Instrumente software și tehnologii utilizate pentru prelucrarea informațiilor geologice și geofizice: programe standard MSOffice;
programe de prelucrare a informaţiei statistice
(Statistica, Coscade);
programe de grafică pe computer:
programe standard (CorelDraw, Photoshop...);
programe de inginerie grafică (Surfer, Grapher, Voxler,
Strater);
sisteme de proiectare asistată de calculator
(AutoCAD, etc.);
sisteme de prelucrare specializate şi
interpretarea informațiilor geologice și geofizice;
sisteme complexe de analiză și interpretare
date geologice și geofizice;
sisteme de geoinformații.

Planul cursului
Conținutul cursului:
Puncte
1. Bazele cartografierii în pachetul software
Surfer (Golden Software).
40 (16)
2. Crearea modelelor de câmp tridimensionale în program
Voxler (Software de aur).
20 (8)
3. Noțiuni de bază pentru proiectare în Autocad (Autodesk)
40 (17)
4. Rezolvarea problemelor geologice în geoinformare
Sistem ArcGIS (ESRI).
30 (12)
5. Crearea unui model 3D al depozitului și calculul rezervelor în
Sistem Micromine (Micromine).
30 (12)
examinarea finală
40 (17)

TEMA #1.

Fundamentele cartografierii în
Pachetul software Surfer

Program Surfer (Golden Software, SUA)

Scopul principal al pachetului este de a construi
hărți ale suprafețelor z = f(x, y).
proiecție 3D

Interfața programului

Panouri
unelte
Meniul
programe
Fereastra Plot
Fereastra foii de lucru
Administrator
obiecte

Structura sistemului

Programul include 3 principale
bloc functional:
1. constructie
model digital
suprafete;
2. Operatii auxiliare cu digital
modele de suprafață;
3. vizualizarea suprafeţei.

Construirea unui model digital de suprafață
Este reprezentat modelul digital de suprafață Z(x, y).
sub formă de valori la nodurile unei grile regulate dreptunghiulare, discretie
care se determină în funcţie de problema specifică care se rezolvă.
y
x ≠ y
X
y
z1
z5
z9
z13
z17 nod
z2
z6
z10
z14
z18
z3
z7
z11
z15
z19
z4
z8
z12
z16
z20
X

Pentru stocare, fișiere de tip [.GRD] (binare sau
format text).
numărul de celule de-a lungul axelor X și Y
valorile min și max X, Y, Z
linia y
(Y=const)
linia x
(X=const)
Programul Surfer vă permite să utilizați modele digitale gata făcute
suprafețe în formate ale altor sisteme USGS [.DEM], GTopo30 [.HDR],
SDTS [.DDF], Digital Terrain Elevation Model (DTED) [.DT*] .

Există 3 opțiuni în pachet.
obținerea valorilor la nodurile grilei:
conform datelor inițiale specificate în puncte arbitrare ale zonei (in
nodurile unei grile neregulate), folosind algoritmi
interpolarea funcțiilor bidimensionale;
calcularea valorilor funcției specificate de utilizator într-o formă explicită;
trecerea de la o grilă obișnuită la alta.

Crearea unei grile pe un set de date neregulat
Date inițiale:
Formatați tabelele [.BLN], [.BNA], [.CSV], [.DAT], [.DBF], [.MDB], [.SLK],
[.TXT], [.WKx], [.WRx], [.XLS], [.XLSX]
Date XYZ

Alegere
date
Element de meniu Grilă>Date
Alegerea metodei
interpolare
Definirea geometriei rețelei

Selectarea dimensiunii celulei grilei
Alegerea densității rețelei ar trebui făcută în conformitate cu
date sursă sau scara necesară hărții.
Dacă se cunoaște scara la care ar trebui desenată harta, atunci pasul
între liniile grilei trebuie setat egal cu numărul de unități
carduri care se potrivesc în imagini de 1 mm.
De exemplu, la o scară de 1:50.000, aceasta este 50 m.
Dacă scara necesară nu este cunoscută în prealabil, atunci pasul dintre linii
grilele pot fi setate egale cu jumătate din distanța medie
între punctele de date.

Grilaj - Metode

Distanță inversă (distanțe ponderate invers),
Kriging (Kriking),
Curbură minimă (curbură minimă),
Regresie polinomială (regresie polinomială),
Triangulație cu interpolare liniară
interpolare liniară),
Cel mai apropiat vecin (cel mai apropiat vecin),
Metoda lui Shepard (Metoda lui Shepard),
Funcții de bază radială,
Media mobilă etc.

INTERPOLARE:
Triunghiulare cu metoda liniara
Interpolare
Metoda de triangulare cu interpolare liniară
Interpolare liniară) se bazează pe triangulația Delaunay peste punctele de intrare și
interpolare liniară a cotelor de suprafață în cadrul fețelor plane.
z
punct cu necunoscut
valori (nod)
X
y
Triangulația Delaunay
puncte cu cunoscute
valorile

INTERPOLARE: metoda distanței inverse la o putere (IDW).
Metoda Distanțe ponderate invers (Distanța inversă față de o putere)
calculează valorile celulelor prin mediarea valorilor la punctele de referință,
situat în vecinătatea fiecărei celule. Cu cât punctul este mai aproape de centrul celulei,
a cărui valoare este calculată, cu atât mai multă influență sau greutate are în
procesul de mediere
7,5
11,8
,
100 m
Unde
150 m
60 m
3,0
i este greutatea valorii măsurate;
k - exponent
?
70 m
21,6
puncte cu cunoscute
valorile
?
puncte cu necunoscute
valorile
Rază
interpolare

INTERPOLARE: Metoda de curbură minimă
Metoda Curburei minime calculează valori din
folosind o funcție matematică care minimizează totalul
curbură a suprafeței și construiește o suprafață netedă care trece prin
puncte de ancorare

Interpolare: Metoda regresiei polinomiale
Metoda regresiei polinomiale se bazează pe
aproximarea suprafeței printr-un polinom de un anumit ordin:
z(х)=a0+a1x1+a2x2+…..+anxn - polinom de ordinul n-lea
Metoda celor mai mici pătrate minimizează suma
- valoarea calculată (estimată) a parametrului z
- valoarea observată a parametrului z

prima comanda
Aproximarea suprafeței prin polinom
a doua comanda

Interpolare: metoda Kriging
Metoda Kriging se bazează pe modele statistice care
luați în considerare autocorelația spațială (relație statistică
între punctele de referință)
Fluctuații aleatoare, dar corelate spațial
înălțimi
zgomot aleatoriu
(bolovani)
Deriva (tendință generală
schimbarea inaltimii)
Ilustrarea elementelor de kriging. Drift (tendință generală), aleatoriu dar
fluctuații de înălțime corelate spațial (mici abateri de la general
tendințe) și zgomot aleatoriu.

Variogramă
Semivarianta (distanta h) = 0,5 * medie[ (valoarea la punctul i - valoarea la punctul j)2]
pentru toate perechile de puncte separate prin distanța h
Semi dispersie
h
h
Distanța (lag)
Semi dispersie
Formarea perechilor de puncte:
punct roșu se împerechează cu toate
alte puncte de măsurare
Rezidual
dispersie
(pepite)
Final
rază
corelații
(gamă)
Distanța (lag)

Modelare semivariogramă
Semi dispersie
Semi dispersie
Distanța (lag)
model sferic
Distanța (lag)
Semi dispersie
Model exponenţial
Distanța (lag)
Model liniar

Calculul valorilor în nodurile rețelei
7,5
11,8
puncte cu cunoscute
valorile
100 m
150 m
60 m
3,0
?
puncte cu necunoscute
valorile
?
70 m
21,6
i este greutatea valorii măsurate,
calculat
pe
bază
modele
variograme
Și
spațială
distribuţia punctelor de măsurare în jurul
punct estimat
Rază
interpolare

Compararea metodelor de interpolare
Înapoi
ponderat
distante
Triunghiulare cu
liniar
interpolare
Minim
curbură
Kriging

Opțiuni suplimentare
IV
R2
1. Determinarea zonei datelor inițiale pentru calcularea valorilor în noduri
fișier grilă
eu
R1
III
II

2. Contabilizarea liniilor de întrerupere și a erorilor
defecte
Lucrarea Defecte simulează poziția
defecte discontinue de tip falie/aruncare.
Structura fișierului [.BLN].
Suma de puncte
atribuiri de obiecte
Codul
(0-reducerea la zero a rețelei în exterior
contur,
1- punerea la zero a grilei
în interiorul buclei)
X1
Y1
X2
Y2
X3
Y3
xn
Yn
Vine de misiune
Defecțiunile contabile acceptă metode de interpolare: Distanța inversă la a
Puterea, curbura minimă, cel mai apropiat vecin și valorile datelor.

Breaklines
Structura fișierului [.BLN].
Cantitate
puncte
sarcini
obiect
Codul
(0-reducerea la zero a grilei
în afara conturului
1- punerea la zero a grilei
interior
contur)
X1
Y1
Z1
X2
Y2
Z2
X3
Y3
Z3
xn
Yn
Zn
Misiune Breakline
Metode de interpolare a suportului pentru contabilitate de întrerupere:
Distanța inversă față de o putere, Kriging, Curbură minimă,
Cel mai apropiat vecin, funcție de bază radială, medie mobilă, local
Polinom

Contabilizarea încălcărilor discontinue

Contabilitate
Breaklines
Harta contur fără
contabilitatea defectelor
Contabilitate
defecte

Vizualizarea imaginilor de suprafață

Harta conturului
Harta fundației
Harta de date punct
Raster
relief umbrit
Harta vectoriala
plasă 3D
Suprafata 3D
Rezultatul construcției este salvat ca vector
grafică într-un fișier [.srf].

hărți de contur
Hărți de contur

3D
Imagini
suprafete
Hărți de suprafață 3D

Rețele 3D
Hărți wireframe 3D

Carduri vectoriale
Hărți vectoriale

Rastere
Hărți imagine

Hartă
relief umbrit
Hărți în relief umbrite

Carduri de fundație
Hărți de bază
Formate importate:
AN?, BLN, BMP, BNA, BW, DCM, DIC,
DDF, DLG, DXF, E00, ECW, EMF, GIF,
GSB, GSI, JPEG, JPG, LGO, LGS, MIF,
PCX, PLT, PLY, PNG,
PNM/PPM/PGM/PBM, RAS, RGB,
RGBA, SHP, SID, SUN, TGA, TIF, TIFF,
VTK, WMF, X, XIMG

Hărți ale bazinelor hidrografice
Hărți ale bazinelor hidrografice
depresie
cursuri de apă
bazine de înot
Hărțile reflectă sistemele de drenaj

Modelarea obiectelor discrete

Date XYZ
(BLN, BNA, CSV, DAT, DBF, MDB, SLK, TXT, WKx, WRx, XLS, XLSX)

Hărți cu date de puncte (Post Maps)

Hărți ale datelor de puncte clasificate
Hărți de post clasificate

Fișiere limită [.bln]
Suma de puncte
atribuiri de obiecte
Codul
(0-reducerea la zero a grilei în afara conturului,
1- punerea la zero a grilei în interiorul conturului)
X1
Y1
X2
Y2
X3
Y3
Poligon (închis)
X5, Y5
X3, Y3
X4, Y4
X2, Y2
xn
X6, Y6
Yn
X10, Y10
X1, Y1
Linia
X6, Y6
X7, Y7
X4, Y4
X2,Y2
X5, Y5
X3, Y3
X1, Y1
X7, Y7
X8, Y8
X9, Y9
X1=X10
Y1=Y10

Calculul erorilor de interpolare,
Editare grafică grilă.

Corecție manuală a grilei (Editor de noduri de grilă)

Editor grafic pentru introducerea și corectarea valorilor datelor
zona grilei

Estimarea preciziei interpolării (reziduuri)

Element de meniu Grid

Operații matematice pe grile (Math)
Grila de intrare 1
Permite
calcule pe una sau
două grile
Grila de intrare 2
grila de iesire
Formula de calcul
-
Acoperiş
=
Unic
Putere

Analiza suprafeței (calcul)
Metode
Permite analiza
formele suprafeței
grila de intrare
grila de iesire
colțuri
înclinare
Teren
pantă
Orientare
pante
Aspect de teren

Filtrare
grila de intrare
grila de iesire
mărimea
operator
Metode
Vă permite să evidențiați
diferite componente de frecvență
modele de suprafață
Operator
frecventa joasa
filtrare
41 41

Gol
Vă permite să resetați zonele de hartă definite de fișierul [.bln].
grila de intrare
+ Fișier [.bln] = Grilă de ieșire
Golire
Gol
Granițele poligonului

Tăieturi de clădire (slice)
Vă permite să tăiați suprafața de-a lungul liniei, poziției
care este definit de fișierul [.bln].
grila de intrare
+ Fișier [.bln] = Fișier de ieșire [.dat]
X
Y
Z
Distanţă
dupa profil
Linia de profil
64
Decupat profil
Z
56
48
40
0
20000
40000
Distanța de profil
60000
80000

Ministerul Educației și Științei al Federației Ruse

LUCRARE DE CURS

Construirea modelelor digitale de elevație pe baza datelor de topografie radar SRTM

Saratov 2011

Introducere

Conceptul de modele digitale de elevație (DEM)

1 Istoria creării DEM

2 tipuri de DEM

3 moduri și metode de creare a unui DEM

4 DEM naționale și globale

Date topografice radar (SRTM)

1 Versiuni și nomenclator de date

2 Evaluarea acurateții datelor SRTM

3 Utilizarea datelor SRTM pentru a rezolva probleme aplicate

Utilizarea SRTM în crearea de geo-imagini (pe exemplul districtelor Saratov și Engel)

1 Conceptul de geoimaging

2 Construirea unui model digital de elevație pentru teritoriul districtelor Saratov și Engel

Concluzie

Introducere

Modelele digitale de elevație (DEM) sunt una dintre funcțiile importante de modelare ale sistemelor de informații geografice, inclusiv două grupuri de operațiuni, primul servește la rezolvarea problemelor creării unui model de relief, al doilea - utilizarea acestuia.

Acest tip de produs este o afișare complet tridimensională a terenului real în momentul topografiei, ceea ce îi permite să fie utilizat pentru a rezolva diverse probleme aplicate, de exemplu: determinarea oricăror parametri geometrici ai reliefului, construirea de profile transversale; efectuarea lucrărilor de proiectare și sondaj; monitorizarea dinamicii terenului; calculul caracteristicilor geometrice (suprafață, lungime, perimetru) ținând cont de relief pentru nevoile de arhitectură și urbanism; sondaje inginereşti, cartografie, navigaţie; calculul abruptului versantului, monitorizarea și prognozarea proceselor geologice și hidrologice; calculul iluminării și regimului vântului pentru arhitectură și urbanism, studii inginerești, monitorizarea mediului; construirea de zone de vizibilitate pentru companii de telecomunicatii si celulare, arhitectura si urbanism. În plus, DEM-urile sunt utilizate pe scară largă pentru a vizualiza teritoriul sub formă de imagini tridimensionale, oferind astfel o oportunitate de a construi modele virtuale de teren (VTM).

Relevanța temei lucrării cursului se datorează necesității cercetării geografice în utilizarea datelor digitale de relief, datorită rolului tot mai mare al tehnologiilor geoinformaționale în rezolvarea diferitelor probleme, nevoii de îmbunătățire a calității și eficienței metodelor de creare și folosind modele digitale de elevație (DTM), asigurând fiabilitatea modelelor create.

