Surfer 8.0在病蟲監測數據可視化中的應用

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站，浙江天臺317200)

農作物病蟲監測預報為各級政府制定防控決策和開展指導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，實現病蟲監測數據可視化，將病蟲發生數量和發生區域以更加直觀和形象生動的方式展現出來，有利于管理部門及廣大農戶全面掌握病蟲害發生動態，對指導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。具有強大的插值功能和繪制圖件能力，已成為用來處理XYZ數據的首選軟件。可以輕松制作基面圖、數據點位圖、分類數據圖、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種數據網格化方法，包含幾乎所有流行的數據統計計算方法;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據的交流和交換[1]。本文主要介紹使用Surfer8.0中文版進行天臺縣數字地圖制作及等值線圖的繪制，以直觀圖形反映區域病蟲要素的分布。

2 地圖制作

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

2.1 區域基圖制作

基圖即相應的行政區劃地圖，是與等值線圖疊加產生合成圖的基礎。制作方法:準備1張高分辯率的當地行政區劃圖輸入電腦，圖片存為bmp位圖格式。打開Surfer程序，執行文件輸入命令，調入行政區劃圖，使用放大工具，使行政區劃圖最大化，使用多邊形工具對照行政區劃圖繪制區域輪廓圖，再使用多段線工具繪制各鄉鎮邊界，再經過整形，將整個文件保存為srf文件備用，最后執行文件輸出命令，保存為bna格式邊界地圖，即完成區域基圖制作(圖1)。

圖1 Surfer生成的區域基圖

2.2 遮蓋圖制作

遮蓋圖是將基圖與等值線圖疊加產生的無效區域進行遮蓋處理。制作方法:打開在制作邊界圖時保存的srf文件，取消左視框中繪制各鄉鎮邊界時的多段線，只保留使用多邊形工具繪制的區域輪廓圖，執行文件輸出命令，保存為bln格式。轉換到數據工作表模式，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，病蟲發生分布呈明顯區域性特征，根據監測點調查數據值與實際地理坐標制作等值線圖，是實現病蟲監測數據圖形可視化的重要方式。

3.1 數據編輯

監測點的地理坐標(經度X，緯度Y)與調查數據值(Z)組成一個數據點，一組數據由多處監測點組成。地理坐標數據可以通過GPS儀器取得準確坐標數據，也可以使用Surfer軟件功能，準確疊加基圖與行政區劃圖，使用放大工具最大化圖形后，執行地圖數字化命令，取得監測點的相對坐標數據。數據表編制可以使用Excel進行編輯，分別在A、B、C 3列表格中輸入X、Y、Z數據，并將數據轉換成Surfer軟件可識別的ASCII碼格式TXT文件進行保存。

3.2 數據網格化插值

Excel編輯保存的TXT文不能直接利用Surfer進行等值線圖的繪制，Surfer在將外部數據轉換為內部識別的grd數據格式之前，只接受X、Y、Z型數據格式，其中屬性項可以有多項，但信息點的坐標卻是惟一的[3]。數據網格化插值，在Surfer圖形編輯狀態，執行網絡數據命令，打開Excel編輯保存的TXT文件，數據列坐標選擇對應的X、Y、Z數據，網格化方法選擇克里金法能夠較實際地反映病蟲害趨勢分布[4]，保存為grd格式網格文件。經過插值后的網格文件，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

等值線圖一般經過等值線圖生成、圖形填充、圖形疊加、圖形輸出4個過程。在Surfer圖形編輯狀態，執行地圖等值線圖新建等值線圖命令，打開轉換為grd格式的病蟲監測數據文件，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，可設置無線條，填充顏色的方法，以病蟲發生的5個等級，由輕到重依次填充綠色、黃色、橙色、紅色、灰色，設置完成后，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)。等值線圖形填充設置完成后，執行地圖基面圖命令，分別打開基圖和遮蓋圖，調整相應圖層順序，按Shift鍵同時選取3張圖層，執行地圖覆蓋地圖命令，完成圖形疊加。雙擊遮蓋圖圖層屬性，進行填充設置，對無效區域進行白色填充遮蓋。為增加對圖片的說明，使用文本工具進行標題輸入，也可以編制鄉鎮名稱表，進行組合對象后，存為mif格式，以后可執行地圖基面圖命令打開使用。完成等值線圖制作，執行文件輸出命令，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

Surfer軟件對計算機硬件配置要求不高，操作界面簡潔，圖形繪制功能強大，數字地圖制圖簡單，數據轉換便捷，生成的病蟲發生區域分布圖圖形美觀，對病蟲防治工作指導性強，是實現病蟲監測數據可視化的一個理想選擇。

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

[2]劉艷瓊，趙登寬.利用Surfer進行病蟲可視化預報初探[J].農村科技，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，翟保平.等值線制圖工具Surfer在病蟲測報上的應用研究[J].植保技術與推廣，2002，22(3):3－5.