Как построить изолинии в surfer
Урок 2 – Создание карты изолиний.
Глава 1.
Учебник состоит из нескольких уроков, которые помогут освоится в программе.
Как работает Surfer?
Урок 1 – Создание файла Сетки
Урок 2 – Создание карты изолиний
Изменение параметров изолиний
Добавление заливки цветом между изолиниями
Урок 3 – Создание Поверхности
Изменение ориентации Поверхности
Изменение масштаба Поверхности
Урок 4 – Помещение точек данных на карту и работа с Оверлеями
Выделение карты в Оверлее и присвоение ID объекта
Добавление значков в карту Значков в Оверлее
Урок 5 – Создание XYZ файла данных
Сохранение файла данных
Получение помощи
Как работает Surfer?
Наиболее общее применение Surfer – построение карт изолиний или поверхностей на основе XYZ файлов данных.
 |
 |
Урок 1 – Создание файла сетки
Файл сетки создается при помощи команды Data из меню Grid. Для выполнения этой команды необходимо иметь XYZ файл данных. В программу включен файл-пример tutorws.dat, который можно использовать для создания файла сетки, но Вы можете использовать и свой файл данных, если он у Вас имеется.
1. Выберите команду Dataиз менюGrid.Появится диалоговое окно (ДО) Open Data (Открыть файл данных), в котором можно выбрать нужный файл данных из предлагаемого списка.
2. Выберите файл tutorws.dat из списка файлов – его имя появится в окне File Name. Кликните ОК или дважды кликните на имени файла – появится ДО Scattered Data Interpolation.
3. Это ДО позволяет контролировать параметры преобразования файла данных в файл сетки. В окне можно не вносить никаких изменений, т.к. программа задает по умолчанию приемлемые параметры преобразования.
— Группа Data Columns задает столбцы, содержащие координаты XY и значения Z в файле данных.
— Группа Grid Line Geometry позволяет точно определить XY пределы сетки, интервалы между узлами сетки и число линий сетки (также упоминаемых как строки и столбцы) для включения в файл сетки.
— Группа Gridding Methods позволяет точно определить используемый метод интерполяции и параметры, контролирующие интерполяцию.
— Группа Output Grid File определяет имя и расположение создаваемого файла сетки.
4. Кликните ОК – Появится ДО Status, отображающее процесс преобразования файла данных. Когда преобразование завершено, программа сообщает о завершении процедуры создания файла сетки. Созданный файл имеет тоже имя, что и файл данных, но расширение [.GRD] и записан в ту же папку, что и файл данных.
Урок 2 – Создание карты изолиний.
1. Выберите команду Contour из меню Map. Появится ДО Open Grid. Выберите из списка файлов только что созданный файл (tutorws.grd) и кликните ОК, либо дважды кликните на имени файла – появится ДО Contour Map.
2. Для начала согласимся с заданными параметрами по умолчанию и кликнем ОК.
 |
Карта изолиний, созданная на основе файла сетки tutorws.grd.
3. Если Вы хотите, чтобы карта занимала весь экран, выберите команду Fit to Window из меню View.
После создания карты изолиний можно легко изменять любые характеристики карты. Для этого необходимо дважды кликнуть на карте для вывода на экран ДО Contour Map.
1. Поместите курсор внутрь карты и кликните дважды – появится ДО Contour Map.
2. Группа Contour Levels выводит на экран параметры изолиний и контурных линий карты. В нашем примере изолинии начинаются со значения Z=20, максимальное значение Z=100, интервал между изолиниями 5.
3. Можно изменить параметры отображения изолиний – Кликните на кнопке Level – появится ДО Contour Levels, в котором показаны мах и мин значения изолиний и интервал между ними.
4. Кликните дважды на строке Interval – значение будет выделено. Напечатайте занчение 10, чтобы изменить интервал между изолиниями. Кликните ОК.
5.
 |
Кликните ОК в ДО Contour Map – карта будет перерисована в соответствии с новыми параметрами.
Перерисованная карта с новыми изолиниями с деситяшаговым интервалом.
Изменение Параметров контурных линий.
В Группе Contour Levels можно изменять отдельные элементы, дважды кликнув на любом из них.