Hărțile topografice, datele de teledetecție (RSD), datele de la sistemele de poziționare prin satelit, lucrările geodezice servesc drept surse tradiționale de date inițiale pentru crearea unui DEM terestru; măsurători și date de ecosondare, materiale din fototeodolit și sondaje radar.

În prezent, unele țări dezvoltate au creat DEM-uri naționale, de exemplu, pentru Statele Unite, Canada, Danemarca, Israel și alte țări. În prezent, nu există date disponibile public de această calitate pe teritoriul Federației Ruse.

O sursă alternativă de date de altitudine este datele SRTM (misiune topografică radar navetă) distribuite gratuit, disponibile pe cea mai mare parte a globului, cu o rezoluție a modelului de 90 m.

Scopul acestei lucrări este de a studia o sursă alternativă de date de altitudine - datele sondajului radar Pământului - SRTM, precum și metodele de prelucrare a acestora.

În cadrul obiectivului, este necesar să se rezolve următoarele sarcini:

obțineți idei teoretice despre conceptul, tipurile și metodele de creare a unui DEM, studiați datele necesare pentru construirea unui DEM, identificați cele mai promițătoare domenii pentru utilizarea acestor modele pentru a rezolva diverse probleme aplicate;

identificarea surselor de date SRTM, identificarea caracteristicilor tehnice, explorarea oportunităților de accesare a datelor SRTM

arată posibilele utilizări pentru acest tip de date.

Pentru redactarea unei lucrări de termen s-au folosit următoarele surse: manuale de geoinformatică și teledetecție, periodice, resurse electronice ale internetului.

1. Conceptul de modele digitale de elevație (DEM)

Unul dintre avantajele semnificative ale tehnologiilor sistemelor informaționale geografice față de metodele cartografice convenționale „de hârtie” este capacitatea de a crea modele spațiale în trei dimensiuni. Coordonatele principale pentru astfel de modele GIS, pe lângă latitudinea și longitudinea obișnuite, vor fi și date de altitudine. În același timp, sistemul poate funcționa cu zeci și sute de mii de semne de cotă, și nu cu unități și zeci, ceea ce a fost posibil și la utilizarea metodelor de cartografie „de hârtie”. Datorită disponibilității procesării rapide de computer a marilor uriașe de date de mare altitudine, sarcina de a crea cel mai realist model digital de elevație (DEM) devine realistă.

Un model digital de elevație este înțeles în mod obișnuit ca un mijloc de reprezentare digitală a obiectelor spațiale tridimensionale (suprafețe sau reliefuri) sub formă de date tridimensionale, formând un set de semne de elevație (semne de adâncime) și alte valori ale coordonata Z, la nodurile unei rețele regulate sau continue, sau un set de înregistrări de linii de contur (izohipi, izobați) sau alte izolinii. DEM este un tip special de modele matematice tridimensionale care reprezintă relieful suprafețelor reale și abstracte.

1 Istoria creării DEM

Imaginea reliefului i-a interesat de mult pe oameni. Pe cele mai vechi hărți, formele mari de relief erau afișate ca parte integrantă a peisajului și ca element de orientare. Prima modalitate de a afișa relieful a fost prin semne de perspectivă care arătau munți și dealuri; cu toate acestea, începând cu secolul al XVIII-lea, a început dezvoltarea activă a unor metode noi, din ce în ce mai complexe. O metodă promițătoare cu un desen întrerupt este prezentată pe o hartă a Pirineilor (1730). Culoarea pentru materiale plastice în relief a fost folosită pentru prima dată în Atlasul campaniei trupelor ruse din Elveția (1799). Primele experimente privind crearea unui DEM datează din primele etape ale dezvoltării geoinformaticii și cartografiei automate în prima jumătate a anilor 1960. Unul dintre primele modele digitale de teren a fost realizat în 1961 la Departamentul de Cartografie al Armatei. Academia de Inginerie. Ulterior, s-au dezvoltat metode și algoritmi pentru rezolvarea diferitelor probleme, au fost create instrumente software de modelare puternice, au fost create matrice mari de date de relief naționale și globale și s-a acumulat experiență în rezolvarea diverselor probleme științifice și aplicate cu ajutorul lor. În special, utilizarea DEM pentru sarcini militare a primit o mare dezvoltare.

2 tipuri de DEM

Cele mai utilizate reprezentări de suprafață în GIS sunt reprezentarea raster și modelele TIN. Pe baza acestor doi reprezentanți, istoric au apărut două modele DTM alternative: bazate pe reprezentări pur regulate (matriceale) ale câmpului de relief prin semne de înălțime și cele structurale, una dintre cele mai dezvoltate forme ale cărora sunt modele bazate pe o reprezentare structural-lingvistică. .

Modelul de relief raster - prevede împărțirea spațiului în elemente indivizibile suplimentare (pixeli), formând o matrice de înălțimi - o rețea obișnuită de semne de elevație. Modele de altitudine digitale similare sunt create de serviciile naționale de cartografiere din multe țări. O grilă obișnuită de înălțimi este o grilă de dreptunghiuri sau pătrate egale, unde vârfurile acestor forme sunt noduri de grilă (Figura 1-3).

Orez. 1.2.1 Un fragment mărit al modelului de teren care arată structura raster a modelului.

Orez. 1.2.2 Afișarea unui model de rețea de elevație obișnuită pe un plan.

Orez. 1.2.3. Model tridimensional al reliefului împrejurimilor satului. Kommunar (Khakassia), construit pe baza unei rețele regulate de înălțimi /1/

Unul dintre primele pachete software care a implementat posibilitatea introducerii multiple a diferitelor straturi de celule raster a fost pachetul GRID (tradus din engleză - lattice, grid, network), creat la sfârșitul anilor 1960. la Laboratorul Harvard pentru Grafică pe Computer și Analiză Spațială (SUA). În pachetul modern larg răspândit GIS ArcGIS, modelul de date spațiale raster este numit și GRID. Într-un alt program popular pentru calculul DEM - Surfer, rețeaua obișnuită de înălțime este numită și GRID, fișierele unui astfel de DEM sunt în format GRD, iar calculul unui astfel de model se numește Gridding.

Atunci când se creează o grilă obișnuită de înălțimi (GRID), este foarte important să se țină cont de densitatea grilei (pas de grilă), care determină rezoluția sa spațială. Cu cât pasul selectat este mai mic, cu atât mai precis este DEM - cu atât rezoluția spațială a modelului este mai mare, dar cu atât este mai mare numărul de noduri ale grilei, prin urmare, este nevoie de mai mult timp pentru a calcula DEM și mai mult spațiu pe disc. De exemplu, dacă pasul de grilă este redus cu un factor de 2, cantitatea de memorie de computer necesară pentru a stoca modelul crește cu un factor de 4. Rezultă că trebuie găsit un echilibru. De exemplu, standardul US Geological Survey DEM, dezvoltat pentru National Digital Mapping Databank, specifică un model digital de cotă ca o matrice obișnuită de cote la noduri de grilă de 30x30 m pentru o hartă la scară 1:24.000. Prin interpolare, aproximare, netezire și altor transformări la modelul raster pot fi date DEM-uri de toate celelalte tipuri.

Dintre ochiurile neregulate, cea mai frecvent utilizată plasă neregulată triunghiulară este modelul TIN. A fost dezvoltat la începutul anilor 1970. ca o modalitate simplă de a construi suprafețe pe baza unui set de puncte distanțate neregulat. În anii 1970 au fost create mai multe variante ale acestui sistem, sistemele comerciale bazate pe TIN au început să apară în anii 1980. ca pachete software pentru construirea liniilor de contur. Modelul TIN este utilizat pentru modelarea digitală a terenului, în timp ce nodurile și marginile rețelei triunghiulare corespund atributelor originale și derivate ale modelului digital. La construirea unui model TIN, punctele localizate discret sunt conectate prin linii care formează triunghiuri (Fig. 4).

Orez. 1.2.4. Condiție de triangulație Delaunay.

În cadrul fiecărui triunghi al unui model TIN, suprafața este de obicei reprezentată de un plan. Deoarece suprafața fiecărui triunghi este dată de înălțimile celor trei vârfuri ale sale, utilizarea triunghiurilor asigură că fiecare secțiune a suprafeței plăcilor se potrivește exact la secțiunile adiacente.

Fig.1.2.5. Model de teren tridimensional construit pe baza unei rețele de triangulație neregulată (TIN).

Aceasta asigură continuitatea suprafeţei cu o dispunere neregulată a punctelor (Fig. 5-6).

Orez. 1.2.6. Un fragment mărit al modelului în relief din fig. 5 care prezintă structura triunghiulară a modelului TIN.

Principala metodă de calcul a TIN este triangulația Delaunay. în comparație cu alte metode, are cele mai potrivite proprietăți pentru un model digital de elevație: are cel mai mic indice de armonicitate ca suma indicilor de armonicitate ai fiecăruia dintre triunghiurile generatoare (apropierea de triangulația echiunghiulară), proprietățile maximului de unghiul minim (cea mai mare nedegenerare a triunghiurilor) și minimul ariei suprafeței poliedrice formate.

Deoarece atât modelul GRID, cât și modelul TIN sunt utilizate pe scară largă în sistemele de informații geografice și sunt suportate de multe tipuri de software GIS, este necesar să se cunoască avantajele și dezavantajele fiecărui model pentru a alege formatul potrivit pentru stocarea datelor de altitudine. Ca avantaje ale modelului GRID, trebuie remarcată simplitatea și viteza procesării sale computerizate, care este asociată cu natura raster a modelului. Dispozitivele de ieșire, cum ar fi monitoare, imprimante, plotere etc. folosesc seturi de puncte pentru a crea imagini, de ex. sunt, de asemenea, în format raster. Prin urmare, imaginile GRID sunt afișate ușor și rapid pe astfel de dispozitive, deoarece este ușor pentru computere să efectueze calcule pentru a reprezenta pătrate individuale ale unei rețele obișnuite de înălțimi folosind puncte sau pixeli video ai dispozitivelor de ieșire.

Datorită structurii sale raster, modelul GRID vă permite să „neteziți” suprafața simulată și să evitați marginile ascuțite și proeminențele. Dar acesta este și „minusul” modelului, pentru că la modelarea reliefului regiunilor muntoase (în special a celor tinere - de exemplu, plierea alpină) cu o abundență de pante abrupte și vârfuri ascuțite, este posibilă pierderea și „neclararea” liniilor structurale ale reliefului și distorsiunea imaginii de ansamblu. . În astfel de cazuri, este necesară creșterea rezoluției spațiale a modelului (pasul grilei de înălțime), iar acest lucru este plin de o creștere bruscă a cantității de memorie a computerului necesară pentru stocarea DEM-ului. În general, modelele GRID tind să ocupe mai mult spațiu pe disc decât modelele TIN. Pentru a accelera afișarea modelelor digitale mari de elevație, se folosesc diverse metode, dintre care cea mai populară este construcția așa-numitelor straturi piramidale, care permit utilizarea diferitelor niveluri de detaliu a imaginii la diferite scări. Astfel, modelul GRID este ideal pentru afișarea obiectelor sau fenomenelor geografice (geologice), ale căror caracteristici se modifică fără probleme în spațiu (teren plat, temperatura aerului, presiunea atmosferică, presiunea din rezervorul de petrol etc.). După cum sa menționat mai sus, deficiențele modelului GRID apar la modelarea reliefului formațiunilor montane tinere. O situație deosebit de nefavorabilă cu utilizarea unei rețele regulate de marcaje de cotă se dezvoltă dacă zonele vaste nivelate alternează cu zone de margini și stânci cu schimbări bruște de cotă în zona modelată, ca, de exemplu, în văile largi dezvoltate ale râurilor mari plate ( Fig. 7). În acest caz, va exista „redundanță” de informații pe cea mai mare parte a teritoriului modelat, de vreme ce Nodurile grilei GRID din zonele plate vor avea aceleași valori de înălțime. Dar în zonele abrupte ale reliefului, dimensiunea pasului grilei de înălțime poate fi prea mare și, în consecință, rezoluția spațială a modelului este insuficientă pentru a transmite „plasticitatea” reliefului.

Orez. 1.2.7. Un fragment dintr-un model tridimensional de relief al văii Tom (săgeata roșie arată marginea celei de-a doua terase de luncă de pe malul stâng, marginea înaltă de pe malul drept este versantul câmpiei interfluviale). Scara verticală este de cinci ori mai mare decât scara orizontală.

Modelul TIN nu are astfel de neajunsuri. Deoarece se folosește o rețea neregulată de triunghiuri, zonele plane sunt modelate de un număr mic de triunghiuri uriașe, iar în zonele de margini abrupte, unde este necesar să se arate în detaliu toate fațetele reliefului, suprafața este afișată de numeroase mici dimensiuni. triunghiuri (Fig. 8). Acest lucru vă permite să utilizați mai eficient resursele RAM și memoria permanentă a computerului pentru a stoca modelul.

Orez. 1.2.8. Rețea neregulată de triunghiuri.

Printre „dezavantajele” TIN-ului trebuie atribuit costul ridicat al resurselor informatice pentru procesarea modelului, care încetinește semnificativ afișarea DEM-ului pe ecranul monitorului și imprimarea, deoarece. aceasta necesită rasterizare. O soluție la această problemă ar putea fi introducerea de modele „hibride” care combină liniile de întrerupere TIN și o modalitate de afișare ca un set obișnuit de puncte. Un alt dezavantaj semnificativ al modelului TIN este „efectul de terasă”, care se exprimă în apariția așa-numitelor „pseudo-triunghiuri” - zone plate într-o situație geomorfologică deliberat imposibilă (de exemplu, de-a lungul liniei de jos a formei de V). văi) (Fig. 9).

Unul dintre motivele principale este distanța mică dintre punctele de înregistrare digitală a liniilor de contur în comparație cu distanțele dintre liniile de contur în sine, ceea ce este tipic pentru majoritatea tipurilor de relief în afișarea lor cartografică.

Orez. 1.2.9. „Efect de terasă” în văile râurilor mici, care apare la crearea unui TIN pe baza curbelor de nivel fără a ține cont de liniile structurale ale reliefului (în acest caz, rețele hidro).

3 moduri și metode de creare a unui DEM

De când au apărut primele hărți, cartografii s-au confruntat cu problema afișării reliefului tridimensional pe o hartă bidimensională. Au fost încercate diferite metode pentru aceasta. Pe hărțile și planurile topografice, relieful a fost reprezentat folosind linii orizontale - linii de înălțimi egale. Umbrirea de deal (hașura) a reliefului a fost dată pe hărțile geografice și fizice generale, sau o culoare a tonalității corespunzătoare (scara de înălțime) a fost atribuită unei anumite înălțimi a terenului. În prezent, odată cu apariția hărților și planurilor digitale, o creștere a vitezei tehnologiei informatice, apar noi posibilități de reprezentare a terenului. Vizualizarea tridimensională a modelului de relief devine din ce în ce mai populară, deoarece le permite chiar și persoanelor nepregătite din punct de vedere profesional să obțină o imagine destul de completă a reliefului. Tehnologiile moderne de vizualizare tridimensională vă permit să „priviți” terenul din orice punct din spațiu, din orice unghi, precum și să „zburați” deasupra terenului.

