1、Surfer使用教程第 3 章 绘图软件的使用软件运行环境及特点Golden Software Surfer （以下简称 Surfer ）是一款画三维图 （等值线， image map ， 3d surface ）的软件，是美国 Golden Software 公司的系列绘图软件之一。该软件简单易 学，可以在几分钟内学会主要内容，且其自带的英文帮助文件（ help 菜单）是相当完 美且容易阅读的，对如何使用 Surfer ，解释的很详细，只要学过英语的人都可以很快上 手。Surfer 的主要功能是绘制等值线图（ contour map ），是具有插值功能的绘图软件， 因此，即使你的数据是不等间
2、距的，依然可以用它作图。此外它还可以绘制张贴图、 分类张贴图、矢量图、影像图、线框图、 3d surface map ，等形式的图形，其功能是比较强大的。Surfer 的安装比较简单（目前，只有 Windows 操作系统下的版本，最为常用的是 版本），只要按其提示缺省安装即可。其安装软件的大小不到 30M ，一般的计算机硬 件基本能够顺利使用该软件。安装好 Surfer 以后，其环境界面如图 31 所示。命令命令菜单菜单目标管目标管理窗口理窗口命令绘图命令绘图图 3-1 软件界面软件界面及命令菜单Surfer 软件的界面非常友好，继承了 Windows 操作系统软件的特点。从图 3 1 中可以
3、看到，其最上方为命令菜单，在命令菜单的下方是命令菜单中的快捷工具栏（共 两行），左侧的空白区域为目标管理窗口，用来更加方便的管理绘制的各个图形要素， 右侧的空白区域为工作区，用来绘制图形，最右侧的一个竖条工具栏是绘图命令的快 捷方式。下面详细介绍各个命令菜单的主要内容。3.2.1文件菜单（ F）文件菜单”如图 3 2 所示，主要是对文件进行操作，如文件的建立、加载、打印设置等。图 3-2 文件菜单新建用来新建一个工作窗口，点击后即出现图3 1 界面。打开 打开一个已经存在的 Surfer 可以识别的文件。关闭保存 另存为 输入 关闭当前窗口。 保存当前窗口内容。 将当前窗口内容另存为其它文件名
4、。 输入 Surfer 识别的图形格式。输出页面设置打印 将窗口内容输出到图形等格式文件。 设置当前页面的尺寸等属性。 打印当前窗口内容。参数选择 设置 Surfer 的默认属性，包括缺省单位，线型，字体等。退出 退出 Surfer 。3.2.2编辑菜单（ E）编辑菜单”如图 33 所示，该菜单包含看了常用的编辑命令，如剪切、拷贝、图 3-4 视图菜单粘贴、选择性粘贴、删除、修改目标属性以及撤销上一次操作等。图 3-3 编辑菜单凡是在菜单命令后跟有三个小黑点，说明选取该命令后会打开一个对话框； 凡是在菜单命令的右边有三角形符号的，表明选取该菜单会打开一子菜单。3.2.3视图菜单（ V）“视图菜
5、单”如图 3-4 所示，主要对 Surfer 的编辑屏幕进行设置，如改变视图文档 的大小、缩小或放大图像的显示比例，以及控制标尺、参考网格、状态栏和对象管理 器的显示或隐藏。3.2.4绘制菜单（ D）“绘制菜单”如图 3-5 所示，主要是对图像进行手工操作，如手工填写文字文本， 以及手工绘制多边形、多段直线、缺省符号、矩形、圆角矩形、椭圆等图形。3.2.5排列菜单（ A）“排列菜单”如图 3-6 所示，主要是调整排列图像的前后关系，排列叠置图的上下图 3-6 排列菜单覆盖关系，以及对齐图像和组合图像，并对图像进行组合、拆分、旋转、变换等。图 3-5 绘制菜单3.2.6网格菜单（ G）“网格菜单
6、”如图 3 7所示，是 Surfer 软件最核心的菜单之一。主要功能有：输 入数据文件，并对其进行网格化；变化图命令，采用函数生成网格文件；对网格文件 进行数学操作，对网格文件进行微分、地形建模、积分；对网格数据进行滤波，对网 格数据进行样条光滑；对网格数据进行白化，将网格化数据转换成其它格式；从网格 化数据中取部分区域数据，合并两个以上的同网格范围的网格化文件；计算网格化数 据的体积，从网格化数据中取一剖面；计算两个网格化数据的残差，对网格化数据进 行编辑。3-7 网格菜单图 3-8 地图菜单3.2.7地图菜单（ M）地图菜单” 如图 3 8 所示， 也是 Surfer 软件较为重要的菜单之
