使用SURFER軟件繪制雨量等值線圖.doc

使用SURFER軟件繪制雨量等值線圖張仁凌 （福建尤溪流域水電開發(fā)有限責(zé)任公司 福建尤溪 365100）【摘要】使用SURFER軟件繪制雨量等值線圖，結(jié)合尤溪流域公司20050615號洪水某時段實際降雨情況，介紹具體繪制方法和要點（以SURFER8.0為例），使用本方法繪制具有效果好、速度快、使用方便等特點。關(guān)鍵詞：雨量等值線圖 計算機軟件 繪制1、引言雨量等值線表示某一給定時間內(nèi)（如年、季、月）的雨量相等各點的連線，可以直觀顯示雨量的地理分布狀況，對防汛、水庫調(diào)度等工作意義重大，在防汛、水文等部門得到廣泛使用，但是使用傳統(tǒng)的手工繪制雨量等值線圖由于繪制速度慢、精度不高等特點，已經(jīng)無法滿足防汛工作時效性和現(xiàn)場方便演示等要求，通過計算機進行繪制已經(jīng)成為必然趨勢，現(xiàn)推薦使用一種SURFER軟件進行雨量等值線圖繪制。SURFER軟件是美國GOLDEN Software公司出品的一款用于制作工程圖形的優(yōu)秀共享軟件，運行平臺為Windows9x、Windows NT、Windows XP等。該軟件具有將XYZ坐標系統(tǒng)中數(shù)據(jù)自動轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)圖、等值線圖、三維網(wǎng)絡(luò)立體圖等多種工程圖件的功能。結(jié)合VB、EXCEL、SURFER軟件，可以二次開發(fā)等值線圖自動生成軟件，將行政圖、流域圖與等值線圖完美結(jié)合。2、制圖原理及步驟使用SURFER軟件制作雨量等值線圖主要就是利用該軟件主要的繪制等高線制作功能，但是并非我們具備了雨量數(shù)據(jù)文件就可以繪制等值線圖，該軟件需要對雨量數(shù)據(jù)文件進行處理，并獲取流域圖的相對或絕對地理坐標，再運用該軟件進行繪制，本文以尤溪流域水電開發(fā)有限責(zé)任公司水東水庫2005年6月14日19：0021：00的降雨數(shù)據(jù)為例，對該時段流域雨量等值線圖進行繪制，制作方法如下：（1）獲取流域圖雨量站點的相對或絕對地理坐標，將雨量站點位置地理坐標數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為專門格式的.bln數(shù)據(jù)文件。首先運行SURFER軟件，選擇基面圖選項中插入需要繪制等值線的標有雨量站點分布位置、流域水系圖等標識的地圖，通過數(shù)字化功能獲取各雨量站點的相對地理坐標，并將該數(shù)據(jù)系列存儲為location.bln文件，此文件為各雨量站點專用坐標數(shù)據(jù)系列，同時還應(yīng)記錄地理坐標各代表相應(yīng)的雨量站點以便下一步給各雨量站點賦值。（2）獲取流域圖外延的相對地理坐標數(shù)據(jù)，并將坐標數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為專用數(shù)據(jù)格式文件。使用相同的地圖，通過數(shù)字化功能獲取流域圖外延的相對地理坐標，將該數(shù)據(jù)系列存儲為map.bln文件。（3）給各雨量站點的相對地理坐標賦值，保存為.dat文件格式，生成ascii碼的grd文件通過surfer軟件打開并編輯location.bln文件，在相對應(yīng)的雨量站點坐標處輸入對應(yīng)站點14日19：0021：00時段的雨量值，并保存為location.dat文件。使用網(wǎng)格的數(shù)據(jù)功能，打開location.dat文件，由于雨量等值線值均為真實原始數(shù)據(jù)，可以忽略進行離散數(shù)據(jù)插補，使用克里格法（Kringing）或者加權(quán)反距離法（Inverse Distance to a Power）忽略進行數(shù)據(jù)插補，此時應(yīng)對網(wǎng)格化數(shù)據(jù)進行設(shè)置合適的坐標、間距值，并將文件更名并生成ascii碼的location.grd文件。