De la dezvoltarea sistemelor și tehnologiilor informaționale, precum și a industriei satelitului, au apărut diverse metode și metode care fac posibilă construirea unui DEM. Există două moduri fundamental diferite de a obține date pentru construirea modelelor digitale de elevație.

Prima modalitate este metodele de teledetecție și fotogrammetria. Astfel de metode pentru crearea unui DEM includ metoda interferometriei radar. Se bazează pe utilizarea componentei de fază a semnalului radar reflectat de pe suprafața Pământului. Precizia reconstrucției DEM prin metoda interferometrică este de câțiva metri și variază în funcție de natura terenului și de nivelul zgomotului semnalului. Pentru o suprafață netedă și pentru o interferogramă de înaltă calitate, precizia reconstrucției reliefului poate ajunge la câteva zeci de centimetri. Există, de asemenea, o metodă de procesare stereoscopică a datelor radar. Pentru ca modulul să funcționeze, este necesar să aveți două imagini radar realizate cu unghiuri diferite de înclinare a fasciculului. Precizia reconstrucției DEM prin metoda stereoscopică depinde de dimensiunea elementului de rezoluție spațială a imaginii. Tehnologia de scanare cu laser aeriană (ALS) este cea mai rapidă, completă și fiabilă modalitate de a colecta informații spațiale și geometrice despre teritoriile greu accesibile (mlaștinoase și împădurite). Metoda oferă date precise și detaliate atât asupra reliefului, cât și asupra situației. Astăzi, tehnologia VLS face posibilă, în cel mai scurt timp posibil, obținerea de informații spațiale și geometrice complete despre teren, acoperirea vegetației, hidrografie și toate obiectele de la sol din banda de sondaj.

A doua modalitate este de a construi modele de elevație prin interpolarea liniilor de contur digitale din hărți topografice. De asemenea, această abordare nu este nouă și are punctele sale forte și punctele slabe. Printre deficiențe poate fi numită complexitatea și uneori acuratețea insuficient satisfăcătoare a modelării. Dar, în ciuda acestor neajunsuri, se poate argumenta că materialele topografice digitizate vor fi surse de date incontestabile pentru o astfel de modelare pentru încă câțiva ani.

4 DEM naționale și globale

Disponibilitatea generală a datelor și a tehnologiilor de construcție DEM permit multor țări să creeze modele naționale de altitudine utilizate pentru nevoile personale ale țării, exemple de astfel de țări sunt SUA, Canada, Israel, Danemarca și alte câteva țări. Statele Unite sunt unul dintre liderii în crearea și utilizarea DEM-urilor. În prezent, serviciul național de topografie și cartografiere al țării - U.S. Geological Survey - produce cinci seturi de date reprezentând DEM în formatul DEM (Digital Elevation Model) și care diferă în tehnologie, rezoluție și acoperire spațială. Un alt exemplu de experiență națională de succes FEM este FEM danez. Primul model digital de teren al Danemarcei a fost creat în 1985 pentru a rezolva problema plasării optime a traducătorilor din rețelele mobile. Modelele digitale de elevație sub formă de matrice de elevație fac parte din seturile de date spațiale de bază ale aproape tuturor SDI-urilor naționale și regionale (date spațiale informaționale). La nivelul actual de dezvoltare a tehnologiei, treapta grilei de cote în DEM-urile naționale ajunge la 5 m. Un DEM cu o rezoluție spațială similară este complet gata sau va fi gata în viitorul apropiat pentru teritorii atât de mari precum Uniunea Europeană și STATELE UNITE ALE AMERICII. Oportunitatea restricției de detaliu a reliefului stabilită în țara noastră se pierde în condițiile în care este posibilă achiziționarea pe piața mondială a unui DEM global ASTGTM distribuit gratuit cu o treaptă de grilă de cotă de aproximativ 30 m (o secundă de arc). În plus, rezoluția DTM-urilor disponibile public este de așteptat să crească în mod constant. Ca o posibilă soluție temporară a problemei, se propune păstrarea secretă a DTM-ului de bază cel mai detaliat și distribuirea liberă a DEM-urilor mai puțin detaliate create pe baza bazei; reduce treptat pragul de secret al DEM în funcție de acuratețea reprezentării reliefului și de zona zonei acoperite de acesta.

2. Date SRTM

Misiune topografică radar (SRTM) - Studiu topografic radar pe cea mai mare parte a globului, cu excepția celor mai nordice (>60), a latitudinilor cele mai sudice (>54) și a oceanelor, efectuată pe parcursul a 11 zile în februarie 2000 folosind un sistem radar special , de la naveta spațială „Shuttle”. Doi senzori radar SIR-C și X-SAR au colectat mai mult de 12 terabytes de date. În acest timp, folosind o metodă numită interferometrie radar, a fost colectată o cantitate imensă de informații despre relieful Pământului, iar procesarea acesteia este încă în desfășurare. Rezultatul sondajului a fost un model digital de relief de 85% din suprafața Pământului (Fig. 9). Dar o anumită cantitate de informații este deja disponibilă utilizatorilor. SRTM este un proiect internațional condus de National Geospatial Intelligence Agency (NGA), NASA, Agenția Spațială Italiană (ASI) și Centrul Spațial German.

Orez. 2.1. Schema de acoperire a teritoriului Pământului prin sondaj SRTM.

1 Versiuni și nomenclator de date

Datele SRTM există în mai multe versiuni: preliminară (versiunea 1, 2003) și finală (versiunea 2, februarie 2005). Versiunea finală a trecut prin procesări suplimentare, evidențiind liniile de coastă și corpurile de apă, eliminând valorile eronate. Datele sunt distribuite în mai multe versiuni - o grilă cu dimensiunea celulei de 1 secundă de arc și 3 secunde de arc. Date mai precise de o secundă (SRTM1) sunt disponibile pentru SUA, doar date de trei secunde (SRTM3) sunt disponibile pentru restul pământului. Fișierele de date sunt o matrice de 1201 ´ 1201 (sau 3601 ´ 3601 pentru versiunea de o secundă) de valori care pot fi importate în diferite programe de cartografiere și sisteme de informații geografice. În plus, există versiunea 3 distribuită ca fișiere ARC GRID, precum și în format ARC ASCII și Geotiff, 5 pătrate ´ 5 din data WGS84. Aceste date au fost obținute de CIAT din datele originale USGS/NASA prin procesare care a produs suprafețe topografice netede, precum și interpolarea zonelor în care datele originale lipseau.

Nomenclatura datelor este produsă în așa fel încât numele pătratului de date din versiunile 1 și 2 să corespundă coordonatele din colțul din stânga jos, de exemplu: N45E136, unde N45 este la 45 de grade latitudine nordică și E136 este de 136 de grade longitudine estică , literele (n) și (e) din dosarul de nume desemnează, respectiv, emisferele nordice și estice.Numele pătratului datelor din versiunea prelucrată (CGIAR) corespunde numărului pătratului cu rata de 72 de pătrate orizontale (360/5) și 24 de pătrate verticale (120/5). De exemplu: srtm_72_02.zip /extrema dreapta, unul dintre pătratele de sus. Puteți determina pătratul dorit folosind aspectul grilei (Fig. 11.).

Fig.2.1.1. Schema de acoperire SRTM4.

2 Evaluarea acurateții datelor SRTM

Valorile înălțimii în colțurile unei celule care măsoară 3 cu 3 sunt disponibile publicului. Precizia înălțimii este declarată a nu fi mai mică de 16 m, dar tipul de estimare a acestei valori - eroarea medie, maximă, medie pătrată ( RMS) - nu este explicat, ceea ce nu este surprinzător, deoarece pentru o evaluare riguroasă a acurateței sunt necesare fie înălțimi de referință de aproximativ același grad de acoperire, fie o analiză teoretică riguroasă a procesului de obținere și prelucrare a datelor. În acest sens, analiza acurateței DEM SRTM a fost efectuată de mai mult de o echipă de oameni de știință din întreaga lume. Potrivit lui A.K. Korvaula și I. Eviak din înălțimile SRTM au o eroare, care este în medie de 2,9 m pentru teren plat și de 5,4 m pentru teren deluros, mai mult decât atât, o parte semnificativă a acestor erori include o componentă sistematică. Conform concluziilor lor, DEM-ul SRTM este potrivit pentru construirea curbelor de nivel pe hărți topografice la scara 1: 50000. Dar în unele zone, înălțimile SRTM corespund aproximativ ca precizie cu înălțimile obținute dintr-o hartă topografică la o scară de 1:100000 și poate fi folosit și la crearea ortozaicelor din imagini din satelit.imagine de înaltă rezoluție realizată cu un unghi ușor în afara nadirului.

2.3 Utilizarea datelor SRTM pentru a rezolva probleme aplicate

Datele SRTM pot fi utilizate în diverse aplicații, de diferite grade de complexitate, de exemplu: pentru a le utiliza în construirea de ortofotohărți, pentru a evalua complexitatea lucrărilor topografice și geodezice viitoare, pentru a planifica implementarea lor și, de asemenea, pot ajuta la proiectarea localizarea profilelor și a altor obiecte chiar înainte de efectuarea ridicărilor topografice, obținute din rezultatele sondajului radar SRTM, cotele punctelor de teren pot fi utilizate pentru actualizarea bazei topografice a teritoriilor în care nu există date topografice și geodezice detaliate. Acest tip de date este o sursă universală pentru modelarea suprafeței pământului, în principal pentru construirea de modele digitale de altitudine și modele digitale de teren, dar problema aplicabilității datelor de altitudine radar SRTM ca alternativă la metodele standard pentru construirea unui model digital de teren și altitudine, în opinia noastră, ar trebui abordată în fiecare caz individual, în funcție de sarcină, de caracteristicile reliefului și de precizia necesară a referinței de înălțime.

3. Aplicarea SRTM în crearea de geoimagini

1 Conceptul de geoimaging

Progresul cartografierii geoinformațiilor, teledetecției și mijloacelor de cunoaștere a lumii înconjurătoare. Filmarea la orice scară și gamă, cu acoperire și rezoluție spațială diferită, se efectuează pe sol și sub pământ, la suprafața oceanelor și sub apă, din aer și din spațiu. Întregul set de hărți, imagini și alte modele similare poate fi desemnat printr-un singur termen general - geoimaging.

O geoimagine este orice model spațio-temporal, la scară largă, generalizat de obiecte sau procese terestre sau planetare, prezentat într-o formă grafică figurativă.

Geoimaginile reprezintă interiorul Pământului și suprafața acestuia, oceanele și atmosfera, pedosfera, sfera socio-economică și zonele de interacțiune a acestora.

Geoimaginile sunt împărțite în trei clase:

Plate sau bidimensionale - hărți, planuri, anamorfoze, fotografii, planuri fotografice, televiziune, scaner, radar și alte imagini de la distanță.

Volumetrice, sau tridimensionale, - anaglife, hărți de relief și fiziografice, modele stereoscopice, bloc, holografice.

Dinamice tri și patru-dimensionale - animații, filme cartografice, stereo-cartografice, atlase de filme, imagini virtuale.

Multe dintre ele au intrat în practică, altele au apărut recent, iar altele sunt încă în dezvoltare. Deci, în acest curs, am construit geoimagini bidimensionale și tridimensionale.

3.2 Construirea unui model digital de elevație pentru teritoriul Saratov

și districtul Engelsky

Mai întâi, descărcați datele publice SRTM de procesare suplimentară versiunea 2, pe portalul de Internet deschis oricărui utilizator de rețea (#"justify"> Pe viitor, deschideți fragmentul descărcat în programul Global Mapper, selectați funcția "Fișier", apoi „Export Raster and Elevation Data” - „Export Dem” (Fig. 12), această serie de operații a fost făcută pentru a converti datele descărcate în formatul DEM, care poate fi citit de programul Vertical Mapper, în care modelul va fi construit.

Fig.3.2.1. Exportați fișierul în format DEM, în programul Global Mapper [realizat de autor].

După exportul datelor, deschidem programul Vertical Mapper, în care efectuăm acțiuni ulterioare - Create Grid - Import Grid (Fig. 13).

Orez. 3.2.2. Crearea Grid - model în programul Vertical Mapper [realizat de autor].

Cu ajutorul acestor funcții, creăm un model GRID cu care autorul a efectuat ulterior toate operațiunile pentru a crea un DEM pentru teritoriul regiunii Saratov, pentru a crea curbe de nivel și un model de teren tridimensional.

Concluzie

Modelul digital al elevației este o funcție importantă de modelare în sistemele de informații geografice, deoarece face posibilă rezolvarea problemelor de construire a unui model de relief și de utilizare a acestuia. Acest tip de produs este o afișare complet tridimensională a terenului real în momentul topografiei, făcând astfel posibilă rezolvarea multor probleme aplicate: determinarea oricăror parametri geometrici ai reliefului, construirea profilelor în secțiune transversală; efectuarea lucrărilor de proiectare și sondaj; monitorizarea dinamicii terenului. În plus, DEM-urile sunt utilizate pe scară largă pentru a vizualiza teritoriul sub formă de imagini tridimensionale, oferind astfel o oportunitate de a construi modele virtuale de teren (VTM).

Relevanța temei lucrării de curs se datorează nevoii mari de studii geografice a datelor de relief digital, datorită rolului tot mai mare al tehnologiilor geoinformaționale în rezolvarea diverselor probleme, nevoii de îmbunătățire a calității și eficienței metodelor de creare și utilizare. modele digitale de elevație (DTM), asigurând fiabilitatea modelelor create.

În prezent, există mai multe surse principale de date pentru construirea de modele digitale de elevație - aceasta este prin interpolarea izoliniilor digitalizate de pe hărți topografice și metoda de teledetecție și fotogrammetrie. Metoda teledetecției câștigă din ce în ce mai multă putere în rezolvarea multor probleme geografice, cum ar fi construirea unui relief bazat pe sondarea radar prin satelit a Pământului. Unul dintre produsele sondajului radar Pământului este datele SRTM (misiune topografică radar navetă) disponibile public și distribuite gratuit, disponibile pentru cea mai mare parte a globului, cu o rezoluție a modelului de 90 m.

În procesul de redactare a unei lucrări de termen, a fost construit un model digital de elevație pentru teritoriul regiunilor Saratov și Engelsky, rezolvând astfel sarcinile stabilite de construire și demonstrând posibilitatea creării unui DEM pe baza datelor SRTM.

geoimaging radar digital în relief

Lista surselor utilizate

1. Khromykh V.V., Khromykh O.V. Modele digitale de elevație. Tomsk: Editura TML-Press SRL, semnat pentru tipărire la 15.12.2007. Tiraj 200 de exemplare.

Ufimtsev G.F., Timofeev D.A. „Morfologia reliefului”. Moscova: Lumea științifică. 2004

B.A. Novakovsky, S.V. Prasolov, A.I. Prasolova. „Modele digitale de elevație ale geocâmpurilor reale și abstracte”. Moscova: Lumea științifică. 2003

LA FEL DE. Samardak „Sisteme de geoinformații”. Vladivostok FEGU, 2005 - 124p.

Geoprofi [Resursă electronică]: jurnal de geodezie, cartografie și navigație / Moscova. - Jurnal electronic. - Mod de acces: #"justify">. Ramuri de aplicare a GIS [Resursa electronica]: baza de date. - Mod de acces: #"justify">. Vishnevskaya E.A., Elobogeev A.V., Vysotsky E.M., Dobretsov E.N. Institutul Unit de Geologie, Geofizică și Minerologie, Filiala Siberiană a Academiei Ruse de Științe, Novosibirsk. Din materialele conferinței internaționale „Intercarto - 6” (Apatity, 22-24 august 2000).

