。
给定三角形内的全部结点都要受到该三角形的表面的限制。
因为原始数据点被用来定义各个三
角形，所以你的数据是很受到尊重的。
Surfer采用的数学模型，几乎包括了目前所有的模型类型。
一个软件就具有如此种类繁多的数学模型，这
是其它软件所不能比拟的。
除此之外，它还具有如下的功能：
1.软件本身带有电子表格，它能对原始数据进行全面的处理，比如能对原始数据进行统计、排序、数据格
式调整以及对列进行计算等等，其操作与MS Excel类似。
2.能对格网化后的数据进行圆滑、函数计算、转换及进行残差分析。
3.能形象地以三维形式显示立体表面，并能自由旋转和进行体积（土方）计算。
4.能进行图面编辑整饰，最大能以A0幅面和以分色形式输出到打印机或绘图仪。
5.能以多种文件格式输出，常见的DXF文件能被其它软件再利用。
为了检验Surfer的数学模型，我们选用黔西川南滇东上二叠统地层厚度数据（共1217个），用距离倒数平方法作出其等厚线图，与手工绘制的等厚线图（见《黔西川南滇东晚二叠世含煤地层沉积环境与聚煤规律》一书第12页）进行比较，基本的构造形态一致，二级和三级构造方向和规模差异很小，形态生动，细节丰富，完全能够满足地质分析的要求。
在Surfer8.0中提供了以下12种内插方法：
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）。