Мат.модели (занятие, карта-1): Построение геохимических карт в Golden Software Surfer (общий подход, этапы и содержание работы, форма отчета)
Карты-1. Построение геохимических карт в Golden Software Surfer: общий подход, этапы и содержание работы. Форма отчета.
Карты-2. Принципы работы с Golden Software Surfer.
Оглавление:
Теория
Построение геохимической карты в программе Golden Software Surfer.
Этапы построения карты.
Порядок выполнения работы
Содержание задания.
Форма отчета.
Чтобы найти место скопления полезного металла в земной коре, требуется геохимическая карта. Как ее построить? Для этого необходимы хорошее программное обеспечение и системный подход. Познакомимся с принципами и основными этапами этой работы.
ТЕОРИЯ
Построение геохимической карты в программе Golden Software Surfer.
Откуда берутся координаты:
1. При документации точки на месте координаты берутся из топопривязчика GPS или ГЛОНАСС в виде полярных координат (например, в системе координат WGS 84). Топопривязчик может нынче иметь вид смартфона, но удобнее и надежнее использовать специальный прибор, который ласково называют «джипиэской».
2. При переносе данных на компьютер из топопривязчика, координаты преобразуются из полярных в используемую систему прямоугольных координат (например, в системах UTM, Пулково-1942, но можно использовать и местную геодезическую систему, принятую на конкретном предприятии). Для преобразования полярных координат в прямоугольные удобно использовать программу Ozi Explorer.
3. В столбцах электронной таблицы, подготовленной для работы с Surfer, должны располагаться прямоугольные координаты в метрах.
Картируемая величина: для построения учебной карты в изолиниях мы будем использовать логарифм содержания какого-либо химического элемента. Почему логарифм? Потому что закон распределения содержаний микроэлементов почти всегда логарифмический. Разумеется, в реальной работе сперва нужно проверить закон распределения, чтобы выбрать вид величины: исходное значение или его логарифм.
Виды карт, используемые в геохимии. Помимо карты в изолиниях геохимики часто используют некоторые другие типы карт, но не все великое разнообразие типов карт, которые умеет строить Surfer, а только строго определенные. Они перечислены ниже.
4. Обводка карты. По умолчанию Surfer создает прямоугольную карту. В том случае, если точки опробования не образуют прямоугольник, получается, что область опробования вписана в искусственно созданный прямоугольник, в котором часть площади в реальности не опробовалась. Карта в изолиниях будет построена на всю площадь, поэтому неопробованные участки карты будут содержать фиктивные данные. Чтобы избежать этого, нужно ограничить область построения карты той частью площади, на которую имеются данные опробования. Для этого область опробования нужно оконтурить специальной линией, которая может быть построена вручную. Вывод контура обводки осуществляется посредством функции Base Map.
ДалееидёмменюMap>New>Contour Map:
. и выбираем нужную сетку:
Жмём кнопку Открыть. После этого программа приступит к построению карты изолиний. Результат (как пример для построения рельефа) может выглядеть сл. образом:
Довольно часто при визуализации карт в Surfer возникает необходимость исключить из интерполяции нежелательные области. Как пример, вы захотите не показывать результаты интерполяции в некоторых локализациях или данные где-то могут представлены не совсем корректно :
Далее начинаем оцифровывать те области, которые хотим исключить из интерполяции. После окончания этой работы в форме DigitizedCoordinates сохраняем результаты обводки:
. в файл с расширением .bln:
Выбираем исходную сетку и затем бланкованную область:
Сохраняем полученную сетку, ну скажем, с именем out :
Теперь, если создать по этой сетке, например, карту изолиний можно увидеть сл. результат:
Программа исключила из визуализации нежелательные области!
Одно важное замечание. Для построения изолиний, в качестве входного источника данных, для указанной утилиты используется интерполированная поверхность.
Лучше сразу строить изолинии в виде полулиний. К сожаления, опция «Сглаживать» по каким-то причинам является недоступной. По опыту, более гладкие изолинии получаются на поверхностях, построенных на более крупных ячейках. Чтобы добиться приемлемого результата, наверно, придётся немного поэкспериментировать с интервалами. Результирующая картинка может выглядеть приблизительно так:
Кстати, «проблемные» области на таких картограммах выглядят очень наглядно. На приведенной картограмме некоторые их них обведены красным цветом. Такую пространственную локализацию проблемных областей трудно прочитать на традиционных дискретных тематических картограммах.