Asociația GIS [Resursa electronică]: bază de date. - Mod de acces: #"justify">. Asociația GIS LAB [Resursa electronică]: bază de date. - Mod de acces: #"justify">10. Jarvis A., H.I. Reuter, A. Nelson, E. Guevara, 2006, Date SRTM fără sudură umplute cu găuri V3, Centrul Internațional pentru Agricultură Tropicală (CIAT)

11. A. M. Berlyant, A.V. Vostokova, V.I. Kravtsova, I.K. Lurie, T.G. Svatkova, B.B. Serapinas „Cartologie”. Moscova: Aspect Press, 2003 - 477 p.

), numită după orașul Golden, Colorado, unde se află, există din 1983 și dezvoltă pachete de grafică științifică. Primul său produs software, Golden Graphics System, lansat în același an, a fost conceput pentru a procesa și afișa imagini ale seturi de date descrise de o funcție bidimensională precum z=f(y,x). Ulterior, acest pachet s-a numit Surfer, care a rămas cu el până în zilele noastre. Și doi ani mai târziu, a apărut pachetul Grapher, conceput să proceseze și să afișeze grafice de seturi de date și funcții precum y=f(x).

Aceste pachete pentru DOS erau foarte populare (desigur, sub formă de copii ilegale) la sfârșitul anilor 80 în rândul specialiștilor sovietici implicați în diverse aspecte ale procesării datelor matematice, în primul rând într-o gamă largă de geoștiințe, cum ar fi geologia, hidrogeologia. , seismică, ecologie, meteorologie, precum și în alte domenii conexe.

În același timp, am început să lucrăm activ cu pachetul Surfer 4 pentru DOS. Spre deosebire de colegii noștri din alte divizii (institutul nostru a efectuat cercetări în domeniul anchetelor inginerești în construcții), care rezolvau probleme foarte specifice la anumite facilități și lucrau cu Surfer ca produs de sine stătător pentru utilizatorii finali, noi, ca dezvoltatori, am fost atrași de posibilitățile de utilizare încorporată a acestui pachet în propriile noastre programe.

Ideea era foarte simplă - Surfer putea lucra atât în ​​modul dialog, cât și în modul batch, efectuând o anumită secvență de funcții bazată pe date din fișierele batch și de informații. Formând aceste fișiere în programele noastre, am putea forța pachetul extern să efectueze operațiunile de care aveam nevoie. În același timp, utilizatorul, vizând, de exemplu, o imagine a unei hărți de contur sau imprimând-o, nici măcar nu bănuia că lucrează cu alt pachet.

În general, ne-a plăcut foarte mult Surferul. Încă îl considerăm un exemplu clasic de produs software excelent. Interfață de dialog convenabilă, fără bibelouri arhitecturale, interfață deschisă și ușor de înțeles pentru un programator, algoritmi matematici dovediți, cod foarte compact, solicitări modeste de resurse. Pe scurt, a fost un stil de dezvoltare software care s-a pierdut în mare măsură astăzi, când nu în cuvinte, ci în fapte, a existat o atitudine respectuoasă față de viitorii utilizatori. (Suntem foarte încântați că acest stil a fost păstrat în dezvoltările ulterioare de către Golden Software.)

Potrivit unei versiuni auzite în 1994 la Conferința Internațională privind Modelele de Geofiltrare Analitică din Indianapolis, autorul cărții Surfer și fondatorul companiei era un student absolvent de hidrogeologie la o universitate americană. Rădăcinile „geologice” ale produselor firmei par aproape evidente.

De fapt, orașul Golden este mic și îndrăzneț. Acesta găzduiește renumitul centru de instruire în geoștiință Colorado School of Mines și subsidiara sa International Ground Water Modeling Center, care creează, testează și difuzează și programe hidrogeologice (inclusiv cele furnizate de dezvoltatori independenți).

Timpul trece, dar în ciuda concurenței destul de intense, pachetele Golden Software (în primul rând Surfer) continuă să fie foarte populare atât în ​​SUA, cât și în alte țări. Există legături către acestea în aproape fiecare publicație științifică sau produs software legat de modelarea numerică și prelucrarea datelor experimentale.

În 1990, compania a anunțat sfârșitul dezvoltării versiunilor pentru DOS și începutul dezvoltării de produse software pentru Windows. În 1991, a apărut un nou pachet MapViewer (un instrument pentru analizarea și vizualizarea informațiilor numerice distribuite geografic și construirea de hărți tematice informative - Thematic Mapping Software), iar apoi au fost lansate versiuni Windows ale pachetelor deja cunoscute: în 1993 - Grapher 1.0, iar în 1994 - Surfer 5.0. În 1996, a fost lansat un alt produs nou - Didger (digitizarea informațiilor grafice), care a completat cu mare succes funcționalitatea altor programe Golden Software.

Aici, însă, trebuie subliniat faptul că, după ce a oprit dezvoltarea versiunilor pentru DOS, compania a continuat să le susțină până în 1995: vânzarea de copii licențiate, consultații etc. O astfel de atitudine respectuoasă față de utilizator (vând ceea ce clientului). nevoi, și nu să lucreze după principiul „ia ce ai”), vezi tu, este rar astăzi.

În general, Golden Software este un exemplu foarte instructiv al poziției stabile a unei companii mici care își dezvoltă și își vinde produsele software în „nisa sa ecologică” a pieței globale de calculatoare.

Mai mult, trebuie remarcat faptul că apariția sistemelor puternice care par să facă „totul-totul” (de exemplu, includerea instrumentelor grafice în foi de calcul sau GIS cu capabilitățile sale de procesare a informațiilor de cartografiere) nu a zdruncinat poziția micului software specializat. pachete. Un astfel de software specializat este semnificativ superior sistemelor mari integrate în ceea ce privește funcționalitatea și ușurința în utilizare. Ultimul avantaj este deosebit de relevant atunci când se analizează o cantitate imensă de date experimentale și nu doar când se generează rezultate ale cercetării sub formă de grafice de prezentare. La aceasta ar trebui adăugate cereri mai modeste pentru astfel de programe în ceea ce privește puterea computerului și prețul.

Golden Software oferă în prezent patru produse pentru Windows 95/98/NT: Surfer 6.0, Grapher 2.0, MapViewer 3.0 și Didger 1.0. Despre ele vom discuta în recenzia noastră.

Pachetul Surfer - procesarea și vizualizarea caracteristicilor 2D

Versiunea Windows 3.x a Surfer 5.0 a fost lansată în 1994. Un an mai târziu, simultan cu lansarea Windows 95, a fost lansat pachetul Surfer 6.0, care a fost prezentat în două versiuni - pe 32 de biți pentru Windows NT și Windows 95 și pe 16 biți pentru Windows 3.1. Când instalează un pachet, utilizatorul poate fie să selecteze el însuși versiunea dorită a programului, fie să încredințeze aceasta programului de instalare, care va determina configurația sistemului și va selecta versiunea automat. Vom construi descrierea pachetului astfel: mai întâi, vom vorbi despre caracteristicile versiunii 5.0, iar apoi despre inovațiile Surfer 6.0.

Scopul principal al Surfer este procesarea și vizualizarea seturilor de date bidimensionale descrise de o funcție precum z=f(x, y). Logica de lucru cu pachetul poate fi reprezentată ca trei blocuri funcționale principale: a) construirea unui model digital de suprafață; b) operatii auxiliare cu modele digitale de suprafata; c) vizualizarea suprafeţei.

Construirea unui model digital de suprafață

Cu toată eficiența vizualizării grafice a datelor, punctul culminant al unor astfel de pachete este, desigur, aparatul matematic implementat în ele. Cert este că, nefiind primit un răspuns clar la întrebarea: „Care metodă este baza transformării datelor și unde se poate vedea evaluarea fiabilității tuturor acestor transformări?”, Utilizatorul (în acest caz, cel mai probabil , un om de știință) poate să nu mai fie interesat de toate celelalte avantaje ale programului.

Un model digital de suprafață este reprezentat în mod tradițional ca valori în nodurile unei grile regulate dreptunghiulare, a cărei discreție este determinată în funcție de problema specifică rezolvată. Pentru a stoca astfel de valori, Surfer folosește propriile fișiere GRD (format binar sau text), care au devenit de mult un fel de standard pentru pachetele de modelare matematică.

În principiu, există trei opțiuni pentru obținerea valorilor la nodurile grilei; toate sunt implementate în pachet:

1. conform datelor inițiale date în puncte arbitrare ale regiunii (la nodurile unei grile neregulate), folosind algoritmi de interpolare a funcțiilor bidimensionale;
2. calcularea valorilor funcției specificate de utilizator într-o formă explicită; pachetul include o gamă destul de largă de funcții - trigonometrice, Bessel, exponențiale, statistice și altele (Fig. 1);
3. tranziția de la o plasă obișnuită la alta, de exemplu, atunci când se schimbă caracterul discret al rețelei (aici, de regulă, se folosesc algoritmi de interpolare și netezire destul de simpli, deoarece se consideră că tranziția se realizează de la o suprafață netedă la alta) .

În plus, desigur, puteți utiliza un model de suprafață digital gata făcut, obținut de utilizator, de exemplu, ca rezultat al simulării numerice (aceasta este o utilizare destul de comună a pachetului Surfer ca postprocesor).

Prima opțiune pentru obținerea unui model de grilă este cel mai des întâlnită în problemele practice, iar algoritmii de interpolare a funcțiilor bidimensionale în trecerea de la o grilă neregulată la una obișnuită sunt „atuul” pachetului.

Ideea este că procedura de trecere de la valori în puncte discrete la o suprafață este netrivială și ambiguă; diferite sarcini și tipuri de date necesită algoritmi diferiți (sau, mai degrabă, nu „necesar”, ci „mai potrivit”, deoarece, de regulă, niciunul nu este 100% adecvat). Astfel, eficacitatea programului de interpolare pentru funcțiile bidimensionale (aceasta se aplică și problemei funcțiilor unidimensionale, dar pentru cele bidimensionale totul este mult mai complicat și divers) este determinată de următoarele aspecte:

1. un set de diferite metode de interpolare;
2. capacitatea cercetătorului de a controla diverși parametri ai acestor metode;
3. disponibilitatea mijloacelor pentru evaluarea acurateței și fiabilității suprafeței construite;
4. posibilitatea de a rafina rezultatul obținut pe baza experienței personale a expertului, ținând cont de o varietate de factori suplimentari care nu au putut fi reflectați sub forma datelor inițiale.

Surfer 5.0 oferă utilizatorilor săi șapte algoritmi de interpolare: Kriging, Distanță inversă, Curbură minimă, Funcții de bază radială, Regresie polinomială, Metoda Shepard, care este o combinație a metodei Distanță inversă cu spline) și Triangulație. Calculul unei grile obișnuite poate fi acum efectuat pentru fișiere de set de date X, Y, Z de orice dimensiune, iar grila în sine poate avea dimensiuni de 10.000 x 10.000 de noduri.

O creștere a numărului de metode de interpolare face posibilă extinderea semnificativă a gamei de probleme de rezolvat. În special, metoda Triangulației poate fi utilizată pentru a construi o suprafață din valorile exacte ale datelor inițiale (de exemplu, suprafața Pământului din datele de sondaj geodezic), iar algoritmul de regresie polinomială poate fi utilizat pentru a analiza tendința suprafaţă.

În același timp, sunt oferite oportunități ample pentru gestionarea metodelor de interpolare de către utilizator. În special, cea mai populară metodă geostatistică de Kricking în procesarea datelor experimentale include acum posibilitatea de a folosi diferite modele de semivariograme, folosind o variație a algoritmului de deriva și ținând cont și de anizotropia. Când calculați suprafața și imaginea acesteia, puteți seta, de asemenea, limita teritoriului unei configurații arbitrare (Fig. 2).

În plus, există un editor grafic încorporat pentru introducerea și corectarea valorilor datelor din zona grilei, în timp ce utilizatorul vede imediat rezultatele acțiunilor sale sub forma modificării hărții de contur (Fig. 3). Pentru o întreagă clasă de probleme (în special cele legate de descrierea datelor naturale), care, de regulă, nu pot fi descrise printr-un model matematic exact, această funcție este adesea pur și simplu necesară.

Introducerea datelor este din [.DAT] (Golden Software Data), [.SLK] (Microsoft SYLK), [.BNA] (Atlas Boundary) sau fișiere text simplu ASCII și din foile de calcul Excel [.XLS] și Lotus [.WK1 , .WKS]. Informațiile brute pot fi, de asemenea, introduse sau editate folosind foaia de calcul încorporată a pachetului și sunt posibile operațiuni suplimentare de date, cum ar fi sortarea, precum și conversii de numere folosind ecuații definite de utilizator.

Operatii auxiliare cu suprafete

Surfer pentru Windows are un set mare de instrumente suplimentare pentru conversia suprafețelor și diverse operațiuni cu acestea:

• calcularea volumului dintre două suprafețe;
• trecerea de la o grilă obișnuită la alta;
• transformarea suprafeței folosind operații matematice cu matrici;
• tăierea suprafeței (calcularea profilului);
• calculul suprafeței;
• netezirea suprafeței folosind metode matrice sau spline;
• conversie format de fișier;
• o serie de alte caracteristici.

Calitatea interpolării poate fi evaluată folosind o evaluare statistică a abaterilor valorilor punctuale inițiale de la suprafața rezultată. În plus, calcule statistice sau transformări matematice pot fi efectuate pentru orice subset de date, inclusiv folosind expresii funcționale definite de utilizator.

Vizualizarea imaginilor de suprafață

O suprafață poate fi reprezentată grafic în două forme: hărți de contur sau o vedere de suprafață 3D. În același timp, munca lui Surfer se bazează pe următoarele principii ale construcției lor:

1. obținerea unei imagini prin suprapunerea mai multor straturi grafice transparente și opace;
2. import de imagini finite, inclusiv cele obținute în alte aplicații;
3. folosind instrumente speciale de desen, precum și aplicarea informațiilor de text și formule pentru a crea imagini noi și a edita imagini vechi.

Utilizarea interfeței cu mai multe ferestre vă permite să alegeți cel mai convenabil mod de operare. În special, se pot observa simultan date numerice sub forma unei foi de calcul, o hartă construită pe baza acestor date și informații de referință dintr-un fișier text (Fig. 4).

