氣象服務中雨量分布圖的自動繪制

李云春

摘要 等值線圖繪制研究是氣象服務工作中的一項重要內容，氣象服務關系到工農業生產、交通運輸、電力、航空航天等各領域的健康發展，提高服務水平意義重大。本文通過C#調用Surfer提供的API（應用程序接口）實現雨量分布圖等值線的自動生成，可大幅提高繪圖效率，有效提高氣象服務的可視化效果，提供更加直觀科學的決策依據，目前已將該產品應用到日常服務工作當中。實踐證明，通過C#調用Surfer繪制等值線在氣象服務工作中有著廣泛的應用。

關鍵詞 等值線；自動繪制；C#；Surfer；氣象服務

中圖分類號 P209 文獻標識碼 B 文章編號 1007-5739（2017）11-0205-02

隨著經濟社會的快速發展，氣象服務在各行業生產以及人們的生活當中發揮了重要的作用，氣象服務關系到工農業生產、交通運輸、電力、航空航天等各領域的健康發展。由于氣象服務在國民經濟中具有重要地位，故提高氣象服務水平的意義重大。目前，等值線圖繪制研究是氣象服務工作中的一項重要內容，通過氣象要素數據繪制的等值線圖科研體現區域內的氣象形勢，是形成眾多氣象服務產品的基礎。與此同時，等值線需要依靠人工進行繪制，存在一定的局限性，面對復雜而大量的氣象數據，技術人員的工作量大，繪制效果并不理想。為了提升等值線繪制的水平、減少工作量，筆者通過對Surfer API的學習研究，利用C#編程實現等值線的自動化繪制，從而制作出各類氣象要素等值線服務產品，為氣象服務提供了豐富的圖形產品。

1 技術介紹

1.1 C#技術

C#語言由C和C++衍生而來，是由微軟公司發布的高級程序設計語言，其運行于.NET Framework虛擬機平臺上，借鑒了Delphi與組件對象模型直接集成的特點，其語法、接口等又與Java類似，因而具有安全、穩定、簡單等特點。C#是一種很實用的語言，兼顧系統開發和應用開發，適宜于為獨立和嵌入式的系統編寫程序，對于系統的適用性均較強。因為C#與C/C++相似，C++程序員對熟悉的語言更能較為容易地掌握，還可以調用相關原生函數，因而提高了效率；同時因為C#是面向對象的編程語言，針對MICROSOFT .NET平臺的應用程序編寫更為方便。C#所開發的程序源代碼被編譯成為中間代碼，類似于Java，然后通過虛擬機通用語言運行庫執行，由于.Net Framework緩沖區存儲了各類代碼，減少了重復翻譯，顯著提高了運行的效率[1]。

1.2 Surfer API

Surfer由美國Golden Software 公司發布，是一款專業的三維圖形繪制軟件，可用于等高線、地形地貌圖、三維表面圖、矢量圖、點位圖等的圖件制作。Surfer 對于處理三維數據具有明顯的優勢，主要是因為結合了數據差值功能和圖件繪制功能[2]。在數據處理方面，該軟件包含了大部分數據統計計算方法，有11種數據網格化方法可供選擇，支持多種圖形圖像文件格式，為其提供了導入和導出的接口，應用十分方便。對各類GIS軟件的文件格式也提供相應的接口，非常適合于制作地理信息類的圖件，其方便的文件、數據交換功能很受用戶青睞。此外，還提供了腳本編輯引擎，大大提升了軟件的自動化功能，使用更為簡便[3-6]。

2 基于C#/Surfer Api的編程

2.1 Surfer內置對象

Surfer Application主要包括文檔、窗體、風格、函數4個對象（圖1），其中文檔對象是一個集合，不能直接使用，分為圖形對象和工作表對象。另外，還存在一些獨立的對象，比如線條對象、顏色對象等。