Километровая сетка на приведенной выше картограмме была построена с помощью очень удобной утилиты GridWine.
Возможности ГИС MapInfo по построению тематических поверхностей и изолиний предоставляют пользователям очень выразительные инструменты для визуализации пространственных данных. Однако, если не знать некоторых особенностей при использовании указанных методов, то можно получить не всегда удачный результат.
Для построения тематической поверхности по этому показателю идём в меню Карта>Создать тематическую поверхность:
Здесь выбираем поле по которому будем строить поверхность и задаём имя файла поверхности.
Видим следующую форму:
Если выбрать метод интерполяции TIN, то получим сл. поверхность (прим. вообще, классическое использование метода TIN-интерполяции связано с моделированием высот земной поверхности):
Такая поверхность нас не совсем устраивает. Задаём метод интерполяции IDW и получаем сл. результат:
Однако, как говориться, даже невооружённым глазом видна сильная дискретность полученной поверхности. Решение проблемы заключается в задании более мелкой сетки. Для этого идём вменеджер слоёв, становимся на слое с поверхностью и жмём кнопку Тематика:
В сл. окне настройки поверхности (см. выше) на жмём на кнопку Варианты и уменьшаем размер ячейки:
Видим сл. вариант поверхности:
Время расчёта по такой сетке увеличилось, но результат оказался более приемлемым.
Теперь, для придания большей выразительности нашей карте попробуем построить изолинии. Для этого можно воспользоваться набором утилит 3D, из комплекта поставки дополнительных утилит к русской версии MapInfo. Нужная утилита называется isoline_cont_line.MBX:
Интерфейс у данной утилиты такой:
Жмём на кнопкуВыполнить и получаем для данной поверхности (Parcels_pH в данном случае) приблизительно такой вариант:
А если с шагом 0.25, то получим сл. набор изолиний:
Как видим, результат построения изолиний на более грубой сетке оказался более приемлемым (в смысле гладкости линий).
Теперь, для наглядности, необходимо подписать значения изолиний. Для этого в Менеджере Слоёв становимся на слое изолиний и жмём кнопку Подписи:
Заполнив параметры подписывания так, как указано на рисунке выше, наложив на карту растр и сетку, получим сл. картинку:
Задачу по созданию выразительной карты с использованием тематической поверхности и изолиний будем считать решённой.
В ГИС MapInfoесть замечательный инструмент визуализации ваших пространственных данных-построение 3-Dкарт. К сожалению, по опыту, им мало кто пользуется. С помощью этого инструмента можно иногда создавать весьма интересные вещи.
Далее, предположим, что наша исходная картинка выглядит так:
. или так с использованием растра:
Для построения 3-Dидём в меню Карта>Создать 3-D карту:
Появляется следующая форма настроек 3Dкарты:
Жмём кнопку OKи видим результат наших усилий, который может выглядеть приблизительно так :
. или так (в случае использования растровой подложки):
получается довольно наглядно. Локализации «проблемных» мест выглядят как выразительные горные пики или, наоборот, как глубокие впадины.
Как и любую другую 3-D модель, вы можете вращать карту на 360 градусов по всем трём осям XYZ, добиваясь
Иногда разработчики программного обеспечения закладывают в свой продукт такие возможности, что рядовым, неискушённым пользователям порой нужно проявить завидную настойчивость и изрядно потрудиться для использования потенциала программы на все 100 %. Правда, возможностей одного приложения подчас не хватает для того, чтобы добиться желаемого результата. И тут порой приходиться комбинировать наработки, достигнутые в разных прикладных пакетах. Отличной иллюстрацией такого подхода может стать создание выразительной 3D карты в ГИС MapInfo.
Поскольку в нашем учебном примере речь идёт о создании трёхмерной карты рельефа, то естественно, необходимо иметь какие-то исходные данные. Как правило, такие наборы данных представлены в виде горизонталей:
Предположим, что мы запаслись таким набором горизонталей. Далее. Для создания географического контекста ситуации, явно не помешает топографическая карта на соответствующий район. Проще всего здесь воспользоваться возможностями программы SAS. Планета. Загружаем её и качаем необходимый нам фрагмент карты с подходящего сервиса, ну например, Маршруты.ру
Существует несколько способов решения этой проблемки. Один из них заключается в сжатии динамического диапазона картинки по меню в Photoshop‘е Изображение>Коррекция>Уровни :
Будем считать, что ваших навыков работы в Фотошопе вполне хватает и вы успешно справились с поставленной задачей.