Surfer 5.0 folosește următoarele tipuri de hărți ca elemente principale ale imaginii:

1. Harta de contur. Pe lângă mijloacele deja tradiționale de control al modurilor de afișare a izoliniilor, axelor, cadrelor, marcajelor, legendelor etc., este posibil să se creeze hărți prin umplerea zonelor individuale cu culori sau diferite modele (Fig. 5). În plus, imaginea unei hărți plate poate fi rotită și înclinată și poate fi utilizată scalarea independentă de-a lungul axelor X și Y.
2. Imagine tridimensională a suprafeței (Harta suprafeței 3D). Aceste hărți folosesc diferite tipuri de proiecție, iar imaginea poate fi rotită și înclinată folosind o interfață grafică simplă. Puteți, de asemenea, să desenați linii tăiate, izolinii pe ele (Fig. 6), să setați scalare independentă de-a lungul axelor X, Y, Z, să umpleți elementele de grilă individuale ale suprafeței cu culoare sau model.
3. Harta datelor sursă (Post Map). Aceste hărți sunt utilizate pentru a afișa datele de puncte ca caractere speciale și etichete de text. În același timp, pentru a afișa o valoare numerică într-un punct, puteți controla dimensiunea simbolului (dependență liniară sau pătratică) sau puteți aplica diferite simboluri în conformitate cu intervalul de date (Fig. 7). O hartă poate fi construită folosind mai multe fișiere.
4. Harta de bază. Poate fi aproape orice imagine plată obținută prin importul de fișiere de diferite formate grafice: AutoCAD [.DXF], DOS Surfer [.BLN, .PLT], Atlas Boundary [.BNA], Golden Software MapViewer [.GSB], Windows Metafile [ .WMF], USGS Digital Line Graph [.LGO], Bitmap Graphics [.TIF], [.BMP], [.PCX], [.GIF], [.JPG], [.DCX], [.TGA] și unele altele. Aceste hărți pot fi folosite nu numai pentru a afișa pur și simplu o imagine, ci și, de exemplu, pentru a afișa unele zone ca goale. În plus, dacă se dorește, aceste hărți pot fi folosite pentru a obține limite la efectuarea calculelor de suprafață, transformarea, disecția acesteia etc.

Cu ajutorul diferitelor opțiuni de suprapunere pentru aceste tipuri principale de hărți, cu diferitele lor plasări pe o singură pagină, puteți obține o varietate de opțiuni pentru reprezentarea obiectelor și proceselor complexe. În special, este foarte ușor să obțineți diverse variante de hărți complexe cu o imagine combinată a distribuției mai multor parametri simultan (Fig. 8). Toate tipurile de hărți pot fi editate de utilizator folosind instrumentele de desen încorporate ale Surferului însuși.

Prezentarea mai multor hărți sub forma unui „ce nu” tridimensional este, de asemenea, foarte eficientă și convenabilă pentru analiză. Mai mult, aceasta poate fi fie o reprezentare diferită a acelorași seturi de date (de exemplu, o imagine tridimensională plus o hartă de contur de culoare: Fig. 9), fie o serie de seturi diferite, de exemplu, distribuția arială a unui parametru la momente diferite sau mai mulți parametri diferiți (Fig. 10).

Toate aceste posibilități de reprezentare a imaginilor pot fi foarte utile într-o analiză comparativă a influenței diferitelor metode de interpolare sau a parametrilor individuali ai acestora asupra aspectului suprafeței rezultate (Fig. 11).

Separat, ar trebui atinsă problema utilizării fonturilor rusești. Cert este că fonturile SYM furnizate împreună cu pachetul, desigur, nu sunt rusificate, așa că trebuie să utilizați fonturi Windows TrueType. Dar pentru unele moduri de ieșire a imaginii, acestea nu sunt potrivite, de exemplu, când textul este afișat într-un unghi, caracterele sunt uneori distorsionate dincolo de recunoaștere. În acest caz, este mai bine să utilizați fonturi vectoriale SYM cu un singur contur de linie (sunt întotdeauna clar vizibile), iar numai cele latine sunt disponibile în formă finită. Cu toate acestea, există o soluție destul de simplă la această problemă.

Versiunea DOS a Surfer avea un utilitar ALTERSYM special pentru crearea seturi de fonturi SYM personalizate (din păcate, a dispărut în versiunea Windows, așa că puteți folosi versiunea DOS). Dar vă permite doar să creați și să editați setul de caractere de bază (coduri ASCII 32-127). Odată am rezolvat această problemă pentru versiunea DOS astfel: am scris un utilitar care creează un set complet de caractere (1-255) din fișierele stub create de programul ALTERSYM, cu care modulele de ieșire VIEW și PLOT funcționează bine. Această abordare funcționează bine și pentru versiunea Windows a Surfer.

Imaginile grafice rezultate pot fi scoase pe orice dispozitiv de imprimare acceptat de Windows sau pot fi trimise în AutoCAD [.DXF], Windows Metafile [.WMF], Windows Clipboard [.CLP], precum și în limbajul grafic HP [.HPGL] și Encapsulated. PostScript [.EPS]. Schimbul bidirecțional de date și grafică cu alte aplicații Windows poate fi efectuat și prin Clipboard-ul Windows. În plus, imaginile grafice pregătite în Surfer pot fi exportate în pachetul MapViewer, suprapuse cu o hartă a teritoriului și pot obține o hartă a distribuției acestui parametru într-un anumit teritoriu (Fig. 12 și ).

Macrocomenzi de gestionare a pachetelor

În Surfer 5.0, creat încă din 1994, aproape simultan cu suitele de birou Microsoft Office 4.0, a fost implementat un model de componentă obiect bazat pe suport pentru mecanismul de automatizare OLE 2.0 (ceea ce astăzi se numește ActiveX). Acest lucru permite utilizarea integrată a Surfer ca server ActiveX în sisteme complexe de procesare și modelare a datelor.

În orice limbă care acceptă și acest mecanism (cum ar fi Visual Basic, C++ sau Visual Basic pentru aplicații), puteți scrie un fișier macro de control pentru Surfer. În special, folosind un set de fișiere macro, puteți efectua automat unele sarcini repetate frecvent. Sau, un astfel de fișier poate fi format în timpul execuției oricărui program de calcul aplicat pentru prelucrarea și vizualizarea automată a datelor.

De exemplu, următoarea funcție, scrisă în VB, creează o hartă de contur și inserează imaginea acesteia într-o foaie de calcul numită „Sheet1”:

• FunctionMakeMap();
• definirea variabilei Surf ca obiect Dim Surf ca obiect;
• stabilirea unei corespondențe între variabila Surf și programul Surfer Set Surf = CreatObject("Surfer.App") GrdFile$ = "c:\winsurf\demogrid.grd";
• numele fișierului GRD de intrare;
• executarea macrocomenzilor de către pachetul Surfer Surf.MapCountour(GrdFile$);
• construiți o hartă de contur Surf.Select;
• selectați imaginea Surf.EditCopy;
• copiați imaginea selectată în Clipboard;
• aceasta este deja o comandă Excel - lipiți imaginea din Clipboard în poziția curentă a foii Sheet1 Worksheets("Sheet1").Picture.Paste End Function.

Sensul acestei proceduri este suficient de clar. Mai întâi, variabila Surf este definită ca un obiect și mapată la pachetul Surfer (Surfer.App). Urmează comenzile pe care VBA le interpretează deja ca apelând funcții Surfer (numele lor corespund comenzilor pe care utilizatorul le selectează în modul dialog) care sunt executate prin mecanismul ActiveX.

În plus, pachetul Surfer are propriul său limbaj macro, care este de fapt un fel de VBA și este folosit pentru a scrie cereri de control într-un program special SG Scripter (fișier GSMAC.EXE). De exemplu, folosind un program atât de simplu, puteți implementa o macrocomandă care construiește automat hărți de contur pentru un set de date sursă folosind toate cele șapte metode de interpolare:

• crearea unui obiect Surfer Set Surf = CreateObject("Surfer.App");
• construirea unei hărți prin fiecare metodă de interpolare;
• pentru fișierul de date sursă DEMOGRID.DAT Pentru Metodă = 0 la 6;
• deschide un nou document de desen Surf.FileNew();
• calculul fișierului GRD prin metoda de interpolare curentă If Surf.GridData("DEMOGRID.DAT", GridMethod= Method,_ OutGrid="SAMPLE") = 0 Then End;
• construirea unei hărți de contur Dacă Surf.MapContour("SAMPLE") = 0 Then End Next.

Rularea unor astfel de sarcini în modul automat, care sunt prezentate ca un program scris în GS Scripter, poate fi efectuată fie din linia de comandă:

C:\winsurf\gsmac.exe /x task.bas,

sau din orice aplicație cu comanda SHELL:

SHELL("c:\winsurf\gsmac.exe /x task.bas")

(comutatorul /x indică necesitatea executării automate a programului task.bas).

Programul GS Scripter poate fi folosit și pentru a controla orice alt program care acceptă ActiveX (de exemplu, pentru a lucra cu MS Office).

Ce este nou în Surfer 6.0

După cum am spus, Surfer 6.0 este disponibil în versiuni pe 16 și 32 de biți. Cu toate acestea, pe lângă aceasta, au apărut câteva extensii funcționale utile. În primul rând, trebuie remarcată posibilitatea de a utiliza încă două tipuri de hărți de fundal la construirea imaginilor plate: Harta imagine (Hartă imagine) și Hartă în relief umbrită (Hartă în relief umbrită).

Instrumentele de desenare a Hărților de imagine încorporate fac procesul de creare a hărților de culoare destul de simplu și rapid. În acest caz, puteți utiliza umplerea multicoloră a imaginilor, inclusiv utilizarea combinațiilor de culori create de utilizator însuși.

Dar posibilitățile Hărții în relief umbrite sunt deosebit de impresionante, ceea ce face posibilă obținerea de imagini precum fotografii de înaltă calitate direct în mediul Surfer (Fig. 14), care pot fi folosite atât pentru utilizarea cu hărți de contur, cât și de sine stătătoare. Utilizatorul poate controla toți parametrii necesari pentru a crea cele mai expresive imagini, inclusiv locația sursei de lumină, gradientul relativ de înclinare, tipul de umbrire și culoarea. Utilizatorul pachetului are, de asemenea, mai multe opțiuni pentru vizualizarea datelor și aranjarea diferitelor imagini pe un singur ecran (Fig. 15).

Setul de operații auxiliare pentru prelucrarea digitală a suprafețelor a fost extins. Folosind noile funcții Grid Calculus, puteți determina panta, curbura și linia orizontului într-un anumit punct de pe o suprafață, precum și să calculați derivatele prima și a doua ale funcțiilor Fourier și ale analizei spectrale. Și instrumente suplimentare Grid Utilities vă permit să transformați, mutați, scalați, rotiți și oglindiți datele în fișiere GRD (un format pentru stocarea valorilor în nodurile unei grile obișnuite). După aceea, puteți face orice selecție a unui subset al setului de date după numărul de coloane și coloane sau doar noduri de grilă arbitrare.

Din punctul de vedere al aparatului matematic pentru construirea unei suprafețe, este foarte important să implementați un alt algoritm de interpolare - Cel mai apropiat vecin, precum și trei niveluri de imbricare a variogramelor, care vă permite să creați mai mult de 500 de combinații rezultate.

Imaginile create anterior bazate pe diferite tipuri de hărți (Hartă de contur, Hartă în relief umbrită, Hartă post, Hartă imagine) pot fi folosite ca șablon prin înlocuirea unui nou fișier GRD în hărțile existente. În plus, acum, după ce ați combinat mai multe straturi de hărți diferite într-o singură imagine la început, le puteți apoi separa în elementele lor originale și le puteți reface pe baza unor date noi.

Dintre funcțiile pur de serviciu, merită evidențiată posibilitatea introducerii datelor de digitizare a liniilor de delimitare și a punctelor arbitrare de pe ecran direct într-un fișier ASCII, precum și crearea automată a unei legende pentru diferite tipuri de puncte Post Map. Ca model digital de suprafață, acum puteți importa fișiere Digital Elevation Model (DEM) direct de pe Internet (sau orice altă sursă de informații). Și, în sfârșit, noile formate de export de date vă permit să salvați imagini de hartă în aproape toate formatele raster (PCX, GIF, TIF, BMP, TGA, JPG și multe altele).

Va urma

ComputerPress 2 "1999

Mihail Vladimirovici Morozov:
site personal

Modele matematice (lecția, harta-1): Construirea hărților geochimice în Golden Software Surfer (abordare generală, etapele și conținutul lucrării, formular de raport)

Bine " Metode de modelare matematică în geologie"

Hărți-1. Construirea hărților geochimice în Golden Software Surfer: abordarea generală, etapele și conținutul lucrării. Formular de raportare.
Hărți-2. Principii de lucru cu Golden Software Surfer.

Pentru a găsi locul de acumulare a metalului util în scoarța terestră, este necesară o hartă geochimică. Cum se construiește? Acest lucru necesită un software bun și o abordare sistematică. Să facem cunoștință cu principiile și etapele principale ale acestei lucrări.

TEORIE

Construirea unei hărți geochimice în programul Golden Software Surfer.

Datele inițiale. Pentru a construi o hartă geochimică, este necesar să se pregătească foaie de calcul, care conține cel puțin trei coloane: primele două conțin coordonatele geografice ale punctelor de observare (eșantionare) X și Y, a treia coloană conține valoarea mapată, de exemplu, conținutul unui element chimic.

Coordonatele: în programul Surfer pe care îl folosim coordonate dreptunghiulare (în metri), deși în proprietățile hărții puteți alege și dintre posibilele sisteme de coordonate diverse coordonate polare (în grade-minute-secunde). În practică, atunci când lucrați cu imagini pe o coală plată de hârtie, este mai convenabil să lucrați într-un sistem de coordonate dreptunghiular într-un format personalizat.

De unde provin coordonatele:
1. La documentarea unui punct în loc, coordonatele sunt preluate din locația topografică GPS sau GLONASS sub formă de coordonate polare (de exemplu, în sistemul de coordonate WGS 84). Un topografic poate arăta acum ca un smartphone, dar este mai convenabil și mai fiabil să utilizați un dispozitiv special, care este numit cu afecțiune „jeepies”.
2. Când se transferă date către un computer dintr-o locație topografică, coordonatele sunt convertite din sistemul de coordonate polar în sistemul de coordonate dreptunghiular utilizat (de exemplu, în sisteme UTM, Pulkovo-1942, dar puteți folosi și local sistem geodezic adoptat la o anumită întreprindere). Pentru a converti coordonatele polare în dreptunghiulare, este convenabil să utilizați programul Ozi Explorer.
3. Coloanele foii de calcul pregătite pentru lucrul cu Surfer ar trebui să conțină coordonate dreptunghiulare în metri.

Valoare mapată: pentru a construi o hartă de antrenament în linii de contur, vom folosi logaritm de conținut orice element chimic. De ce logaritm? Deoarece legea distribuției oligoelementelor este aproape întotdeauna logaritmică. Desigur, în munca reală, mai întâi trebuie să verificați legea distribuției pentru a alege tipul de cantitate: valoarea inițială sau logaritmul acesteia.

Tipuri de hărți utilizate în geochimie. Pe lângă harta în izolinii, geochimiștii folosesc adesea și alte tipuri de hărți, dar nu toată varietatea mare de tipuri de hărți pe care Surfer le poate construi, ci doar unele strict definite. Ele sunt enumerate mai jos.

1. Harta faptelor. Este un set de puncte care arată locurile de prelevare de pe sol. Etichetele pot fi afișate lângă puncte - numere de pichet, dar în timpul căutărilor geochimice există atât de multe puncte încât, de obicei, etichetele doar „înfunda” spațiul hărții și nu sunt date. Pentru a construi o hartă de fapte, folosim funcția Postați harta.

