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    Surfer 8.0在病蟲監(jiān)測數(shù)據(jù)可視化中的應(yīng)用

    2012-07-30 09:52:32陳將贊丁靈偉戴以太龐嬌霞鄭海飛
    浙江農(nóng)業(yè)科學(xué) 2012年8期
    關(guān)鍵詞:數(shù)字地圖等值線圖病蟲

    陳將贊,丁靈偉,戴以太,龐嬌霞,鄭海飛

    (浙江省天臺縣植物保護(hù)站,浙江天臺317200)

    農(nóng)作物病蟲監(jiān)測預(yù)報(bào)為各級政府制定防控決策和開展指導(dǎo)防治工作提供重要信息支撐。利用Surfer 8.0軟件等值線圖繪制功能,實(shí)現(xiàn)病蟲監(jiān)測數(shù)據(jù)可視化,將病蟲發(fā)生數(shù)量和發(fā)生區(qū)域以更加直觀和形象生動(dòng)的方式展現(xiàn)出來,有利于管理部門及廣大農(nóng)戶全面掌握病蟲害發(fā)生動(dòng)態(tài),對指導(dǎo)病蟲害防控工作具有重要作用。

    1 Surfer簡介

    Surfer軟件是美國Golden Software公司編制的一款繪制三維圖和等值線圖的軟件。具有強(qiáng)大的插值功能和繪制圖件能力,已成為用來處理XYZ數(shù)據(jù)的首選軟件??梢暂p松制作基面圖、數(shù)據(jù)點(diǎn)位圖、分類數(shù)據(jù)圖、等值線圖、線框圖、地形地貌圖、趨勢圖、矢量圖以及三維表面圖等;提供12種數(shù)據(jù)網(wǎng)格化方法,包含幾乎所有流行的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算方法;提供各種流行圖形圖像文件格式的輸入輸出接口以及各大GIS軟件文件格式的輸入輸出接口,大大方便了文件和數(shù)據(jù)的交流和交換[1]。本文主要介紹使用Surfer8.0中文版進(jìn)行天臺縣數(shù)字地圖制作及等值線圖的繪制,以直觀圖形反映區(qū)域病蟲要素的分布。

    2 地圖制作

    Surfer支持多種類型的數(shù)字地圖格式,其中常用的有區(qū)域基圖bna和遮蓋圖bln。數(shù)字地圖繪制可以通過Surfer制作,還可以調(diào)用AutoCAD的dxf、ESRI的shp、e00等多種圖形制作數(shù)字地圖。由于目前縣域數(shù)字地圖在病蟲監(jiān)測預(yù)報(bào)中很少使用,本文主要采用以手工繪制應(yīng)用Surfer制作數(shù)字地圖的方法。

    2.1 區(qū)域基圖制作

    基圖即相應(yīng)的行政區(qū)劃地圖,是與等值線圖疊加產(chǎn)生合成圖的基礎(chǔ)。制作方法:準(zhǔn)備1張高分辯率的當(dāng)?shù)匦姓^(qū)劃圖輸入電腦,圖片存為bmp位圖格式。打開Surfer程序,執(zhí)行文件輸入命令,調(diào)入行政區(qū)劃圖,使用放大工具,使行政區(qū)劃圖最大化,使用多邊形工具對照行政區(qū)劃圖繪制區(qū)域輪廓圖,再使用多段線工具繪制各鄉(xiāng)鎮(zhèn)邊界,再經(jīng)過整形,將整個(gè)文件保存為srf文件備用,最后執(zhí)行文件輸出命令,保存為bna格式邊界地圖,即完成區(qū)域基圖制作(圖1)。

    圖1 Surfer生成的區(qū)域基圖

    2.2 遮蓋圖制作

    遮蓋圖是將基圖與等值線圖疊加產(chǎn)生的無效區(qū)域進(jìn)行遮蓋處理。制作方法:打開在制作邊界圖時(shí)保存的srf文件,取消左視框中繪制各鄉(xiāng)鎮(zhèn)邊界時(shí)的多段線,只保留使用多邊形工具繪制的區(qū)域輪廓圖,執(zhí)行文件輸出命令,保存為bln格式。轉(zhuǎn)換到數(shù)據(jù)工作表模式,打開剛才保存的bln文件,按照置空文文件的要求進(jìn)行編輯,最后仍保存為bln文件格式,即完成遮蓋圖制作[2](圖2)。

    圖2 Surfer生成的遮蓋圖

    3 圖形制作

    由于受耕作制作、本地蟲源、防治差異及施肥量水平等多重因素影響,病蟲發(fā)生分布呈明顯區(qū)域性特征,根據(jù)監(jiān)測點(diǎn)調(diào)查數(shù)據(jù)值與實(shí)際地理坐標(biāo)制作等值線圖,是實(shí)現(xiàn)病蟲監(jiān)測數(shù)據(jù)圖形可視化的重要方式。

