Map GIS、Section与Surfer软件在处理氡等值线图中的应用

李 强，石德强，徐 璇，赵子良，占 佳

（1.湖北省地质局第四地质大队，湖北 咸宁 437100）

MapGIS是中地数码集团生产的软件，在地质行业已成为通用的软件平台，它在图件输入、制作、编辑、排版、输出等各方面与其他制图软件相比具有很强的优势[1-2]。Section增强辅助制图系统以Microsoft VC++6.0为编程语言，MapGIS 6.7 SDK为开发平台进行开发的地质图件制作软件，系统基于MapGIS输入编辑子系统强大的图形编辑能力，添加专业的地质图件制作工具，与Excel结合实现强大丰富的数据沟通功能，将两款软件结合大大提高了图件的制作效率。Surfer是美国Golden软件公司在Windows环境下开发的地理数据绘图软件，主要用于绘制等值线图及相应的三维图形。该软件自带数据编辑器，可以直接处理Excel文件，能迅速地将离散点测量数据通过插值转换为连续的数据曲面[3]。该软件提供了12种插值方法，可以满足用户不同应用方向的插值需求。

1 Map GIS与Section联合绘制氡等值线图

将野外测量点的坐标（X，Y）及对应的氡值入录进Excel表格中，编辑的数据结构如图1a所示。

本次实验以测区1:25 000比例尺为例，在生成氡等值线图之前，首先需将表格中的数据转换成Map-GIS软件可识别的点文件（*.WT），通过提取点属性进行离散数据网格化对点文件进行插值。步骤如下：

1）使用Section打开测区地形地质图工程文件，选择辅助工具→表格数据投影→选择数据投影（Excel）。在此之前应先将表格中需要投影的数据用鼠标框选中。在弹出的对话框中X，Y选择表格相对应的坐标，注释中选择RaA值，即本次测量氡结果值，比例尺输入与测区相应的值即25 000，其他设置如图1c所示。

2）打开MapGIS主菜单，选择空间分析中的DTM分析，进入MapGIS数字地面模型子系统，选择文件→打开数据文件→点数据文件，将此前Section投影的点文件打开，选择处理点线→点数据高程点提取→选择提取RaA（氡值），如图1b所示→Grd模型→离散数据网格化，弹出的对话框中XYZ默认不变，网格化方法中本次选择Kring泛克立格法，点击确定即可生成后缀名为*.grd的网格化文件。

图1 MapGIS与Section参数设置图

通过生成测区氡值网格化文件后，即可绘制氡等值线图，在MapGIS主菜单，选择空间分析中的DTM分析，选择Grd模型中的平面等值线图绘制，选择生成好的网格化文件，再弹出对话框中设置符合标准的颜色、线参数、注记等，需要注意的是在最下角制图幅面中应选择“原始数据范围”，如图1d所示。点击“确定”，系统自动绘制氡等值线图，最后分别保存点（*.WT）、线（*.WL）、区（*.WP）文件。将保存的点、线、区文件添加进测区地形地质图后，系统自动套合叠加，如图2所示。

图2 测区氡等值线图

从图中可以看出，测区断裂构造、水系线均可正常叠加在氡等值线图之上，能直观地反映出氡与断裂的关系。不足之处是测区的边界是不规则的，而Map-GIS绘制的氡等值线图均为规则矩形，在边界之外无采样数据，等值线向外呈直线放射状，因此后续还需对其进行裁剪，提取测区范围内正常的等值线后方可作为氡等值线成果图。

2 Surfer绘制氡等值线图

Surfer在绘制氡等值线图时也应先对原始数据进行网格化插值后方可成图，本次选择版本为Surfer15，共有12种方法网格化算法进行插值，便于研究对象的特性分析，以达到预期的结果[4]。具体步骤如下：

1）新建一个后缀为*.txt空白文档，将Excel原始数据复制进文档中，点击“保存”。进入Surfer15界面选择网格数据，点击保存的文档，弹出数据导入选项对话框，点击“确定”。在网格数据对话框中X、Y为测区坐标，Z为氡结果值，Surfer在数据网格化的时候一般都是以径向基本函数法作为网格化模型，这主要由于径向基本函数法绘出的等值线图与手工制作的等值线图相接近[5]。为了与MapGIS对比研究，本次采用广泛应用的克里金插值法。由于测区并非规整的矩形，勾选数据包外网格自动白化后，可对自由多边形外的空白区进行白化处理。点击“确定”即可生成网格化文件，如图3所示。

图3 Surfer软件网格数据化参数设置

2）在主页中点击等值线选择保存的网格化文件（*.grd），即完成了最初的等值线绘制，点击等值线图在属性管理器中修改层次、坐标系等个性化设置，见图4。

图4 测区氡等值线图

由上图可知，Surfer15在绘制等值线图更加方便快捷，而且在勾选数据包外网格自动白化后能够自动裁剪出非矩形测区范围内氡等值线。从等值线形状、圆滑程度来看，与MapGIS绘制的等值线差异不大，缺点是在与测区地质图套合时较繁琐，还需进行投影变换、误差校正等步骤。因此，在绘制纯粹的等值线图时选用Surfer15制作效率更高，需与测区地质图进行套合反映氡等值线与地质构造关系时选用MapGIS制作效果更好。

3 三维可视化制图

将MapGIS与Surfer软件有机结合绘制氡等值线可视化三维图[1-2，7]，具体制作流程如下：

1）运用MapGIS将测区中地质区、断层线、水系等需要在三维图中显示文件输出为*.TIF图片文件。

2）在Surfer15主页中点击3D曲面图，选择步骤1中保存好的等高线网格化文件，即可生成带坐标的三维地形图，如图5所示。

图5 测区三维地形图

3）点击Surfer15主页中基底图，导入步骤（2）中图片文件，点击图形工具→地形影像图，通过弹出窗口抓取图片中拐点，将拐点XY目标轴分别手动输入实际坐标值（图6），点击更新图形，即可生成带坐标的地质图。

图6 测区地质图校正

4）导入Surfer15制作氡等值线图。设置好层次-标注等参数-选中地形图（地质图氡等值线图）-点击图形工具中按坐标叠加图形，系统即可自动叠加生成氡异常三维地形地质图，见图7。

4 结语

运用MapGIS与Section绘制的氡等值线图，在套合测区地质图反映断裂与氡两者关系时较为方便快捷，图面直观，实用性强，效率更高。

图7 氡异常三维地形地质图