（3）繪制雨量等值線圖使用SURFER的等值線功能，打開location.grd文件，可以看到已經(jīng)生成一幅尤溪流域2005年6月14日19：00021：00的流域雨量等值線圖。雙擊雨量等值線圖可以對雨量等值線圖屬性進行設(shè)置，在XY軸右鍵單擊可以對坐標軸屬性進行設(shè)置，設(shè)置成等值線圖如下圖所示：至此，該時段雨量等值線圖繪制完成。（4）在雨量等值線圖的背景上加上流域圖使用SURFER的網(wǎng)格白化功能（Gridblank）打開location.grd文件，選擇地圖邊界文件map.bln，保存網(wǎng)格為isoline.grd格式的網(wǎng)格數(shù)據(jù)文件。使用等高線功能打開isoline.grd文件，將獲取一幅等值線圖外延被流域邊界圖blank的等值線圖。在同一窗口使用SURFER軟件基面圖（base map）打開map.bln文件，并且使用基面圖打開標有雨量站點、流域水系等標識的地圖，設(shè)置適當(dāng)?shù)幕鎴D、等值線圖的坐標后，選擇基面圖和等值線圖和流域地圖，通過覆蓋地圖功能（overlap maps）就可以將等值線圖和流域圖進行合并，合并后的效果如下圖：至此，一幅2005年6月14日19：0021：00時段尤溪流域雨量等值線圖就繪制完成。3、繪制雨量等值線圖需要注意的幾個問題（1）邊界圖外延地理坐標設(shè)置中，數(shù)據(jù)格式為length flagx1 y1x2 y2xn yn如果xnx1，yny1，那么形成的將是一個數(shù)據(jù)閉合的圖形，這對于流域圖的繪制是必須的。另外，雨量等值線圖需要繪制在流域圖內(nèi)部，邊界地圖外延的等值線應(yīng)被blank，邊界圖數(shù)據(jù)格式設(shè)置中，如果flag0，則邊界圖外部的等值線將被blank，如果flag1，則邊界圖內(nèi)部的等值線將被blank，因此在繪制雨量等值線圖時應(yīng)將map.bln文件的flag值設(shè)為0。（2）雨量等值線值均需要真實的原始數(shù)據(jù)，網(wǎng)格化數(shù)據(jù)時候應(yīng)忽略進行離散數(shù)據(jù)插補，否則經(jīng)過插值功能繪制出的將不是真實的雨量等值線。（3）網(wǎng)格化雨量站點數(shù)據(jù)時應(yīng)對XY坐標軸進行設(shè)置，設(shè)置成合適的最值、間距值和相應(yīng)的行數(shù)，以便繪制出能填充整個流域圖的等值線。（4）給各雨量站點的相對地理坐標賦值時，因流域雨量站點數(shù)量多、分布廣，輸入的雨量數(shù)據(jù)應(yīng)確實代表該雨量站點，確保數(shù)據(jù)的真實性。4、雨量等值線圖的應(yīng)用使用原有的套圖數(shù)據(jù)等資料，使用SURFER繪制尤溪流域2005年6月14日19：0021：00時段的雨量等值線圖僅花費了5分鐘時間，通過該圖可以快速、直觀地判斷本場洪水產(chǎn)生的降雨中心位于尤溪流域下游，相對來說流域的中上游降雨較少，對尤溪流域公司街面電站的施工將不會產(chǎn)生太大的影響。水調(diào)人員根據(jù)雨量等值線圖的情況，結(jié)合水情自動測報系統(tǒng)的聯(lián)機洪水預(yù)報地開展水東水庫的預(yù)報、預(yù)泄工作，使得在本場的洪水調(diào)度工作中取得主動，有效地消減洪峰153m3/s，削峰率達13.5，同時根據(jù)等值線圖等實際情況判斷本場次洪水過程的大致情況，及時做好洪尾的回蓄工作。5、結(jié)語使用SURFER軟件繪制某流域雨量等值線圖具有十分重要的意義，大大提高率工作效率，具有速度快、效果好等特點，能夠滿足防汛工作對時效性的要求，同時根據(jù)繪制出的雨量等值線圖可以直觀、快速判斷產(chǎn)生洪水的暴雨中心位置，對開展水庫調(diào)度的預(yù)報