#Surfer在河道演變分析中的應(yīng)用1.2繪制數(shù)字高程模型圖經(jīng)過前期數(shù)據(jù)處理后，就可以繪制數(shù)字高程模型圖了。具體步驟如下：步驟一，把數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換成grd文件：①打開菜單“網(wǎng)格數(shù)據(jù)”在open對(duì)話框中選擇數(shù)據(jù)文件；②打開“網(wǎng)格I數(shù)據(jù)”對(duì)話框?在“數(shù)據(jù)列”中選擇要進(jìn)行g(shù)rid的網(wǎng)格數(shù)據(jù)（X和Y坐標(biāo)）以及格點(diǎn)上的值（Z列）（不用選擇，因只有3列數(shù)據(jù)且它們的排列順序已經(jīng)是X，Y，Z了，如果是多列數(shù)據(jù)，則可在下拉菜單中選擇所需要的列數(shù)據(jù)）。選擇好X，Y，Z值后，在“插值模式”中選擇一種插值方法（如需要比原始數(shù)據(jù)的網(wǎng)格X和Y更密的Z數(shù)據(jù)，或網(wǎng)格為非均勻），則在grid的過程中，Surfer會(huì)自動(dòng)插值計(jì)算，生成更密網(wǎng)格的數(shù)據(jù)。如果只是想繪制原始數(shù)據(jù)的圖，不想插值，則最好選擇反距離加權(quán)插值法（InverseDistanceToAPower）或克里金法（KrigingMethod）。因?yàn)檫@兩種方法在插值點(diǎn)與取樣點(diǎn)重合時(shí)，插值點(diǎn)的值就是樣本點(diǎn)的值，而其他方法不能保證如此。在OutputGridFile中輸入將輸出的文件命名，然后在“網(wǎng)格點(diǎn)幾何分布”中設(shè)置網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)，確認(rèn)，畫圖所需要的grd文件就生成了。不過，為了便于后面對(duì)各年地形進(jìn)行比較分析或沖淤分析，盡量使每他rd文件的幾何分布一直，即同樣的XY坐標(biāo)范圍和插值的網(wǎng)格密度。步驟二，將河道邊界白化。在Surfer中默認(rèn)的插值區(qū)域?yàn)閿?shù)據(jù)文件中離散點(diǎn)坐標(biāo)x，y的最小值和最大值所圍成的矩形，經(jīng)過插值生成的圖形邊界為矩形，但在實(shí)際情況下，河道邊界可能是不規(guī)則的，或者需要顯示某些特定區(qū)域的形態(tài)（如潛洲）、添加圖簽等，這時(shí)就用到Surfer的白化（GridBlank）功能。白化文件［.bln］格式［.bln］文件是以ASCII文件格式存儲(chǔ)的用來描述白化邊界及白化信息的文件，其格式如下：length，flag"Pname1〃x1，y1x2，y2xn，ynx1，y1length，flag"Pname2"x1，y1x2，y2xn，ynx1，y1其中‘length是一個(gè)用來表示組成白化區(qū)域定點(diǎn)X，Y坐標(biāo)對(duì)的整數(shù)；flag取值為0或1,若flag為1,則白化指定區(qū)域內(nèi)部，若flag為0,則白化指定區(qū)域外部；Pname是一個(gè)用來指定白化區(qū)域ID的可選參數(shù)；以下是組成白化區(qū)域定點(diǎn)的X，Y坐標(biāo)對(duì)，每行存儲(chǔ)一對(duì)X，Y坐標(biāo)，最后重復(fù)x1,y1表示所描述的對(duì)象是封閉區(qū)域。在河道演變分析中，白化邊界一般是河道的岸線，通常將DWG格式的河勢(shì)圖存為DXF文件，然后在Surfer中選取地圖|基面圖（map|basemap）命令，將該DXF文件導(dǎo)入Surfer，然后用CSScripter編程