После такой выполненной процедуры, можно непосредственно приступить к интерполяции по меню Vertical Mapper>Create Grid>Interpolation
Это препятствие обходиться довольно легко. Одно из решений заключается в экспорте поверхности в MapInfo из GridManager по меню Tools>Export:
В следующей форме устанавливаем переключатель на MapInfopointtable:
Видим такую картинку:
На карте выше топографический планшет закрывает созданную только-что поверхность. Сейчас займёмся решением этого вопроса. Для этого в панели управления слоями выбираем топокарту, и по правой кнопке в контекстном меню Свойства слоя (см. рис. выше). Далее попадаем в форму Свойств растрового слоя и в ней выставляем опцию Единообразно и кликаем по кнопке ниже:
Всё это делалось, чтобы придать прозрачность белой области растра. В этой форме, для достижения наилучшего качества картинки, придётся, наверно, немного повозиться с настройками Контрастности, Яркости и Прозрачности:
Желаемый эффект может выглядеть сл. образом:
Вот теперь мы полностью готовы для создания 3D карты. Для этого идём меню Карта>Cоздать 3D-карту:
Как всегда в таких случаях, далее следует форма настроек. Для начала оставляем всё как есть:
Кликаем OK и видим долгожданный результат в первом приближении:
Чаще всего, для созданной поначалу 3D- карты понадобиться некоторая настройка параметров для более качественной визуализации по контекстному меню Свойства (см. рисунок выше). На следующей форме можно ‘поиграться’ с опциями Разрешения и Масштаба вертикальной шкалы :
Окончательно достигнутый результат может смотреться сл. образом (как пример):
Как и в прочих пакетах, работающих с 3D графикой, созданную описанным выше способом трёхмерную карту можно вращать по всем трём осям XYZ.
Предположим, что исходная картинка в ArcMap выглядит сл. образом:
Чтобы построить пространственную модель, нужно будет загрузить модуль ArcScene. Это можно сделать, запустив расширение 3D Analyst по менюCustomize>Toolbars>3D Analyst(Настройка>Панели инструментов>3D Analyst):
Далее жмём на кнопкуArcScene в соответствующей панели инструментов (или вызываем Пуск>Программы>ArcGIS>ArcScene).
В ArcScene поначалу наша учебная карта выглядит сл. образом:
Чтобы придать поверхности более выразительный и эстетичный вид на форме Properties (см. рисунок выше)идём на вкладку Symbologyи выбираемболееподходящую палитру:
Кстати сказать, метод тематики Classifiedпозволяет инвертировать цвета в цветовой гамме (см. выше-FlipColors). Кроме того, чтобы в легенде не показывать огромное количество знаков после запятой щёлкаем по столбцу Label и по правой кнопке жмём FormatLabel:
После описанных манипуляций наша 3D карта может выглядеть сл. образом:
Что-то наша модель поверхности пока 2.5 D :-). Опять идём в слое-поверхности (см. рисунок выше)контекстное менюProperties и на вкладку BaseHeights(Базовые высоты):
Далее устанавливаем переключатель Floatingon a customsurface и задаём масштабный коэффициент (
Однако вернёмся к нашему основному примеру. Теперь наша исходная картинка выглядит так:
Ну вот, показались вершины и впадины. Но векторного слоя координатной сетки пока не видно. Для исправления этого недостатка становимся на нужный векторный слой и «поднимаем» его чуть выше, чем поверхность (15,5 в данном случае):
Подобным образом необходимо «пройтись» по всем векторным слоям, которые желаем поднять выше поверхности. Теперь наша карта выглядит как надо:
Ориентацию карты (повороты, наклоны, вращения) можно осуществить по иконке Navigate панели инструментов ArcScene:
В заключении, в качестве примера, приведём карту реальной местности с сетью гидрографии на один из районов Центральной России:
Для ещё большей выразительности можно наложить поверх 3D-поверхности космоснимок:
Дата добавления: 2015-09-30 ; просмотров: 505 | Нарушение авторских прав