2.2 核心程序設計

//創建Surfer應用程序實例

Surfer.ApplicationClass surapp=new Surfer.ApplicationClass（）；

//網格化數據

try

{

surapp.GridData（DataFile，1，2，3，Type.Missing，Surfer.SrfDupMethod.srfDupNone，0.03，0.03，Type.Missing，Type.Missing，102.68239593506，103.85780334473，34.939952850342， 36.221523284912，Surfer.SrfGridAlgorithm.srfInverseDistance，……，OutGrid，Surfer.SrfGridFormat.srfGridFmtAscii，OutGrid，Surfer.SrfGridFormat.srfGridFmtAscii，Type.Missing，Type.Missing，Type.Missing，Type.Missing）；

surapp.GridSplineSmooth（OutGrid，8，8，SrfSpline Method.srfSplineInsert，SmoothGrid，SrfGridFormat.srfGridFmt Ascii）；

surapp.GridBlank（SmoothGrid，BlankFile，BlankedGrid，Surfer.SrfGridFormat.srfGridFmtAscii）；

Surfer.IPlotDocument Doc =（Surfer.IPlotDocument）surapp.Documents.Add（Surfer.SrfDocTypes.srfDocPlot）；

Surfer.IMapFrame mapframe = Doc.Shapes.AddContourMap（BlankedGrid）；

IContourMap contourMap=（IContourMap）mapframe.Overlays. Item（1）；

contourMap.Levels.LoadFile（System.Windows.Forms.Application.StartupPath + @"＼100.lvl"）；

Surfer.IText Text1 = Doc.Shapes.AddText（contourMap.Left + 1，contourMap.Top - 5.5，sdata.Substring（0，4）+ "年" + sdata.Substring（4，2）+ "月" + sdata.Substring（6，2）+ "日" + sdata.Substring（8，2）+ "時" + sdata.Substring（10，2）+ "分"）；

Text1.Font.Size = 11；

Surfer.IText Text2 = Doc.Shapes.AddText（contourMap.Left + 3，contourMap.Top - 5.5，"臨夏州雨量分布圖"）；

Text2.Font.Size = 12；

IMapFrame mapframe1=Doc.Shapes.AddPostMap（PoseFile， 1，2，3，0，0）；

IPostMap map1 =（IPostMap）mapframe1.Overlays.Item（1）；

IMapFrame boundryMapFrame = Doc.Shapes.AddBaseMap（qyFile）；

IBaseMap boundryBaseMap=（IBaseMap）boundryMapFrame. Overlays.Item（1）；

boundryBaseMap.Line.Width = 0.01；

string strWH = string.Format（"width = {0：f0}，height = {1：f0}，KeepAspect = 1，ColorDepth = 32"，1044，1092）；//設置輸出圖片的高度和寬度

Doc.Shapes.SelectAll（）；

Doc.Selection.OverlayMaps（）；

Doc.SaveAsSystem.Windows.Forms.Application.StartupPath + @"＼1.srf"）；

Doc.Export（System.Windows.Forms.Application.StartupPath + @"＼bmp＼" + sdata + ".png"，false，strWH ）；//設置輸出圖片格式名

Doc.Close（SrfSaveTypes.srfSaveChangesNo）； //不生成srf文件

surapp.Quit（）；

//清理臨時文件

File.Delete（SmoothGrid）；

File.Delete（OutGrid）；

File.Delete（BlankedGrid）；

File.Delete（DataFile）；

3 產品在日常工作中的應用

目前，臨夏州已將繪制出來的產品應用到了日常服務工作之中，為相關部門提供更加直觀科學的決策依據。圖2為自動繪制的雨量分布圖產品。

4 結語

通過C#調用Surfer提供的API（應用程序接口）實現等值線的自動生成，大大提高了繪圖效率，節省了氣象工作者的時間，有效提高氣象服務的可視化效果，提供更加直觀科學的決策依據。

5 參考文獻

[1] 齊立波.C#入門經典[M].4版.北京：清華大學出版社，2008.

[2] 王建，白世彪，陳曄.Surfer8地理信息制圖[M].北京：中國地圖出版社，2004：124-128.

[3] 崔芳鵬，胡瑞林，劉照連，等.基于Surfer平臺的FLAC～（3D）復雜三維地質建模研究[J].工程地質學報，2008（5）：699-702.

[4] 韓麗娜，石昊蘇.利用Surfer8.0繪制地質等值線圖[J].計算機與現代化，2008（11）：84-87.

[5] 宋明藝，張春灌.借助Surfer軟件實現快速繪制平面等值線圖[J].工程地球物理學報，2009（2）：244-246.

[6] 武俊紅，汪云甲.基于Surfer的煤礦等值線空間插值方法有效性評價[J].中國礦業，2007（1）：108-110.