2. Harta cu puncte a abundențelor unui element chimic. Pe el, cercurile (sau alte simboluri) de diferite dimensiuni indică conținuturi diferite ale unui element chimic la punctele de prelevare. Dacă folosim o astfel de hartă, atunci nu mai este necesară o hartă de fapt separată - punctele ambelor hărți se vor suprapune. O hartă cu puncte (sau „hartă post”) este construită în așa fel încât conținutul ridicat al elementului dorit să fie vizibil. Legenda indică corespondența dintre dimensiunea cercului și conținutul elementului în g/t. Pe lângă dimensiune, culoarea cercului se poate schimba. Fiecare tip (dimensiune, culoare) de cană corespunde unui interval de conținut atribuit manual. Acestea. diferite tipuri de cercuri sunt diferite clase de puncte în funcție de conținutul elementului. Prin urmare, instrumentul pentru crearea unei astfel de hărți este numit Harta post clasificată. Este convenabil să construiți o hartă de postare deasupra hărții de contur pentru a vedea cum aceasta din urmă (care este o hartă calculată, adică construită din rezultatele interpolării datelor) este combinată cu cele originale obținute din laborator, adică. conținut „adevărat”. Este convenabil să plasați afișarea unui element important (de exemplu, aurul) pe hartă în liniile de contur ale altui parametru de căutare (element satelit, factor statistic, parametru geofizic etc.). Important: după construcție, o hartă de tipul Classed Post Map nu poate fi convertită în Post Map, de asemenea, invers este imposibil.

3. Harta în izolinii. De fapt, harta parametrului dorit, unde diferite gradații ale conținutului sunt afișate cu umpleri de culori diferite. De asemenea, necesită o legendă care asociază culoarea de umplere cu nivelul clasei. Gradările de umplere sunt ajustate manual. Instrument - Harta de contur. Pe lângă abundența elementară în sine (sau logaritmii lor), hărțile indicatorilor multielement sunt utilizate pe scară largă în geochimie. Acestea pot fi coeficienți multiplicativi (unde se înmulțesc conținutul mai multor elemente), hărți ale valorilor factorilor (componenta principală) etc. De fapt, sarcina unui geochimist este să găsească un indicator care să permită rezolvarea unei probleme geologice. Deoarece astfel de indicatori, de regulă, sunt exprimați în comportamentul colectiv al elementelor, este destul de natural ca hărțile cu un singur element (adică hărțile unui element individual) să fie adesea mai puțin informative decât hărțile cu mai multe elemente. Prin urmare, etapa de construire a hărților este de obicei precedată de etapa de prelucrare a datelor statistice cu rezultatele analizei statistice multivariate, de exemplu, PCA (metoda componentei principale).

4. Cursa de hartă. Surfer creează o hartă dreptunghiulară în mod implicit. Dacă punctele de eșantionare nu formează un dreptunghi, se dovedește că zona de eșantionare este înscrisă într-un dreptunghi creat artificial în care o parte din zonă nu a fost efectiv eșantionată. Harta de contur va fi construită pe întreaga zonă, astfel încât zonele neeșantionate ale hărții vor conține date fictive. Pentru a evita acest lucru, este necesar să se limiteze zona de construcție a hărții la acea parte a zonei pentru care sunt disponibile date de eșantionare. Pentru a face acest lucru, zona de prelevare trebuie conturată cu o linie specială, care poate fi construită manual. Ieșirea conturului cursei este realizată cu ajutorul funcției harta de bază.

Etapele construirii unei hărți.

3. Construirea unei hărți a faptelor [harta-3]. 5. Construirea unei hărți de puncte („posting map”) [map-5]. 9. Construirea unei hărți de suprafață și proiectarea acesteia pentru a obține conținut informațional optim [Harta-6, continuare].

PROCEDURA DE LUCRU

Dat: cuprinsul unui element chimic și logaritmii acestuia cu coordonatele punctelor de prelevare.

Sarcina:

1. Construiți o hartă a faptelor.

2. Construiți o hartă cu puncte bazată pe conținutul elementului chimic, selectați mapările de puncte pentru diferite clase.

3. Creați în mod independent conturul zonei de cartografiere și construiți-l.

4. Aliniați conturul zonei, harta punctului elementului și harta faptelor în ordinea dată în managerul de obiecte. Afișați o legendă pentru o hartă de puncte.

5. Construiți un fișier grilă ("grid") pentru logaritmii conținutului elementului prin metoda de triangulare, verificați-l. Repetați cu alte metode.

6. Construiți o variogramă pentru construirea unui fișier grid folosind metoda kriging, verificați-o.

7. Construiți un fișier grilă ("grid") pentru logaritmii gradelor elementului prin metoda kraiging folosind parametrii semivariogramei.

8. Neteziți fișierul mesh rezultat cu un filtru simplu.

9. Restaurați fișierul grilă de la logaritmi la conținut.

10. Tăiați fișierul de plasă de-a lungul conturului creat mai devreme.

11. Construiți hărți de suprafață în izolinii și umplere cu gradient în funcție de fișierele de plasă create, adăugați legende.

12. Exportați hărțile construite ca fișiere JPG, introduceți într-un raport în format Word (DOC).

Formular de raportare.

Pachete software Surfer este conceput pentru crearea, editarea, vizualizarea, stocarea și modificarea tuturor tipurilor de hărți și grile digitale de cote obișnuite. Pachete software Surfer constă din mai multe subprograme independente, interconectate prin programul principal ( Complot Windows ) .

Ferestre pentru foi de lucru (fereastra Proiect) - Fereastra proiectului conține un spațiu de lucru pentru crearea, vizualizarea, editarea și salvarea fișierelor de date. Datele pot fi generate într-un chestionar într-o varietate de moduri. Când creați o fereastră de proiect, puteți încărca fișiere de date în notepad folosind comanda deschis din meniul fișier proiect; puteți introduce direct date în chestionar sau puteți utiliza fereastra clipboard (Tampon) pentru a copia datele dintr-o altă aplicație și a le lipi în aceasta.

Editor Windows - Fereastra editorului conține un spațiu de lucru pentru crearea, vizualizarea, editarea și salvarea fișierelor text ASCII. Când fereastra este activă, sunt disponibile toate meniurile necesare pentru lucrul cu fișierele text ASCII.

Textul creat în fereastra editorului poate fi copiat și lipit în fereastra de desen (Complot Windows) . Acest lucru vă permite să creați blocuri de text care pot fi salvate într-un fișier text ASCII și utilizate pe alte carduri, mai degrabă decât să trebuiască să recreați textul ori de câte ori este necesar pentru lucru. Puteți introduce text în fereastra editorului și puteți salva fișierul pe disc. Pentru a utiliza acest text într-o fereastră Complot, trebuie să deschideți un fișier text în fereastra editorului, să copiați textul în Tampon, și inserați textul în fereastra de imagine.

O altă funcție a ferestrei editor este de a calcula volumul la comandă Volum(Volum). Când se calculează un volum, este creată o nouă fereastră de editor cu rezultatele calculelor de volum. Rezultatele calculului de volum pot fi copiate în fereastră Complot sau salvați ca fișier text ASCII.

Pentru a deschide fereastra Editor, selectați comanda Nou din meniu fişierși selectați opțiunea din fereastră Editor(Editor).

GS Script (GS Scripter) este al doilea program independent inclus în pachet Surfer. Scriptul GS vă permite să scrieți macrocomenzi pentru a automatiza sarcinile din program Surfer.

Program GS Scripter este ca un traducător care descarcă și execută comenzi. Scriptul GS este instalat automat când programul este instalat Surfer, și are propria sa pictogramă.

GSscript este format din două ferestre. Fereastră Editare este un editor de text ASCII standard pentru Windows care vă permite să deschideți, să creați, să editați și să salvați fișiere text ASCII. Scripturile rulează în fereastra de script GS Editare. Al doilea - zi libera fereastra este afișată numai atunci când este apelată din fereastra de editare.

Scripturile sunt fișiere text create într-o fereastră de editor, notepad Windows sau orice alt editor ASCII. Puteți executa scriptul când fișierul script este afișat în fereastră Editare script GS. Operațiunile definite în script vor fi executate. Scripturile pot conține comenzi necesare pentru a executa automat orice program OLE 2.0.

Complot Windows (Fereastra cu imagine) - Fereastra de desen conține comenzi pentru crearea și modificarea fișierelor grilă de cotă și pentru crearea tuturor tipurilor de hărți. Aceasta este fereastra principală a programului, așa că acest capitol va reflecta cel mai pe deplin capacitățile acestei ferestre particulare.

Meniul ferestrei de desen conține următoarele comenzi care vă permit să creați și să editați diferite tipuri de hărți.

Fișier (fișier) - Conține comenzi pentru deschiderea și salvarea fișierelor, imprimarea unei hărți sau a unei suprafețe, schimbarea vizualizării de imprimare și deschiderea de noi ferestre pentru documente.

Nou(Nou)- Creează o nouă fereastră de document. Comanda Nou creează o nouă fereastră Complot (Imagine) , Fișă de lucru (proiect) sau Editor. Comandă rapidă de la tastatură: CTRL + N.

deschis(Deschis)- Deschide un document existent. Comanda deschis caută fișiere de proiect existente și le afișează într-o nouă fereastră de desen. Aceasta face ca noua fereastră să fie activă. Dacă fișierul [.SRF] are un fișier de date cu același nume, acesta va fi încărcat în proiect sub același nume. Surfer Fișierul [.SRF] în sine nu conține date, conține doar numele fișierului de date care este încărcat la crearea hărții. Dacă a fost salvat un fișier [.SRF] care conține numele unui fișier de date care nu mai există, la deschiderea acestuia apare un mesaj de eroare. Singurul tip de fișier care poate fi deschis prin comandă deschisîn fereastra meniului grafic fişier, este doar un fișier [.SRF]. Alte tipuri de fișiere se deschid în alte elemente din meniul principal. Combinația de taste CTRL + O.

închide(Închide)- Închide fereastra de document activ.

salva(Salva)- Salvează documentul activ. Comanda salva este folosit pentru a salva modificările aduse unui fișier [.SRF] și pentru a lăsa documentul salvat afișat pe ecran. La salvare, versiunea anterioară a fișierului cu același nume este înlocuită cu această versiune. Combinația de taste este CTRL+S.

Fisa de lucru(Proiect)- Afișează fereastra proiectului. Comanda Fisa de lucru deschide o nouă fereastră de proiect goală. Fereastra de proiect este folosită pentru a afișa, introduce sau corecta date. Pentru a afișa datele, trebuie mai întâi să deschideți o fereastră de proiect goală și abia apoi să deschideți un fișier existent selectând comanda Deschidere din meniul Fișier foaie de lucru.

Import(Import)- Importă chenarele, metafișierele și fișierele bitmap. Comanda Import ca o echipă sarcinăBaseMap cu excepția faptului că fișierul este importat ca obiect compus și nu ca hartă. Obiectele compozite sunt realizate din diferite obiecte care au fost grupate într-un singur obiect. Pentru a împărți un obiect compus în părțile sale individuale, trebuie să utilizați comanda Despărțire. De exemplu, când este importat un fișier care conține mai multe poligoane (fișierul este inițial o singură caracteristică alcătuită din acele poligoane multiple), utilizarea comenzii Break Apart face ca fiecare poligon să devină o caracteristică separată. În acest caz, devine posibilă schimbarea fiecărui poligon separat. Comanda Import poate importa fișiere de orice tip la comandă sarcinăBaseMap (Descărcați harta de bază).

Export(Export)- Exportă în diferite formate de fișiere. Comanda Export vă permite să exportați un fișier în diferite formate pentru a fi utilizat de alte programe. Acest lucru vă permite să creați AutoCAD [.DXF], Windows Metafile [.WMF], Windows Cutout Buffer [.CLP] sau Computer Graphics Metafile [.CGM], precum și unele formate raster. Puteți exporta întregul conținut al ferestrei Desen sau puteți selecta anumite hărți sau caracteristici de exportat.

imprimare(Sigiliu)- Imprimă documentul activ pe imprimanta instalată. Comandă rapidă de la tastatură: CTRL + P.

imprimare Înființat(Setare de imprimare)- Afișează o listă de imprimante instalate și vă permite să selectați o imprimantă.

Pagină aspect(Dispunerea benzii)- Modifică parametrii de apelare. echipe Aranjament în pagină controlați afișarea paginii pe ecran și orientarea imaginii pe pagină atunci când este imprimată. Setează dimensiunea paginii pentru a se potrivi cu dimensiunea hârtiei pentru dispozitivul de ieșire instalat.

Opțiuni(Alegere)- Gestionarea caracteristicilor de afișare, selecție și blocuri de pagini.

Mod implicit Setări(Comenzi implicite)- Creează un set de fișiere [.SET] care controlează lipsa afișajului și configurarea grilei. Comanda setări implicite vă permite să încărcați, să modificați și să salvați un set de fișiere [.SET]. Surfer grile și afișează comenzile „implicite” bazate pe citirea informațiilor din fișierul [.SET]. Fișierul set conține o listă de setări de grilă, afișare și casete de dialog generale care sunt utilizate în timpul sesiunii. Surfer.

Ieșire(Ieșire)- Ieși din Surfer. Îți încheie sesiunea în program Surfer.dacă parte Surferîn prezent în Clipboard, acesta este convertit într-unul dintre formatele standard de Windows. Comandă rapidă de la tastatură: F3 sau ALT+F4.

Editați | × - Conține comenzi de editare și comenzi care controlează editarea obiectelor.

Anula- Șterge ultima modificare făcută în fereastra Desen. Anulare poate inversa modificările multiple ale ratei, permițând copiarea mai multor pași. Comandă rapidă de la tastatură CTRL+Z.

Reface (Reface)- Anulează complet ultima comandă Anula. a reface poate anula complet mai multe comenzi de anulare, permițând refacerea unor pași.

A tăia (A tăia)- Șterge obiectele selectate și le plasează în Clipboard. Această comandă nu este disponibilă dacă nu este selectat nimic. Aceasta șterge obiectele selectate după ce le copiați în Clipboard. Ulterior, conținutul poate fi inserat cu comanda pastă. Comandă rapidă de la tastatură: CTRL+X sau SHIFT+DELETE.

Copie (Copie)- Copiază obiectele selectate în Clipboard. Această comandă nu este disponibilă dacă nu este selectat nimic. Obiectele originale rămân neschimbate. Această comandă poate fi folosită pentru a duplica obiecte pentru o locație diferită în aceeași fereastră, sau într-o fereastră diferită sau pentru o altă aplicație. Un singur set de date poate fi plasat în Buffer, următoarea comandă A tăia sau Copieînlocuiește conținutul Bufferului. Comandă rapidă de la tastatură: CTRL+C sau CTRL+INSERT.

pastă (Introduce)- Plasează o copie a conținutului Clipboard-ului în fereastra de document activ. Această comandă nu este disponibilă dacă Cutout Buffer este gol. Comandă rapidă de la tastatură: CTRL+V sau SHIFT+INSERT.

pastă Special(pasta speciala)– Specifică formatele Cutout Buffer de utilizat atunci când lipiți obiecte în fereastra Desen. Patru formate sunt disponibile la lipire: GS Surfer, bitmap, imagine sau Text.

Format GS Surfer necesare pentru a lipi obiectele copiate din fereastra grafică Surfer. Format GS Surfer copiază obiectele în formatul lor nativ. De exemplu, dacă o hartă de structură este copiată în clipboard și lipită într-o altă fereastră de desen în format GS Surfer, harta structurii inserată poate fi montată și va fi identică cu originalul din toate punctele de vedere.

Formatare obiecte bitmap exista ca rasterele. Dimensiunile rasterului sunt dificil de schimbat fără a perturba imaginea, iar culorile sunt, de asemenea, limitate. Acest format este relativ comun și este acceptat de majoritatea celorlalte aplicații Windows.

