Surfer 8.0在病虫监测数据可视化中的应用

陈将赞，丁灵伟，戴以太，庞娇霞，郑海飞

(浙江省天台县植物保护站，浙江天台317200)

农作物病虫监测预报为各级政府制定防控决策和开展指导防治工作提供重要信息支撑。利用Surfer 8.0软件等值线图绘制功能，实现病虫监测数据可视化，将病虫发生数量和发生区域以更加直观和形象生动的方式展现出来，有利于管理部门及广大农户全面掌握病虫害发生动态，对指导病虫害防控工作具有重要作用。

1 Surfer简介

Surfer软件是美国Golden Software公司编制的一款绘制三维图和等值线图的软件。具有强大的插值功能和绘制图件能力，已成为用来处理XYZ数据的首选软件。可以轻松制作基面图、数据点位图、分类数据图、等值线图、线框图、地形地貌图、趋势图、矢量图以及三维表面图等;提供12种数据网格化方法，包含几乎所有流行的数据统计计算方法;提供各种流行图形图像文件格式的输入输出接口以及各大GIS软件文件格式的输入输出接口，大大方便了文件和数据的交流和交换[1]。本文主要介绍使用Surfer8.0中文版进行天台县数字地图制作及等值线图的绘制，以直观图形反映区域病虫要素的分布。

2 地图制作

Surfer支持多种类型的数字地图格式，其中常用的有区域基图bna和遮盖图bln。数字地图绘制可以通过Surfer制作，还可以调用AutoCAD的dxf、ESRI的shp、e00等多种图形制作数字地图。由于目前县域数字地图在病虫监测预报中很少使用，本文主要采用以手工绘制应用Surfer制作数字地图的方法。

2.1 区域基图制作

基图即相应的行政区划地图，是与等值线图叠加产生合成图的基础。制作方法:准备1张高分辩率的当地行政区划图输入电脑，图片存为bmp位图格式。打开Surfer程序，执行文件输入命令，调入行政区划图，使用放大工具，使行政区划图最大化，使用多边形工具对照行政区划图绘制区域轮廓图，再使用多段线工具绘制各乡镇边界，再经过整形，将整个文件保存为srf文件备用，最后执行文件输出命令，保存为bna格式边界地图，即完成区域基图制作(图1)。

图1 Surfer生成的区域基图

2.2 遮盖图制作

遮盖图是将基图与等值线图叠加产生的无效区域进行遮盖处理。制作方法:打开在制作边界图时保存的srf文件，取消左视框中绘制各乡镇边界时的多段线，只保留使用多边形工具绘制的区域轮廓图，执行文件输出命令，保存为bln格式。转换到数据工作表模式，打开刚才保存的bln文件，按照置空文文件的要求进行编辑，最后仍保存为bln文件格式，即完成遮盖图制作[2](图2)。

图2 Surfer生成的遮盖图

3 图形制作

由于受耕作制作、本地虫源、防治差异及施肥量水平等多重因素影响，病虫发生分布呈明显区域性特征，根据监测点调查数据值与实际地理坐标制作等值线图，是实现病虫监测数据图形可视化的重要方式。

3.1 数据编辑

监测点的地理坐标(经度X，纬度Y)与调查数据值(Z)组成一个数据点，一组数据由多处监测点组成。地理坐标数据可以通过GPS仪器取得准确坐标数据，也可以使用Surfer软件功能，准确叠加基图与行政区划图，使用放大工具最大化图形后，执行地图数字化命令，取得监测点的相对坐标数据。数据表编制可以使用Excel进行编辑，分别在A、B、C 3列表格中输入X、Y、Z数据，并将数据转换成Surfer软件可识别的ASCII码格式TXT文件进行保存。

3.2 数据网格化插值

Excel编辑保存的TXT文不能直接利用Surfer进行等值线图的绘制，Surfer在将外部数据转换为内部识别的grd数据格式之前，只接受X、Y、Z型数据格式，其中属性项可以有多项，但信息点的坐标却是惟一的[3]。数据网格化插值，在Surfer图形编辑状态，执行网络数据命令，打开Excel编辑保存的TXT文件，数据列坐标选择对应的X、Y、Z数据，网格化方法选择克里金法能够较实际地反映病虫害趋势分布[4]，保存为grd格式网格文件。经过插值后的网格文件，可以制作等值线图、影像图、渐变地形图、矢量图、线框图、表面图等多种图形。

3.3 制作等值线图

等值线图一般经过等值线图生成、图形填充、图形叠加、图形输出4个过程。在Surfer图形编辑状态，执行地图等值线图新建等值线图命令，打开转换为grd格式的病虫监测数据文件，即生成了等值线图。双击等值线图，在弹出的对话框中设置等值线间隔、是否填充、比例尺大小等属性。在病虫分布图形制作上，可设置无线条，填充颜色的方法，以病虫发生的5个等级，由轻到重依次填充绿色、黄色、橙色、红色、灰色，设置完成后，可保存为不同种类病虫的lvl等级文件，以利于以后图形填充载入(图3)。等值线图形填充设置完成后，执行地图基面图命令，分别打开基图和遮盖图，调整相应图层顺序，按Shift键同时选取3张图层，执行地图覆盖地图命令，完成图形叠加。双击遮盖图图层属性，进行填充设置，对无效区域进行白色填充遮盖。为增加对图片的说明，使用文本工具进行标题输入，也可以编制乡镇名称表，进行组合对象后，存为mif格式，以后可执行地图基面图命令打开使用。完成等值线图制作，执行文件输出命令，可以输出bmp，jp f等多种图形格式。

图3 利用等值线图绘制的害虫分布图

4 小结

Surfer软件对计算机硬件配置要求不高，操作界面简洁，图形绘制功能强大，数字地图制图简单，数据转换便捷，生成的病虫发生区域分布图图形美观，对病虫防治工作指导性强，是实现病虫监测数据可视化的一个理想选择。

[1]马天勤.Surfer软件在开采沉陷可视化中的应用[J].矿业工程，2008，6(3):48－50.

[2]刘艳琼，赵登宽.利用Surfer进行病虫可视化预报初探[J].农村科技，2006(3):12－13.

[3]王健，白世彪，陈晔.Surfer 8地理信息制图[M].北京:测绘出版社，2004.

[4]汤金仪，王建强，翟保平.等值线制图工具Surfer在病虫测报上的应用研究[J].植保技术与推广，2002，22(3):3－5.