论文总字数：17430字

摘 要

随着计算机技术的发展，人们在制作地形图时已经放弃了人工制图这种费时费力且精度不高的方法，转而采用更加方便制作保存的数字化制图。随之应用而生了各类制图软件，如AutoCAD、ArcGIS、Surfer等。其中以美国GOLDEN公司生产的Surfer软件尤为突出，它是一款以制作二维图和三维地形立体图为基础,同时具有强大的插值、数据分析、开发等潜在功能的绘图软件。Surfer具有简单操作，容易上手，低成本等优点，在一众制图软件中脱颖而出，成为地形图制作者们越来越青睐的软件。因此结合测试数据利用Surfer学习和制作二维图和三维图，并在制作过程中分析和比较不同插值方法对最后的成果图的影响，选择最优插值方法制作数字地形图，同时也可以利用Surfer的其他绘图分析功能制作更多的专题地图，这对测绘学生最有重大意义。

关键字：Surfer 数字地形图 二维图 三维图

Making digital topographic map based on surfer

Abstract

With the development of computer technology, people have abandoned the time-consuming and inefficient method of manual mapping in topographic mapping, and adopted more convenient digital mapping for production and preservation.Various mapping software emerged with the application, such as AutoCAD, ArcGIS, Surfer and so on.Among them, Surfer software produced by GOLDEN Company in USA is particularly outstanding. It is a drawing software based on two-dimensional and three-dimensional topographic stereograms, and has powerful potential functions such as interpolation, data analysis and development.Surfer is an easy-to-use, low-cost software which stands out from other cartographic software and is becoming more and more popular among topographic map makers.Therefore, combining the test data, Surfer can learn and make two-dimensional and three-dimensional maps, analyze and compare the influence of different interpolation methods on the final result map during the production process, select the best interpolation method to make digital topographic map, and at the same time, make more special maps by other mapping and analysis functions of Surfer, which is of great significance to mapping students.

Key Words:surfer; digital topographic map; 2D map; 3D map

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2国内现状 1

第二章 Surfer软件 3

2.1 Surfer软件 3

2.2 Surfer常用功能 4

2.3 插值方法比较 5

2.3.1克里金插值法 6

2.3.2径向基函数法 7

2.3.3 不同插值法实例对比 8

2.4 Surfer的发展 9

2.5 本章小结 9

第三章 基于surfer的地形图制作 10

3.1数据准备 10

3.2 二维图的制作 11

3.2.1等值线的制作 11

3.2.2 不规则边界的白化 12

3.3 3D曲面图的制作 15

3.4 surfer的计算分析 16

3.4.1 面积和体积的计算 16

3.4.2 计算指定位置的z值 17

3.4.3 剖面图 17

3.5 图面整饰及出图 18

3.6本章小结 19

第四章 结论 20

参考文献 21

致 谢 22

1. 绪论

1.1研究背景

地图是测绘行业成果中最关键的成果之一，过去测绘人员在完成野外数据采集后，需要进行人工绘图，这样不仅费时费力不易保存而且还会影响地图的精度，这也给测绘制图发展造成很大的限制。但到了今天，随着计算机技术的飞速发展，数字化制图已经全面取代了人工绘图。各种绘图软件也在计算机飞速发展的过程中不断的发展完善，其中以ArcGIS、MATLAB、AutoCAD，Surfer等为代表最为测绘人员常用，四者皆可以用于二维和三维图的绘制。但对比AutoCAD在绘制三维图时需要二次开发且不能自动成图、MATLAB需要编程基础、ArcGIS入门要求高，软件昂贵，Surfer软件具有页面简洁明了、操作简单、成本低、可视性强的特点，同时与AutoCAD、ArcGIS等绘图软件兼容，支持二次开发等优点^[1]。这使得Surfer成为数字地形图制作的理想软件，且受到了越来越多测绘人员的青睐。

数字化制图相比传统人工制图不仅具有简便易保存的特点，更重要的是数据 的实时更新和分析。Surfer软件对比其他绘图软件的强大之处也正在于此，在Surfer软件中不仅可以进行二维的数据分析也可以进行如体积计算等三维数据分析。也因此Surfer软件的制图范围也更加广阔，例如剖面图等需要分析计算的图也可以在Surfer中自动生成。同时Surfer软件也可以作为一个工程量的计算软件，例如在土方量的计算等。除此之外Surfer也具有一些特色功能，例如Surfer软件支持即时访问联机数据，用户通过此不仅可以快速获得一些Surfer本身提供的全球航空影像等数据库还可以自定链接快速获取用户常用的数据库；Surfer软件本身支持多样化的坐标系，图像中也可以引用多种本地坐标系。这些功能不断 发展使得。

1.2国内现状

国内数字化制图的初期以扫描成图为主，后面随着制图软件的发展开始逐渐采用绘图软件一开始使用的是ArcGIS，但由于他复杂的操作、高昂的软件费用等问题，国内开始引用其他绘图软件，Surfer软件就是在这个时候引入的。90年代初Surfer刚刚引进中国时，由于没有中文版本，和当时软件本身的不足，并没有被广泛使用。随着数字制图的不断发展，越来越多的地图制作者认识到制图软件多样化的重要性，Surfer软件因为其强大的多维制图功能得到广泛关注。

初期Surfer在国内仅仅被运用在地质学相关领域的专题图制作，但随着软件本身的不断完善，越来越多领域的工作者们注意到了Surfer软件。如今在中国Surfer已经广泛应用在用于测绘、农业、考古、军事、教育等各个领域。例如在农业方面，Surfer不仅在农业专题图的绘制方面，还被运用于病虫测报、干旱预警等方面。关于Surfer的开发应用则多与其他软件如AutoCAD、ArcGIS等相结合，用以实现地学数据的快速可视化,方便快捷地构建出应用系统实现简单快速的成批制图等。在这个方面，国内学者也已经进行了多方面研究，例如张丽莉等人利用VB和Surfer混合编程实现了三维曲面的动态显示^[2]。Surfer软件也因其强大的二维、三维制图功能与MATLAB等制图软件的对比研究国内学者也进行了大量的研究以探求Surfer最适合的绘图环境。

1. Surfer软件

2.1 Surfer软件

Surfer软件是美国GOLDEN软件公司开发的一款在Windows操作环境下运行下的绘图软件,用户可以利用它绘制有一系列的二维和三维图，最常用的比如：阴影地貌图、等值线图、矢量图、3D立体图等^[3]。GRID(格网化程序),ToPo(等高线程序),SURF(立体图程序),VIEw(屏幕显示程序)和PL价(硬拷贝程序)这五个部分组成了Surfer的主菜单部分^[4]。

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