Format imagine este un format de metafișier Windows în care obiectele există ca o serie de comenzi Windows constitutive. Metafișierele pot fi modificate fără ca imaginea să fie deformată. Format imagine acceptat de majoritatea aplicațiilor Windows.

Format Text folosește text de import. Textul importat poate conține orice număr de linii și poate include comenzi de text matematic. Textul importat folosește valoarea implicită a textului, atribuind atribute folosind comanda Atribute text.

Șterge(Şterge)- Șterge obiectele selectate. Comanda Șterge elimină toate obiectele selectate din fereastra Desen, inclusiv hărți, parametri, desene sau text. Comanda Șterge nu afectează conținutul Cutout Buffer. Comandă rapidă de la tastatură: DELETE.

Selectați Toate(Selectează tot)- Selectează toate obiectele din fereastra activă. Selectează toate obiectele din pagina ferestrei de desen. Marcatoarele de selecție 1 ies în afara grupului. Comandă rapidă de la tastatură: F2.

bloc Selectați(Selectare bloc)- Obiectele sunt selectate în cadrul dreptunghiului specificat. Comanda selectați bloc vă permite să selectați toate obiectele conținute într-un dreptunghi definit de utilizator. Dreptunghiul trebuie să înconjoare complet obiecte, atunci doar ele vor fi selectate. Dacă această comandă nu este selectată, atunci vor fi selectate toate obiectele cu orice parte din ele care se încadrează în caseta de delimitare 2.

Flip Selecții (Selectare oglindă)- Selectează obiectele neselectate, deselectează obiectele selectate. Această comandă este utilă pentru selectarea unui număr mare de obiecte și pentru a lăsa neselectate câteva obiecte izolate.

Obiect ID (Obiect de identificare)- Atribuie o identificare obiectului selectat. Comanda ID obiect vă permite să atribuiți un nume oricărui tip de obiect, inclusiv hărți și opțiuni pentru hărți. Identificarea atribuită apare în bara de stare când acest obiect este selectat.

Reforma(Restabiliți forma originală)- Modifică poligoane sau polilinii existente. Restabilește forma inițială a pașilor, noilor intrări și șterge vârful din polilinia sau poligonul selectat. Fiecare segment de linie dintr-un poligon sau polilinie este definit de două vârfuri, fiecare dintre acestea specificând punctele de capăt ale segmentului de linie. Comanda Reforma vă permite să remodelați un poligon sau o polilinie prin mutarea sau ștergerea unui vârf și, astfel, modificarea segmentelor de linie care definesc poligonul sau polilinia.

După selecție Reforma, toate vârfurile din poligonul sau polilinia selectate sunt indicate prin pătrate goale. Vârful selectat este indicat printr-un pătrat negru. Vârful selectat poate fi mutat prin mișcarea mouse-ului. Pentru a șterge vârful selectat, apăsați tasta DEL. Pentru a lipi un vârf, apăsați tasta CTRL, acesta va ieși în afară un cerc cu reticule, care trebuie mutat în locul în care ar trebui să fie introdus vârful.

culoare Paletă(Paleta de culori)- Vă permite să schimbați paleta de culori Surfer. Culorile utilizate în program Surfer creat prin amestecarea diferitelor cantități de roșu, verde și albastru. Cantitate roșu, VerdeȘi albastru culorile sunt adăugate sau scazute din fiecare dintre culori după cum doriți atunci când utilizați comanda Amestecați RGB. Schimbarea culorii este afișată în dreapta în blocul de tip. Gama de numere de culoare este formată de la 0 la 255. Fereastra de editare Nume schimbă numele folosit pentru culoarea selectată sau numele oricărei culori tradiționale care a fost creată. Buton Adăuga creează o nouă intrare pentru culoarea creată la sfârșitul paletei de culori. Buton Inserare (Inserare) adaugă culoarea creată în paleta de culori la poziția culorii selectate în paletă. Buton A inlocuiînlocuiește culoarea selectată din paleta de culori cu culoarea modificată.

vedere - Conține comenzi care controlează aspectul ferestrei curente a documentului.

Pagină (Pagină)– Scala fereastra grafică la pagina completă. Comanda Pagină crește sau scade densitatea vizualizării în fereastra Desen, astfel încât pagina completă să fie afișată. Formatul paginii este ajustat folosind comanda Aranjament în pagină din meniu fişier.

Fit to Window (Aterizare pe fereastră)- Scalează documentul pentru a se potrivi în fereastră. Comanda Fit to Window modifică mărirea tuturor obiectelor din fereastra de desen curentă, astfel încât să se încadreze în limitele ferestrei, oferind utilizatorului posibilitatea de a schimba nivelul maxim de zoom care permite ca toate obiectele să fie văzute în fereastra de desen activă.

dimensiunea reală (mărimea adevărată)- Scala documentul la dimensiunea reală. Comanda dimensiunea reală modifică mărirea ferestrei pentru a afișa rezultatul la o scară aproximativ reală. De exemplu, Ecran complet- Restabilește vizualizarea ecranului la vizualizarea pe tot ecranul. Comandă După ce este selectată această comandă, un inch pe ecran este egal cu un inch pe pagina imprimată atunci când este imprimată la scară de 100%.

ecran complet vă permite să vizualizați harta fără caracteristicile ferestrei Desen. Când este selectată această comandă, harta și toate obiectele asociate sunt reafișate, dar caracteristicile ferestrei nu sunt afișate. În acest caz, este imposibil să se monteze harta, totuși, o astfel de reprezentare oferă utilizatorului informații obiective despre tipul de hartă creată. Pentru a reveni la vizualizarea inițială, faceți clic pe orice buton de la tastatură sau mouse.

Zoom dreptunghi (schimbați scara imaginii dreptunghiului)- Extinde zona selectată, umplând astfel întreaga fereastră. Comanda Mărire dreptunghi mărește o parte a ferestrei Desen. Această comandă este utilă pentru a lucra detaliat pe o anumită zonă a ferestrei Desen, deoarece extinde zonele și vă permite să lucrați la ele la o vizualizare redimensionată.

Măriți (extinde)- Harta este afișată la o scară de două ori mai mare decât cea actuală. Comanda mareste dublează mărirea în interiorul ferestrei. Comanda centrează și fereastra pe punctul de interes. Pentru a mări o parte a ferestrei Desen, trebuie să faceți clic pe instrument mareste pe Bara de instrumente sau selectați comanda mareste din meniu vedere, și apare un indicator care indică metoda de mărire (plus). Plasați indicatorul pe zona sau obiectul care ar trebui să fie centrat în timpul măririi. Când faceți clic pe butonul mouse-ului, vizualizarea se va mări cu un factor de doi, iar punctul de interes va fi afișat în centrul ferestrei.

A micsora- Harta este afișată la jumătate din scara actuală. Comanda a micsora vă permite să reduceți imaginea ferestrei la jumătate și ca comanda mareste, de asemenea, centrează fereastra pe punctul de interes.

Zoom selectat (Măriți imaginea selectată)- Umple fereastra cu obiectul selectat. Comanda Zoom selectat modifică mărirea astfel încât obiectele selectate să fie la dimensiunea maximă posibilă în fereastra de desen atunci când sunt complet afișate.

Redesenează- Redenează documentul. Comanda Redeseneazășterge fereastra activă și redesenează toate obiectele din spate în față. Această comandă este folosită pentru a îndepărta reziduurile nedorite sau „murdăria” care apar uneori în timpul funcționării. De asemenea, vă permite să vedeți și să localizați obiecte ascunse în spatele altor obiecte pe măsură ce acestea sunt expuse. Puteți reordona obiectele folosind comenzi Mutați la ÎnapoiȘi Mutați în față.

Redenare automată- Redenează automat harta de fiecare dată când se face o modificare. Comanda Redenare automată folosit pentru a redesena automat harta de fiecare dată când se face o modificare. Când Redenare automată dezactivat, puteți folosi tasta F5 sau comanda Redesenează pentru a redesena harta.

A desena - Creează blocuri de text, poligoane, polilinii, simboluri și forme.

Text- Creează un bloc de text. Comanda Text plasează textul noilor intrări oriunde în fereastra Imagine. Puteți modifica un bloc de text existent făcând dublu clic pe el. Acest lucru vă permite să editați textul sau să schimbați fontul, dimensiunea punctului, stilul, culoarea și liniarizarea textului selectat. Textul poate fi mutat și redimensionat folosind mouse-ul și poate fi rotit folosind comenzi Roti, sau Rotire liberăîn meniu Aranjați (cazare).

Pentru a modifica atributele mai multor blocuri de text în același timp, trebuie să selectați toate blocurile de text care vor fi modificate și apoi să selectați comanda Atribute text. Modificări efectuate în fereastră Atribute text, se va aplica tuturor blocurilor de text selectate.

Blocurile de text pot include coduri speciale care nu se imprimă (numite Instrucțiuni de text matematic, care modifică atributele textului unei linii, cum ar fi tipul fontului, dimensiunea, culoarea și stilul (aldin, cursiv, barat și subliniat), într-un singur bloc de text. Comenzile de text matematice sunt utile pentru a plasa ecuații matematice pe o hartă sau pentru a crea titluri personalizate pentru axe folosind caractere grecești și romane mixte.

Poligon (Poligon)- Creează un poligon închis. Comanda Poligon folosit pentru a crea o formă multilaterală închisă. Poligoanele pot afișa orice model de umplere și stil de linie. Atributele poligonului pot fi modificate făcând dublu clic pe un poligon finalizat. Menținerea apăsată a tastei CTRL limitează plasarea vârfului, astfel încât segmentele de linie generate sunt limitate la incremente de unghi de 45 de grade. Făcând clic pe butonul din dreapta al mouse-ului, se șterge ultimul vârf al poligonului. Apăsarea ESC vă permite să părăsiți metoda fără a fi nevoie să finalizați poligonul curent. Dacă cursorul atinge marginea ferestrei la crearea unui poligon, Surfer mută automat imaginea.

Polilinie (polilinie)- Creează o linie întreruptă. Comanda Polilinie folosit pentru a trasa o linie în orice poziție a paginii. Liniile trasate în acest fel pot avea atâtea segmente cât este necesar. Poliliniile pot afișa orice tip de linie sau culoare și pot include săgeți indicator la fiecare capăt al poliliniei. Atributele unei polilinii pot fi modificate făcând dublu clic pe o polilinie finalizată.

Simbol (Simbol)- Creează un simbol centrat. Comanda simbol este folosit pentru a seta un caracter la o anumită poziție pe o pagină. La alegerea unei echipe simbol, sau pictograma Simbol din Bara de instrumente, puteți apăsa butonul mouse-ului în poziția în care doriți să apară simbolul. Atributele simbolului pot fi modificate ulterior făcând dublu clic pe simbol.

Simbolul implicit poate fi schimbat folosind comanda simbol când nu este selectat nimic. Fiecare simbol creat, după modificarea valorii implicite, folosește noul simbol.

Când trebuie specificate mai multe caractere, faceți dublu clic pe pictograma Simbol. Odată selectat instrumentul pentru simboluri, utilizatorul rămâne în modul simbol, permițându-i utilizatorului să creeze atâtea simboluri cât este necesar, fără a fi nevoie să se întoarcă la meniu sau la Bara de instrumente de fiecare dată.

Dreptunghi- Creează un dreptunghi. Comanda Dreptunghi este folosit pentru a crea un dreptunghi sau un pătrat umplut într-o poziție specificată pe pagină. Umplutura și tipul de linie pot fi modificate făcând dublu clic pe dreptunghiul completat.

Obținerea unui dreptunghi. Pentru a desena un dreptunghi, trebuie să faceți clic pe butonul mouse-ului în orice colț al viitorului dreptunghi și să mutați mouse-ul pentru a mări dimensiunea dreptunghiului. Ținând apăsată tasta SHIFT în timp ce obțineți un dreptunghi, punctul de pornire devine centrul dreptunghiului.

Obținerea unui pătrat. Pentru a desena un pătrat, trebuie să țineți apăsată tasta CTRL în timp ce obțineți un dreptunghi, iar pătratul va fi afișat cu un punct de plecare, la fel ca atunci când desenați un dreptunghi.

Rounded Rect (dreptunghi rotunjit)- Creează un dreptunghi rotunjit. Comanda Rounded Rect este folosită pentru a crea un dreptunghi rotunjit umplut într-o poziție specificată pe pagină. Obținerea unui dreptunghi rotunjit Și Obținerea unui pătrat rotunjit identice cu metodele similare pentru obținerea unui dreptunghi simplu (pătrat).

Elipsa (Elipsa)- Creează o elipsă. Comanda Elipse este folosită pentru a crea o elipsă sau un cerc umplut într-o poziție specificată pe pagină. Obținerea Elipsei Și Obținerea unui cerc identice cu metodele similare pentru obținerea unui dreptunghi (pătrat).

Atribute de linie (Atributele liniei)- Modificați atributele de linie implicite sau atributele de linie ale obiectelor selectate. Vă permite să modificați tipul, culoarea și grosimea liniilor obiectelor selectate sau să setați valoarea atributelor pentru obiectele create.

Atribute de umplere(Atribute de umplere) – Modifică valoarea implicită a atributelor de umplere, a atributelor de umplere sau a atributelor de umplere ale obiectelor selectate.

Atribute text (Atribute text)– Modifică atributele implicite ale textului sau atributele textului selectat.

Atributele simbolului (Atribute simbol)- Modifică atributele implicite ale simbolului sau atributele simbolului selectate.

Aranja - Conține comenzi care controlează ordonarea și orientarea obiectelor.

Mutați în față(Mergi inainte)- Obiectele selectate ies în afară în fața altor obiecte.

Mutați la Înapoi(Du-te inapoi)- Obiectele selectate ies în afara altor obiecte.

Combina(Conectați)– Conectează obiectele selectate împreună.

Despărțire(Divide)– Desparte obiectele selectate în componente separate.

Roti(Rotație)- Rotește obiectul selectat în jurul unghiului specificat.

Rotire liberă(Rotație liberă)- Rotește obiectul folosind mouse-ul.

Aliniați obiecte (Aliniați obiecte)- Obiectele sunt aliniate în cadrul casetei de delimitare.

Gri d (Grilă) - Conține comenzi pentru crearea și modificarea unui fișier grilă.

Date (Date)- Construiește o grilă regulată de puncte cu un pas dat în X și Y într-un dreptunghi mărginit de linii de coordonate (fișier cu extensia [.GRD]) dintr-un set de date X, Y, Z. Un fișier grilă este necesar pentru a construi o hartă structurală sau o diagramă de suprafață sau pentru a efectua orice acțiune care necesită un fișier grilă, cum ar fi o grilă matematică, calcule de volum și suprafață, netezire sau calcul matematic al reziduurilor de grilă. Date brute ale coordonatelor X și Y, colectate în formă neregulată pe zona zonei hărții, Surfer interpolează la o grilă dreptunghiulară obișnuită într-un fișier în format [.GRD].

Parametrii de construcție a plasei pot fi controlați. Coloane de date vă permite să definiți coloane pentru valorile X, Y și Z din fișierul de date. Geometria liniei grilei vă permite să definiți limitele și densitatea grilei. Editați ferestrele XȘi Y direcţie vă permit să definiți diferite limite ale grilei și să determinați densitatea liniilor de grilă în ambele direcții. Metode de grilaj vă permite să definiți metoda utilizată la interpolarea valorilor grilei și să ajustați anumiți parametri ai acestei metode.