讀取岸線的離散數(shù)據(jù)，也可點(diǎn)擊右鍵選取數(shù)字化命令，用鼠標(biāo)沿著岸線順時(shí)針方向點(diǎn)擊，每當(dāng)點(diǎn)擊一次，該點(diǎn)的XY坐標(biāo)便會(huì)被讀取到一個(gè)臨時(shí)文件中，當(dāng)點(diǎn)擊與首點(diǎn)會(huì)合后，將該臨時(shí)文件另存為bln文件即可。注意：在彎曲段要多點(diǎn)擊幾次。白化洲灘其方法與之相同。然后選取網(wǎng)格丨白化命令，將在步驟一中生成的grd文件按照bln文件白化即可，生成白化后新的grd文件。步驟三，繪制三維數(shù)字高程模型圖：打開菜單“地圖I3D表面圖”（map|3Dsurface）,在“打開網(wǎng)格”對(duì)話框中選擇白化后的grd文件，再點(diǎn)“OK”，一副精致的三維數(shù)字高程模型圖就畫完了。接下來可以對(duì)三維數(shù)字高程模型圖進(jìn)行設(shè)置：在所畫的圖中雙擊鼠標(biāo)，或點(diǎn)擊右鍵，選中“屬性”，就會(huì)出現(xiàn)設(shè)置圖形的各種屬性，在圖的邊緣雙擊鼠標(biāo)則可以改動(dòng)坐標(biāo)軸的屬性.三維數(shù)字高程模型圖的屬性設(shè)置分為常規(guī)、網(wǎng)格、光照、覆蓋、查看、比例、限制、背景等。經(jīng)加工處理后，結(jié)果如圖1所示。3817000_3374000-34_3373000-30_33720003365000-3371000-3370000-33690003817000_3374000-34_3373000-30_33720003365000-3371000-3370000-3369000-3368000)00圖1.長(zhǎng)江宜都河段三維數(shù)字高程圖3364000圖2.長(zhǎng)江宜都河段等值線圖1.3提取等值線541000542000543000544000545000546000547000548000數(shù)據(jù)處理基本方法同上，只是在步驟三中要選擇“地圖|等值線圖”命令（map|contourmap），導(dǎo)入白化后的文件，即可生成一個(gè)等值線圖，在等值線圖屬性中“常規(guī)”選項(xiàng)卡中,選擇“平滑等值線”，在“等級(jí)”選項(xiàng)卡中可更改默認(rèn)等級(jí)，設(shè)置要在圖中顯示出的某一特定等級(jí)的等值線（如航行0m或3m等深線等）并選擇標(biāo)注，這樣該等值線就生成了，如圖2中標(biāo)注為35.79的即為當(dāng)?shù)氐暮叫谢鶞?zhǔn)面，而黑色較粗標(biāo)注為32.79的為當(dāng)?shù)氐暮叫谢鶞?zhǔn)面以下3m水深線。如果需要在AutoCAD河勢(shì)圖中顯示該等值線，則需要將該等值線圖在Surfer中輸出為DXF文件，用AutoCAD打開，將要顯示的等值線選中并原坐標(biāo)復(fù)制到河勢(shì)圖中即可。繪制河道沖淤分布圖和計(jì)算沖淤量繪制河道沖淤分布圖按照1.2中步驟一和步驟二的方法，可以生成白化后的grd文件。選取“網(wǎng)格|數(shù)學(xué)”（grid|math）命令可以進(jìn)行g(shù)rd文件的相減操作，先在對(duì)話框中選中一個(gè)某時(shí)期河道白化后的grd文件（A文件），確認(rèn)，然后另選一個(gè)要與之對(duì)比的另一時(shí)期的河道白化文件（B文件），再將第三個(gè)文件（C文件）命名為“A-B.grd”，最后將運(yùn)算公式寫為“C=A-B”。由于文件運(yùn)算的是Z值，那么“A-B.grd”文件即反映為B時(shí)期到A時(shí)期該分析河段各坐標(biāo)點(diǎn)的Z值變化量。注意：必須是同樣的網(wǎng)格信息，即平面區(qū)域和間距均相等，否則無法運(yùn)算。