    3.1 數(shù)據(jù)編輯

    監(jiān)測點(diǎn)的地理坐標(biāo)(經(jīng)度X,緯度Y)與調(diào)查數(shù)據(jù)值(Z)組成一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn),一組數(shù)據(jù)由多處監(jiān)測點(diǎn)組成。地理坐標(biāo)數(shù)據(jù)可以通過GPS儀器取得準(zhǔn)確坐標(biāo)數(shù)據(jù),也可以使用Surfer軟件功能,準(zhǔn)確疊加基圖與行政區(qū)劃圖,使用放大工具最大化圖形后,執(zhí)行地圖數(shù)字化命令,取得監(jiān)測點(diǎn)的相對坐標(biāo)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)表編制可以使用Excel進(jìn)行編輯,分別在A、B、C 3列表格中輸入X、Y、Z數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成Surfer軟件可識別的ASCII碼格式TXT文件進(jìn)行保存。

    3.2 數(shù)據(jù)網(wǎng)格化插值

    Excel編輯保存的TXT文不能直接利用Surfer進(jìn)行等值線圖的繪制,Surfer在將外部數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為內(nèi)部識別的grd數(shù)據(jù)格式之前,只接受X、Y、Z型數(shù)據(jù)格式,其中屬性項(xiàng)可以有多項(xiàng),但信息點(diǎn)的坐標(biāo)卻是惟一的[3]。數(shù)據(jù)網(wǎng)格化插值,在Surfer圖形編輯狀態(tài),執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)命令,打開Excel編輯保存的TXT文件,數(shù)據(jù)列坐標(biāo)選擇對應(yīng)的X、Y、Z數(shù)據(jù),網(wǎng)格化方法選擇克里金法能夠較實(shí)際地反映病蟲害趨勢分布[4],保存為grd格式網(wǎng)格文件。經(jīng)過插值后的網(wǎng)格文件,可以制作等值線圖、影像圖、漸變地形圖、矢量圖、線框圖、表面圖等多種圖形。

    3.3 制作等值線圖

    等值線圖一般經(jīng)過等值線圖生成、圖形填充、圖形疊加、圖形輸出4個(gè)過程。在Surfer圖形編輯狀態(tài),執(zhí)行地圖等值線圖新建等值線圖命令,打開轉(zhuǎn)換為grd格式的病蟲監(jiān)測數(shù)據(jù)文件,即生成了等值線圖。雙擊等值線圖,在彈出的對話框中設(shè)置等值線間隔、是否填充、比例尺大小等屬性。在病蟲分布圖形制作上,可設(shè)置無線條,填充顏色的方法,以病蟲發(fā)生的5個(gè)等級,由輕到重依次填充綠色、黃色、橙色、紅色、灰色,設(shè)置完成后,可保存為不同種類病蟲的lvl等級文件,以利于以后圖形填充載入(圖3)。等值線圖形填充設(shè)置完成后,執(zhí)行地圖基面圖命令,分別打開基圖和遮蓋圖,調(diào)整相應(yīng)圖層順序,按Shift鍵同時(shí)選取3張圖層,執(zhí)行地圖覆蓋地圖命令,完成圖形疊加。雙擊遮蓋圖圖層屬性,進(jìn)行填充設(shè)置,對無效區(qū)域進(jìn)行白色填充遮蓋。為增加對圖片的說明,使用文本工具進(jìn)行標(biāo)題輸入,也可以編制鄉(xiāng)鎮(zhèn)名稱表,進(jìn)行組合對象后,存為mif格式,以后可執(zhí)行地圖基面圖命令打開使用。完成等值線圖制作,執(zhí)行文件輸出命令,可以輸出bmp,jp f等多種圖形格式。

    圖3 利用等值線圖繪制的害蟲分布圖

    4 小結(jié)

    Surfer軟件對計(jì)算機(jī)硬件配置要求不高,操作界面簡潔,圖形繪制功能強(qiáng)大,數(shù)字地圖制圖簡單,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換便捷,生成的病蟲發(fā)生區(qū)域分布圖圖形美觀,對病蟲防治工作指導(dǎo)性強(qiáng),是實(shí)現(xiàn)病蟲監(jiān)測數(shù)據(jù)可視化的一個(gè)理想選擇。

    [1]馬天勤.Surfer軟件在開采沉陷可視化中的應(yīng)用[J].礦業(yè)工程,2008,6(3):48-50.

    [2]劉艷瓊,趙登寬.利用Surfer進(jìn)行病蟲可視化預(yù)報(bào)初探[J].農(nóng)村科技,2006(3):12-13.

    [3]王健,白世彪,陳曄.Surfer 8地理信息制圖[M].北京:測繪出版社,2004.

    [4]湯金儀,王建強(qiáng),翟保平.等值線制圖工具Surfer在病蟲測報(bào)上的應(yīng)用研究[J].植保技術(shù)與推廣,2002,22(3):3-5.

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