Funcţie- Construiește un fișier grilă [.GRD], conform unei funcții definite de utilizator. Comanda funcţie vă permite să creați un fișier mesh dintr-o ecuație definită de utilizator a două variabile ale formularului Z=f(X Y), folosind oricare dintre funcțiile matematice disponibile pentru program Surfer.

Matematică (matematică)- Construiește un fișier mesh [.GRD] prin efectuarea de operații matematice pe o plasă existentă. Matematică combină matematic valorile punctului grilei a două fișiere grilă care folosesc aceleași valori de coordonate. Această comandă creează un fișier grilă de ieșire bazat pe o funcție matematică specifică, cum ar fi C=f(A, B), unde C este fișierul mesh de ieșire, A și B reprezintă fișierele mesh originale. O anumită funcție este executată pe nodurile grilei corespunzătoare cu aceleași valori X și Y. Funcția Matematică poate fi efectuat și pe o singură plasă sau fișier USGS DEM. În acest caz, aceeași expresie matematică este aplicată tuturor nodurilor grilei originale.

calcul (calcul)- Oferă opțiunea de interpolare a datelor aplicată pentru grilaj. Comanda Calcul grilă Ajută la identificarea cantităților dintr-un fișier plasă care nu sunt vizibile atunci când vizualizați conturul unei hărți sau vizualizarea 3D.

Matrix Smooth- Netezește rețeaua folosind un algoritm de netezire a matricei. Matrix Smooth calculează noi valori ale nodurilor grilei prin mediere sau eșantionare ponderată. Acest lucru elimină „zgomotul” nedorit sau informațiile la scară fină care sunt prezente în fișierul mesh original. Fișierul de plasă netezită are aceleași limite și conține același număr de noduri de plasă ca fișierul original.

Spline Smooth (Spline - Netezire)- Netezește rețeaua folosind algoritmul de netezire spline. Interpolarea spline cubică este utilizată pentru a calcula nodurile. Interpolarea spline cubică folosește o tehnică de desenare spline pentru a desena o curbă netedă între caractere. Segmente de linie între semnele adiacente - simbolurile pot fi reprezentate printr-o ecuație cubică.

Există două moduri de a netezi cu spline: extinderea rețelei sau recalcularea acesteia. La extinderea unei rețele, nodurile sunt inserate între nodurile existente în rețeaua originală. Dacă rețeaua este recalculată, toate nodurile din rețeaua aliniată sunt recalculate.

Gol (Albire)- Creează o secțiune de plasă curată în fișierul [.GRD] pe un fișier de plasă [.GRD] existent de-a lungul limitei specificate în fișierul [.BLN]. Pentru a utiliza comanda Gol necesită fișiere de plasă [.GRD] sau fișierul de placă USGS DEM [.BLN], care trebuie creat înainte de a executa operația de plăci. Fișierul mesh este creat cu comanda Date, iar un fișier suprapus poate fi creat și salvat în fereastra proiectului.

Limita poate fi atribuită unei zone din interiorul sau din afara graniței de suprapunere. Rețeaua închisă conține același număr de elemente, aceleași coordonate și aceleași limite ca fișierul rețea original. Elementele din grila de ieșire sunt identice cu valorile din grila de intrare, cu excepția celor în care este plasată valoarea de suprapunere.

Convertit- Comanda Convertit vă permite să convertiți un fișier grilă binar [.GRD] într-un fișier grilă ASCII sau invers, sau să convertiți un fișier USGS DEM în ASCII sau într-un fișier grilă binar. De asemenea, puteți converti un fișier mesh sau un fișier USGS DEM într-un fișier de date X, Y, Z. Când creați un fișier de date, toate nodurile grilei sunt listate în coloane separate, cu coordonatele X în coloana A, coordonatele Y în coloană B și valorile Z din coloana C. Format GSBinar (*.GRD) mai mic decât un fișier grid ASCII și ocupă mai puțin spațiu pe disc. Format GS ASCII (*.GRD) vă permite să modificați fișierul folosind un chestionar Surfer sau orice editor ASCII care vă permite să procesați un fișier mare. Format ASCII XYZ (*.DAT) permite obținerea fișierului de date X, Y, Z din fișierul grid [.GRD].

Extrage- Creează un fișier mesh care este un subset al unui fișier mesh existent. Subseturile se pot baza pe unele rânduri și rânduri din fișierul grilă de intrare. În acest caz, puteți utiliza un factor de pas care omite un anumit număr de rânduri și rânduri atunci când citiți informații din grila originală. În acest fel, densitatea ochiurilor poate fi redusă.

Transformare (Transformare)- Schimbă poziția coordonatelor XY ale unui nod grilă în fișierul grilă. Comanda Transforma nu modifică valorile Z conținute în fișierul mesh, ci doar poziția valorilor Z în fișierul mesh. echipe Transforma utilizați translația, scalarea, rotația sau oglindirea valorilor nodurilor grilei în fișierul grilă. Opțiune decalaj vă permite să adăugați sau să scădeți offset-ul specificat X sau Y. Opțiune Scară vă permite să schimbați scara. Opțiune Roti vă permite să rotiți grila cu un factor de 90. Opțiuni Oglinda XȘi Oglinda Y creați o imagine în oglindă a extremului X și respectiv Y.

Volum (Volum)- Efectuează calculul volumului și ariei dintre nodurile grilei din fișierul [.GRD]. Comanda Volum poate calcula volumul întregii suprafețe și volumul decupajului, precum și diferența dintre cele două ochiuri. Comanda calculează și suprafața. Cu cât densitatea grilei este mai mare, cu atât calculele vor fi mai precise.

Felie– Produce un șir de profil dintr-un fișier grid [.GRD] și o limită de fișier. Un fișier de date de profil de teren este creat pe baza fișierului de suprafață [.GRD] și a fișierului de podea [.BLN].

Reziduuri- Calculează diferența dintre valorile de suprafață ale grilelor [.GRD] și valorile datelor originale. Comanda Reziduuri calculează diferența verticală dintre semne - simboluri și grila de coordonate trasată a suprafeței. Restul este diferența dintre valoarea Z a unui punct din fișierul de date și valoarea Z interpolată în același punct (X, Y) plasat pe suprafața trasată. Comanda Reziduals poate oferi o măsură cantitativă a diferenței dintre fișierul mesh și datele originale sau poate fi folosit pentru a determina valorile Z în orice punct al grilei (X, Y).

Calculele se fac dupa formula: Zres = Zdat – Zgrd unde Zres - diferenta reziduala; Zdat - valoarea Z în fișierul de date; Zgrd este valoarea Z din fișierul mesh.

Pentru a obtine informatii statistice privind impuritatile reziduale calculate este necesara folosirea comenzii Statisticiîn meniu Calculul foii de lucru.

Editor Grid Node– Vă permite să schimbați nodurile grilei individuale din fișierul grilă [.GRD]. La fereastră Editor Grid Node, poziția nodurilor grilei este indicată prin semnul „+”. Este evidențiat vârful activ, pentru care puteți introduce o nouă valoare Z.

Hartă (Hartă) - Conține comenzi pentru crearea și modificarea hărților.

Încărcați harta de bază (încărcați harta de bază)- Creează o hartă de bază dintr-un fișier margine, metafișier sau fișier bitmap. Comanda Încărcați harta de bază importă harta graniței pentru a o utiliza ca hartă principală. Hărțile principale pot fi independente de alte hărți din fereastră Complot, sau poate fi amestecat cu alte cărți (folosind comanda Hărți suprapuse).

Contur (orizontal)- Generează o hartă structurală dintr-un fișier mesh sau fișier DEM ( Figura 3.1). Hartă structurală - Un grafic bazat pe valorile X, Y, Z dintr-un fișier grilă sau fișier DEM. Orizontală este determinată de valorile Z sau, cu alte cuvinte, treapta secțiunii de relief. Fișierul plasă conține o serie de valori Z fixate pe o matrice de plasare divizată în mod regulat (X, Y). Când este creată o hartă structurală, fișierul mesh este interpretat. Contururile sunt scoase ca segmente drepte între liniile grilei din fișierul grilă. Punctul în care orizontală intersectează linia grilei se bazează pe o interpolare între valorile Z la punctele grilei adiacente. Când creați o hartă de înălțime, puteți controla tipul, grosimea și culoarea liniilor, precum și culoarea de umplere dintre liniile de contur.

Postare (Postare)- Creează o hartă care arată locația punctelor de date. Hărțile postate pot acoperi hărți structurale, permițându-vă să puneți simbolurile necesare ale originalului pe hartă sau alte informații despre locația punctului. Etichetelor utilizate pe hartă li se pot atribui atribute text (Atribute text).

Postare clasificată (Postare clasificată)- Creează o hartă care arată locațiile punctelor de date pe baza altor zone de date. Comanda post clasificat vă permite să reprezentați puncte folosind simboluri diferite pentru diferite intervale de date înregistrate ( Orez. 3.2).

imagine- Creează o hartă de imagine bitmap dintr-un fișier mesh sau un fișier DEM. Hărțile raster folosesc culori diferite pentru a reprezenta altitudinea în teren. Culorile de pe hărți sunt legate de valorile cotei. O culoare cu o luminozitate de 0% este trecută la valoarea Z minimă în fișierul rețea, iar o culoare cu o luminozitate de 100% este trecută la valoarea Z maximă. Surfer amestecă automat culorile între valorile grilei, astfel încât rezultatul să fie o gradație netedă a culorii pe hartă. Fiecărui punct i se poate atribui o culoare unică, caz în care culorile sunt amestecate automat între punctele adiacente. Imagine către artele se pot scala, modifica granițele sau se pot mișca în același mod ca și alte tipuri de hărți, cu toate acestea, nu se pot roti sau înclina și nu pot fi combinate cu o hartă de suprafață ( Fig 3.3).

Relief umbrit- Generează o hartă umbrită dintr-un fișier mesh sau DEM. Hărțile cu denivelări umbrite sunt hărți raster bazate pe un fișier mesh sau un fișier DEM. Aceste hărți folosesc culori diferite pentru a indica panta terenului și direcția de înclinare în raport cu direcția definită de utilizator a sursei de lumină. Surfer definește orientarea fiecărei celule de grilă pe suprafață și atribuie o culoare unică fiecărei celule de grilă. Deoarece culorile sunt atribuite celulelor grilei, nu are sens să folosiți această comandă pe grile cu pași mari.

Culorile din hărțile umbrite sunt legate de valorile procentuale ale luminii incidente. Vă puteți gândi la o sursă de lumină ca la soarele care strălucește pe o suprafață topografică. Culoarea maximă (la 100%) este atribuită acolo unde razele sunt perpendiculare pe suprafață.

Suprafață (Suprafață)- Creează o diagramă de suprafață dintr-un fișier grilă sau fișier DEM. Un diagramă de suprafață este o reprezentare 3D a unui fișier

grilă care poate fi afișată cu orice combinație de rânduri X, Y sau Z.

Când construiți o suprafață, puteți seta parametrii de afișare a acesteia (linii X, Y sau Z, culori de umplere etc.).

Afișați (Inserați)- Controlează afișarea opțiunilor pe harta sau suprapunerea selectată. Comanda spectacol activează sau dezactivează afișarea opțiunilor de pe harta selectată. Parametrii evidențiați în lista de comenzi sunt afișați pe hartă.

Editați | ×- Controlează opțiunile axei pentru axa selectată. Comanda Editare axă vă permite să ajustați toți parametrii pentru axa selectată. Setează valoarea maximă și minimă a axei, precum și intervalul dintre valori.

Scară- Controlează scalarea axei selectate. Comanda Scara axei definește limitele axei, distanța dintre etichete de-a lungul axei, poziția axei selectate în raport cu alți parametri de pe hartă sau graficul de suprafață.

Linii de grilă- Controlează afișarea liniilor de grilă pe hartă.

Bară de scară (scara liniară)- Creează o scară liniară. Rigla este împărțită în patru părți egale și poate fi scalată la orice parametri definiți de utilizator. În mod implicit, scara este scalată în jurul axei x.

Fundal (Fundal)- Controlează fundalul hărții, aliniază și completează atributele. Limitele fundalului hărții se potrivesc cu limitele axei de pe contur și cu baza de pe diagrama de suprafață.

Digitalizați- Citește coordonatele de pe hartă și le scrie în fișierul de date. Când utilizați această comandă, deplasând cursorul pe harta selectată, coordonatele X și Y pentru poziția curentă a mouse-ului sunt afișate în bara de stare. Când apăsați tasta din stânga, coordonatele punctului curent sunt scrise în fișierul de date.

Vedere 3D- Controlează rotația și deformarea hărții sau a suprapunerii selectate ( Orez. 3.5). Comanda Vedere 3D seturi

orientarea hărții în fereastra de desen. Hărțile pot fi rotite în jurul axei Z, înclinarea și vederea în perspectivă pot fi controlate. Comanda de rotație 3D poate fi aplicată tuturor hărților selectate în același timp.

Această opțiune vă permite să vizualizați imaginea în două proiecții: perspectivă, care creează un rezultat vizual, în urma căruia dimensiunea suprafeței se modifică odată cu distanța față de browser și proiecția ortografică a suprafeței pe un plan, când sunt linii paralele. rămân paralele. Această proiecție este implicită pentru diagramele de suprafață sau alte reprezentări cartografice.

Scară- Controlează scara pentru harta sau suprapunerea selectată. Comanda Scară definește modul de scalare a blocurilor hărții în raport cu blocurile de pagină din fereastră Complot. În mod implicit, scalarea se face astfel încât partea cea mai lungă a hărții, fie axa X, fie axa Y, să fie de 6 inci. La trasarea graficelor de suprafață, se aplică aceleași reguli X și Y, iar axa Z este scalată la 1,5 inci lungime, indiferent de numărul de blocuri din axa Z.

Limite- Determină întinderea hărții sau a suprapunerii selectate. Trebuie să utilizați comanda Limite pentru a defini limitele valorilor X și Y. Această comandă este utilă pentru afișarea parțială a hărții randate, dar nu poate fi aplicată hărților de suprafață.

Stack Maps– Suprapune și aliniază cardurile selectate pe pagină. Utilizarea acestei comenzi este utilă atunci când doriți să stivuiți două sau mai multe suprafețe sau o hartă a structurii peste o suprafață. Folosirea acestei comenzi necesită ca cardurile selectate să aibă aceleași limite X și Y, să folosească aceeași reprezentare 3D și să fie afișate aproximativ vertical pe pagina în care urmează să funcționeze.

Hărți suprapuse- Îmbină hărțile selectate într-un singur strat. Comanda Hărți suprapuse combină două sau mai multe hărți într-o singură hartă, activată de un singur set de parametri X, Y și Z. Suprapunerile pot conține orice număr de harta de bază, hărți de contur, post sau post clasificat hărți, dar poate conține doar o diagramă de suprafață.

Editați suprapunerile- Vă oferă control asupra componentelor de suprapunere. Comanda Editați suprapunerile vă permite să selectați cu ușurință oricare dintre obiectele din fereastră. Orice card poate fi scos din suprapunere, cu excepția desenului de suprafață.

Acestea sunt principalele funcționalități ale programului Surfer, pe care l-am folosit în implementarea părții experimentale a proiectului de absolvire.