然后選取“地圖丨影像圖”命令（map|image）即可繪制成河道沖淤分布圖，雙擊該圖，在屬性各個(gè)選項(xiàng)中進(jìn)行調(diào)整，使其具有較好的視覺效果，如圖3即反映的是長(zhǎng)江宜都河道在三峽蓄水后某年度的沖淤分布。33740003373000337200033710003370000三峽蓄水后某年度的沖淤分布。3374000337300033720003371000337000033690003368000336700033660003365000圖3.長(zhǎng)江宜都河段某年度沖淤分布圖2.2541沖000淤5420量005的43000計(jì)544算000545000546000547000548000cs1542700.3373900.54541500.3373400.54CS2542771.8.3373703.54541548.5.3373206.54cs3542848.2.3373515.54541587.3.3373851.54cs4542911.9.3373317.54541633.4.3372866.54圖4.斷面bln文件的格式Surfer可以對(duì)三維地形進(jìn)行體積和面積計(jì)算，只需指定上表面和下表面即可。由于在2.1中相減生成的grd文件反映的是沖淤變化，那么利用數(shù)據(jù)計(jì)算功能“體積”還可以計(jì)算出沖淤量。具體操作如下：選取“網(wǎng)格丨體積”（grid|volume）命令，指定上表面為該網(wǎng)格文件，下表面為高程為0的水平面，確認(rèn)之后獲得的報(bào)告文件中含有“cutvolumes（正體積）”、“fillvolumes（負(fù)體積）”、“netvolumes（凈體積）”“planarareas（平面積）”等數(shù)據(jù)指標(biāo)，其中“cutvolumes（正體積）”表示上表面在下表面之上的那部分實(shí)體的凈體積，在這里即為泥沙的淤積量；“fillvolumes（負(fù)體積）”表示上表面在下表面之下的那部分實(shí)體的凈體積，即為泥沙沖刷量、“netvolumes（凈體積）”為兩者之差，為該河段這一時(shí)期的凈淤積量。此外，利用網(wǎng)格化中可以選擇不同的間距和面積計(jì)算功能，即用不同的尺度來量取河道表面積，可以得到不同的數(shù)值［5］，然后按分維數(shù)計(jì)算方法，可以得到一個(gè)沖積河道表面的分維數(shù)來表征該河道表面的沖淤起伏程度。繪制特征斷面沖淤圖具體河段的河演分析中，經(jīng)常要對(duì)河段一些特征斷面（比如分汊河段的進(jìn)口和出口斷面、或一些淺灘礙航斷面）進(jìn)行沖淤分析，這樣就需要專門繪制這些特征斷面的沖淤圖。在Surfer中可以由沖淤網(wǎng)格文件（如2.1中的“A-B.grd”）提取任意斷面的數(shù)據(jù)，然后導(dǎo)入Excel或Matlab等軟件繪出XY折線圖即可。在提取這些斷面之前，一般首先要給出一個(gè)由這些斷面兩岸端點(diǎn)的XYZ坐標(biāo)組成的數(shù)據(jù)文件，即bln文件，描述的是截取斷面所用矩形的各控制點(diǎn)信息。文件格式如圖4,與白化文件類似，每?jī)尚兴究臻g點(diǎn)連線即為截取矩形在XY平面上的投影，而端點(diǎn)的Z坐標(biāo)應(yīng)該盡量取極大值，以保證該斷面上所有點(diǎn)均不會(huì)超出這一矩形所限范圍。然后用“網(wǎng)格|片斷”命令grid|slice），選擇要截面的沖淤網(wǎng)格文件，可生成一個(gè)數(shù)