7、一。 主要功能有：绘制等值线，输入底图；绘制散点图（包括分类散点图）、绘制图像图、阴影地貌图、一维或两维向量、带线框架图、 3D 表明图；绘制地图比例尺，对图形进行数字化、调 整；以及水平对齐图形、按坐标重叠图形，将重叠图形拆分等等。3.2.8窗口菜单（ W）图 3-10 帮助菜单“窗口菜单”如图 3 9所示，主要功能是对窗口进行操作。包括对当前窗口的内 容重新在新窗口生成、重叠窗口（水平重叠窗口，垂直重叠），以及排列窗口底部的 图标等等。图 3-9 窗口菜单3.2.9帮助菜单（ H）“窗口菜单”如图 3 10 所示，用户可以通过它访问 Surfer 在线帮助和在线教程，还可以访问 Surfe
8、r 软件的官方网站，以及查看 Surfer 软件的版本，检查软件更新情况Surfer 软件的数据格式3.3.1数据格式Surfer 常用的数据文件一般是 ASCII 码（文本）格式的数据。对于地质作图来说，Surfer 数据文件常包含四列，分别为井名列、 X 列、 Y列和 Z列，其中 X 列和 Y列分别表示 x 和 y 坐标， Z 列是在坐标（ x， y）处的值（例如，高程）。井名列可以放在 XYZ三列的前面，也可以放在后面（如图 3 11）。因为在地质上，常常需要绘制同一坐标下的多种等值线图，比如地层厚度等值线图、孔隙度等值线图、渗透率等值线图等等，所以在同一个数据文件中，对于Z 列这样的等
9、值数据可以有多列，分别依次排列，而不需要建立多个文件。Surfer 软件常用的ASCII 码（文本）数据文件后缀名一般为“*.dat ”、“*.txt ”，Surfer可以直接对其读取。此外， Surfer 还可以方便的读取由 Microsoft OfficeExcel 建立的“*.xls ”工作簿文件。需要特别注意的是，因为 Surfer 软件不能良好的支持中文当一个Excel 工作簿文件里包含多个工作表，且每个工作表里都有数据时，不能用中文给 Excel 工作表命名，否则 Surfer 在读取数据的时候会出错。3.3.2 建立数据文件Surfer 数据文件的建立方式有几种。般， 可以在 S
10、urfer 自带的工作表编辑器中手工输入（如图 3 11），然后点击“文件菜单（ F）”的“保存”选项，保存为后缀名为“ *.dat ”、“ *.txt ”的数据文件。另外其它软件生成的文本文件，例如Excel 表格数据，通过保存成文本格式，也可以转换成Surfer 所需要的数据文件。通常，任何转换成“ *.dat ”、“ *.txt ”结尾的文本数据文件，都可以被 Surfer 直接读取。 Surfer 支持字符，所以字符也可以用在数据文件中，除了第一行的字符可以看作是文件头外，其它的字符一般被认为是 Surfer 的缺省值，此值在做等值线等图形时将不会显示。单击弹出窗口井名列图 3-11
11、Surfer 工作表编辑器井位坐标图的绘制地质图件常常需要标有井名、井位坐标，在 Surfer 软件绘制井位作标图中可以通 过“建立张贴图”或“建立分类张贴图”来实现。3.3.1建立张贴图打开“地图菜单（ M ）”，点击“张贴图（ P），选择“新建张贴图（ N）”，在“打开”对话框中选择数据文件 （如图 3 12），点“确定”，则一幅“张贴图”初步 建立完成（如图 3 13）。但此时“张贴图”上还没有显示井位坐标，需要对“张贴图” 进一步设置。调出 设置“张贴图属性对话框”有三种方法：鼠标左键双击左边目标管理窗口里面的“ ”； 或在所画张贴图的图中心位置双击鼠标 ；或在 张贴图的图中心位 置点
12、击鼠标右键，选中“属性” ，就会出现设置张贴图属性的各种选项，可以进行修 改和设置 （如图 3 13 ）。各属性选项介绍如下：1、“常规 General ”选项卡（ 1）“数据文件名（ D）” 表示出当前打开的数据文件所在的位置，可以点击“打开文件图标” ，更改打 开的数据文件。（如图 3 13）（ 2）“工作表列”设置 x 坐标， y 坐标具体位于数据文件的哪一列。 下面的“符号 S”和“角度 G” 选项一般不用，可以设置为无。（ 3）“缺省符号” 设置井位坐标的符号。通常我们选择实心圈，颜色选择红色。“缺省角度（ N）”和“频率（ F）选择，一般使用默认值（见图 3-13 所示的“符号属性
