利用Surfer8.0软件绘制煤底板隔水层厚度等值线图

刘志成

（山西省地质勘查局二一二地质队，山西长治046000）

隔水层厚度等值线图是煤矿生产过程中的重要图件之一，尤其在矿井防治水工作中广泛使用。图中内容一般包括等值线、钻孔、隔水层厚度、矿界。传统的手工做法是先做好地形地质底图，然后将对应钻孔隔水层厚度标注在底图上，再根据三角网插值法插值，最后连接相同值绘制成图。这种方法制图速度慢、效率低、重复计算多，不能满足生产需求。特别是大量插值，容易出现错误。Surfer8.0软件是绘制等值线图的重要工具，既能提高工作效率，又能提高图件质量，从而绘制符合要求的图件。

1 Surfer8.0软件简介

Surfer8.0软件基于Windows操作系统的三维绘图软件[1]。Surfer8.0软件囊括了插值、绘图、数据分析等功能，具有体积小（只有20M）、功能强大、简单易学等特点。我们可以在较短时间掌握，从而轻松制作基面图、等值线图、线框图等图件。由于Surfer8.0软件自带插值功能，即使现有的数据不是等间距的，仍然可以直接用它画图[2]，Surfer8.0软件内置了多种图形图像文件格式的输入输出接口，能与各种GIS软件实现共数据享，Surfer8.0软件还自带有多种字符库，可以根据需要更改标题、图例。

2 Surfer8.0软件绘制等值线图的原理与步骤

等值线图实质就是将空间上若干离散点的属性数据在专题矿图上表现出来，基于Surfer环境下的煤矿等值线图的制作，正是将空间上若干离散点的属性数据，通过内插法生成一系列光滑曲线即等值线，在矿图上直观、快捷、方便地显示[3]。利用Surfer8.0绘制等值线图，插值方法选择是绘图的核心。Surfer8.0软件提供12种数学模型（网格化模型），通过对数学模型的选择和进行灵活的参数设置，可以绘制各种类型的等值线图[4]。简要步骤如下：

（1）数据准备。通过野外测量、采集或者既有的格式（如：*.dxf、*.mif等），将空间离散的数据（X、Y、Z）转化为Surfer8.0软件可以接受的形式（*.dat、*.txt等）。选择合理的网格方法进行插值，得到所需要的格网文件（*.grd）。

（2）生成等值线。单击工具栏上的“新建等值线”命令按钮，选择需要的格网文件，单击打开，即完成了最初的等值线绘制。

（3）修改等值线。双击生成的等值线图，出现属性对话框，通过“常规”、“等级”、“背景”等操作，来完成等值线图的调整修饰。

（4）保存等值线图。Surfer8.0软件提供了各种流行图形图像文件格式的输入输出接口（能够输出20多种文件格式，如常见的CGM、JPG、BMP、GIF等格式），并且能与各大GIS软件文件格式完美对接，方便了文件和数据的共享。

3 应用实例

根据以上步骤，结合某矿区相关数据，利用Surf⁃er8.0软件做出某煤矿15号煤底板至奥灰顶面隔水层厚度等值线图。

3.1 资料处理

（1）制作*.dat文件。首先整理矿区内钻孔资料：

其中第1列代表钻孔号，第2、3列为钻孔坐标（X，Y），第4列代表钻孔对应的的隔水层厚度，单位为米，处理完毕把文件保存为gs.dat。

（2）制作*.bln边界文件。把矿界拐点坐标依次排列成如下格式：

第1、2列为矿界拐点坐标（X，Y）；第1行14为空白矿界的坐标数，0表示空白矿界外。处理完毕文件存为gs.bln。

3.2 使用Surfer8.0软件作图

（1）把*.dat文件转换成*.grd文件。单击“网格（G）”|“数据（D）”，选择数据文件gs.dat。打开“网格化数据”对话框，选择坐标（X，Y），以及相对应的隔水层厚度M。在“网格化方法”里选择“克里格法”。如果边界不规则，我们可以在“网格线素几何学”里适当调整做图范围的上下、左右边界坐标值，确保接下来“白化”图形与边界贴合细腻紧密。最后保存所需的文件gs.grd。如图1所示。

（2）对gs.grd进行“白化”。单击“网格（G）”|“空白（B）”，找到gdr.grd文件并打开，再打开边界文件gs.bln。得到文件out.grd并保存。如图2所示。

图1 使用Surfer8.0转换成的gs.grd

图2 使用Surfer8.0软件白化后的out.grd

（3）画等值线并进行修改。单击“地图（M）”|“等直线图（C）”|“新建等直线图（N）”，打开“out.grd”，即得到等值线图。打开“Map：Contours属性”对话框，可以对等值线进行调整。例如选择“常规”对话框可以对等值线进行填充；选择“等级”对话框，可以对等值线进行着色、标注。

（4）给等值线图加上矿界。单击“地图（M）”|“基面图（B）”，打开gs.bln边界文件。为了两张图完全贴合，可以按下“F2”键选定图片，再点击“地图（M）”|“复盖地图（O）”。如图3所示。

图3 含矿界等值线图

（5）建立张贴图并保存图片。单击“地图（M）”|“张贴图（P）”|“新建张贴图（N）”。选择3.1中生成的gs.dat。打开“Map：Post属性”对话框，进行标注。同（4）贴合操作，将两图相覆盖，可见到两图完全重合。接着单击“文件”，选择“保存”操作，把文件保存为gs.srf。打开gs.srf根据需要进行简化、填充处理，由于本矿区采动影响厚度统一按8m计算，我们对隔水层厚度不大于8m区与隔水层厚度大于8m区进行区分充填得到图4。

图4 使用Surfer8.0软件绘制的煤底板隔水层厚度等值线图

4 结论

Surfer8.0软件是一款简单易学的制作等值线图软件，具有高效、美观、准确、可靠等特点，值得推广应用。虽然一些地质软件中也可以实现上述功能在，但是在Surfer8.0软件操作更加快捷、简便。总而言之，Surfer8.0软件是地质工作中不可或缺的制图好帮手。

[1] 王志杰,付丽莉.Surfer在煤矿等值线绘制中的应用[J].矿业快报,2005（11）:39-40.

[2] 梁亮.Surfer软件在气象主分量分析中的应用[J].浙江气象,2005,26（3）:29-33.

[3] 王志杰,汪云甲,付丽莉.基于Mapinfo的工作面开采接替图专题地图的制作[J].煤炭工程,2005（5）：58.

[4] 王建,白世彪,陈晔.Surfer8.0地理信息制图[M]北京:中国地图出版社，2004.