13、图”）。（ 4）“符号尺寸”设置井位符号的大小，通常不选“按比例（ P）”选项，而是选择“固定尺寸（ I），根据实际情况，一般设置为 0.10cm 。2、“标注 Labels ”选项卡1）标注用工作表列指出数据文件中标注（井名或其他内容）所在的列。 “角度”和 以用默认值。（如图 3 14）平面”选项可单击弹出窗口选择数据文件图 3-12 Surfer 工作表编辑器双击弹出窗口对图双击弹出窗口初步建立的张贴图”单击弹出窗口图 3-13 张贴图属性对话框（ 2）符号相对位置 设定粘贴的标注相对于粘贴点的位置。下拉式列表框可设定标志的位置居中、 左齐、右齐、上齐、下齐，也可以根据实际需要，选择用户
14、定义选项，指定 X 或 Y 的 偏移量。（ 3）字体和格式 设定标注所用的“字体”和“格式”，一般采用默认值即可。图 3-14 标注选项卡3、“查看 view ”选项卡用来调整等值线图的整体方向，除了在“ 3D Surface ”情况下，一般不用。4、“比例 scale ”选项卡用来设置 xyz 轴的比例，可以调整其长度选项。一般情况不需调整，除非 X 和 Y相差很大，为了方便看图可以调整其到合适的长度。xy 的最小最大值），从而得到感兴趣的目标区5、“限制 limits 选”项卡可以用来裁剪等值线图（通过设置的图形。6、“背景 background ”选项卡可用来设置背景填色，一般不用。最后
15、，设置好所有的选项后，点击“文件菜单（ F）”的“保存”选项，选择默认的“ *.srf ”格式进行保存，则井位坐标图正式绘制完毕。3.3.2建立分类张贴图“分类张贴图”的建立方法和“张贴图”的建立方法类似，只是多了一个“分类 选项” （如图 3-15）。 以 Z列数据（即等值数据）为分类依据，根据研究的目的需要， 制定一定分类标准来对井进行分类。不同的类别，可以设置成不同的标志符号双击设置大小值双击设置标志符号和尺寸图 3-15 分类选项卡等值线图的绘制3.4.1 数据文件的网格化Surfer 最主要的功能是绘制等值线图，但并不是我们具有了数据文件就可以直接 绘制等值线， Surfer 要求绘
16、制等值线的数据有特殊的格式要求，即首先要将数据文件 转换成 Surfer 认识的“网格文件”格式，才能绘制等值线 。假设你有三列数据：第 列是 X 坐标，第二列是 Y坐标，第三列是（ x，y）上的值 Z，存在文件中。等值线的绘制可以在前面绘制好的井位坐标图上继续进行，即先打开前面绘 示 制好的井位坐标图“ *.srf ”文件，然后开始以下的操作。在绘制等值线前，首先要将数据文件转换为网格文件，步骤如下：1）打开“ 网格菜单（ G）”，点击“数据（ D） .” ，在“打开”对话框中选择数据文件 （如图 3 16）。单击弹出窗口选择数据文件图 3-16 网格菜单的“数据”选项2）在打开“网格化数据
17、”对话框中（如图3 17），对“数据列”进行操作， 选择要进行“网格化”的网格数据（ X 和 Y 坐标）以及格点上的值（ Z列）， 这里我们不用选择， 因只有 3 列数据且它们的排列顺利已经是 XYZ 了，如果是多列数据，则可 以在下拉菜单中选择所需要的列数据。图 3-17 “网格化数据”对话框（ 3 ）选择好坐标 XY 和 Z 值后， 在“网格化方法（ M ）”中选择一种插值方法。 如果你需要比原始数据的网格 X 和 Y更密的 Z 数据，或是你的网格是非均匀的，则在 “网格化”的过程中， Surfer 会自动进行插值计算，生成更密网格的数据； 如果你只是 想绘制原始数据的图，不想插值，则最好
18、选择 “加权反距离法 （ inverse distance to a power ）”或 “克里格法（ Kriging ） ”。 因为这两种方法在插值点与取样点重合时，插 值点的值就是样本点的值，而其它方法不能保证如此。（4）在 “输出网格文件（ Output GridFile ）”中输入输出文件名，然后在“网格 线索几何学（ Grid Line Geometry ）”中设置网格点数。 这里需要注意的是，当 X 和 Y 的数值相差很大时，这里显示的最大最小值可能有错误（即与原始数据不同），这是 Surfer 软件本身的问题，遇到这种情况，必须手动改正这种错误，即输入正确的最大 最小值。 由于我
19、们的数据没有此类问题，因此不必手动改正最大最小值。但必须手动 改正 X 和 Y 的“间距（ spacing ）”或“行数”，这二者是相关的，改动一个，另一个 自动改正。如果你的原始数据是等间距的，这里的 X 和 Y的“间距（ spacing ）”或“行 数”最好与原数据一致，这样可以减少插值带来的误差。我们的数据是不均匀的，所 以必须插值，这里可以不进行任何改动。最后，点击“确定”，画等值图所需要的网格文件就生成了。另外，打开“网格菜单（ G）”，选择“函数（ F） .”命令也可以创建一个新的网格文件， 此网格文件的 Z 值是一个原有网格文件的 Z 值的转换或是原有两个网格文件 Z值的组合。
20、输出的新网格文件的 Z值与应用的数学函数有关。 设此函数为 C = f （ A，B）， 这里 C为输出值， 而 A 和 B为输入值。 此函数会把对应的相同的 （ x，y ）坐标上的 Z 值 进行相应的数学计算，然后把计算结果写入新的网格文件。例如，函数 C = log10 （A）会把原来 A 文件中的 Z值做以 10 为底的“对数计算”，然后把新的 Z 值写入新的网格 文件。如果一个网格数据是空白的（ blanked value ），那么，新的 Z 值也是空白的。3.4.2绘制和设置等值线3.4.2.1 绘制等值线打开 “地图菜单（ M）” ，点击 “等值线图（ C） ，选择“ 新建等值线图（
21、 N）” 在“打开网格” 对话框中 选择 刚才输出的 网格文件 （如图 3 18），点“确定”，则一幅等值线图就完成了（如图 3 19）。单击弹出窗口选择数据文件”选项框3.4.2.2 等值线图的修改和设置调出设置“等值线图属性对话框”有三种方法 ： 鼠标左键双击左边目标管理窗口 里面的“ ”；或 在所画等值线图的图中心位置双击鼠标； 或在等值线图的 图中心位置点击鼠标右键，选中“属性”，就会出现设置等值线属性的各种选项，可 以进行修改和设置（如图 3 20）。各属性选项介绍如下：1、“常规 General ”选项卡（ 1 ）“输入网格文件（ G） input grid file ”为打开的等
22、值线图的网格文件重新命名。你也可以点击“打开文件图标” ，打 开其他不同的文件（几乎没人这样做），另外点击一下打开文件图标旁的“ ”图标，则可以看到当前网格文件的基本统计信息，如最大最小值等（如图 3 20）。双击弹出窗口图 3-20 等值线图的属性对话框（ 2 ）“填充等值线 filled countours ”选中“填充等值线（ F） fill countour （在前面的方框中点一下鼠标），就可以画着 色的等值线图了，如果再选中下面的“颜色比例（ C） color scale ”的话，则可以在等值线图旁边给出色彩棒。（ 3 ）“平滑等值线（ S） smothing ” 选中的话可以对等值
23、线进行平滑，在“程度（ M ） amount ”中有“低、中、高”三种选择。这一项可以不选，除非画出的等值线图中的等值线非常的不平滑。这项只 起到美化图形的结果，没有更大的意义。（ 4 ）“白化区域 blanked regions ” 这项可以对空白区域进行着色，只有在你的等值线中有空白区域时才有意义，一 般不用。（ 5）“断层线条属性（ U） fault line 可以设置等值线的粗细颜色等。2、“等级 Levels ”选项卡“等级 Levels”选项卡下有 5 个选项： “等级 level ”、“线条 line ”、“填充 fill ”、 “标注 labels ”和“影线 hach ”。（
24、 1）“等级 level ”点击“等级 level ”可以设置等值线的 最大最小值和等值线间 的等值距，这可以对 所有的等值线发生作用，通过调节此项可以使等值线分布均匀，易于看清楚， 作图更 美观。如不想人为改动，可用缺省值。双击“等级 level ”下面的数字，可以单独更改 等值线的值，但要注意等值线从小到大的规律。（ 2）“线条 line ”点击“线条 line ”可以设置等值线的线型。“线条 line ”的“属性 properities ”选项卡下有几项可以设置一下（如图 3 21 ）。图 3-21 “线条 line ”的属性对话框选中“统一（ U） uniform ”，则线型是统一的，
25、选中“分级（ G） gradation ”，则线的颜色是渐变的。 选择好“属性 properities ”后，就可以更改下面的“式样（ style ）” 和“颜色（ color ）”以及“线条宽（ line ）”。点一下“颜色（ color ）”旁边的颜色区， 可以修改线条颜色。修改“受影响等级 affected levels ”可以有选择的对等值线的线型 颜色进行设置，主要是手动修改“ ， ， 那line ”下面的线，来改变某一根等值线的具体属里边的三个数字（如图 3 21），这里不再详细介绍了。此外，还可以通过直接双击“线条 性（如图 3 22）。单击弹出窗口图 3-23b图 3-23a图
26、 3-22 “单一线条”的属性对话框图 3-23 “填充 fill ”的属性对话框（ 3）“填充 fill ” 此选项只有对填充了颜色的等值线图中才有效，对没有填充颜色的等值线图无作 用。单击“填充 fill ”设置着色（如图 3 23a），出现“填充选项卡” （如图 3 23b ）， 需要 设置的只是“前景色（ F），其他的“填充图案（ P）”以及“背景色（ B）”均不用设置。点击“前景色（ F）就会出现“颜色谱 color spectrum ”选项框（如图 3 23c），点一下“盾形”图标（在颜色条的左右两端上方），就可以分别点选下面的颜色了， 当然，也可以按住键盘“ Ctrl ”键的同时
27、点击鼠标左键，在颜色条的上方，添加“盾形” 图标， 手动添加制定的颜色。 或是点击 “载入 （ L）load ” （如图 3 23c），调用 surfer8 安装目录“ Samples“里默认的调色板文件（ *.clr ）（如图 3 23d ）。图 324 是选择 了调色板文件“”得出的图形。图 3-24 选择调色板文件“”做出的图形同样，可以通过双击“填充fill ”下面的具体颜色条来对特定的等值线区域进行着色（如图 3 25）。（ 4 ）“标注 labels ”设置等值线标注数字，比较简单。 双击下面的“是 yes ”或“否 no”可以设置是 否显示某一等级的标注。（ 5）“影线 hach
28、 ”用来画等值线的上下方向（即上山或下山方向），一般不用。此外“ 等级 Levels”选项卡右侧还有 4 个选项：“添加 add ”、“删除 delete 载入 load ”、“保存 save ”。单击弹出图 3-25 “单一填充”的属性对话框当选中某一“等级 level ”后，点“增加 add”按钮可以在两个“等级 level ”之间插入一新的“等级 level ”；“删除 delete ”按钮则可以删除选中的“等级 level ”；“载 入 load ”按钮，可以载入以前设置好的“等级 Levels ”；“保存 save”按钮可以保存当前的“等级 levels ”。3、“查看 view ”
29、选项卡用来调整等值线图的整体方向，除了在“ 3D Surface ”情况下，一般不用。4、“比例 scale ”选项卡用来设置 xyz 轴的比例，可以调整其长度选项。一般情况不需调整，除非 X 和 Y 相差很大，为了方便看图可以调整其到合适的长度。5、“限制 limits 选”项卡可以用来裁剪等值线图（通过设置 xy 的最小最大值），从而得到感兴趣的目标区 的图形。6、“背景 background ”选项卡可用来设置背景填色，一般不用。3.4.2.3 轴线的修改和设置调出“坐标轴属性对话框”有两种方法： 一是鼠标左键双击左边目标管理窗口里面的“ ”，“ ”，“ ”，“ ”； 二是双击等值图的横轴、纵轴、左轴或右轴所在的位置，就可以打开坐标轴属性对话 框“
