巧用Surfer軟件繪制三維立體地形圖進行等高線輔助教學

江蘇省常州市第一中學（213003） 孫 旭

巧用Surfer軟件繪制三維立體地形圖進行等高線輔助教學

江蘇省常州市第一中學（213003） 孫 旭

Surfer是一很好的的二維數據處理和顯示軟件，并具有一定的三維顯示功能。該軟件可處理離散點資料、格點資料，能夠把離散的點數據繪制成等值線圖、三維立體圖等，也可添加研究區域的部分地理信息、在資料點上顯示標注等。Surfer的最主要的功能是繪制等值線圖，如等深圖、等高線圖、等溫圖、等壓圖和三維表面圖等均可在Surfer下繪制。在地理學的各個分支中有著廣泛的應用，但是在地理教學中的應用還較少。

下面以一道等值線題目為例來進行Surfer軟件的輔助運用。

例題：根據圖1所示的地形海拔數據完成以下問題：

（1）過各點作出等高線

（2）A點的地貌

（3）畫出山脈的走勢

（4）畫出BC兩點間的剖面圖

這是一道給出數值的判斷等高線題目。為了讓學生更能清晰明白地認識這里的地形，我對其進行數據化，然后使用Surfer軟件生成了三維地圖。

首先對此圖進網格覆蓋（如圖2）確定坐標及海拔高程，獲得所需要的數據，在Surfer工作表中輸入（如圖3），生成DAT格式文件。由于DAT格式數據不可以用來直接畫等高線，先要將數據文件轉換成Surfer認識

的grd文件格式，才能畫出等高線。

打開菜單“網格” 點擊“數據”。（如圖4）

在打開的對話框中選擇剛剛生成DAT格式數據文件，便會彈出“網格化數據”對話框（如圖5）。進行相應的設置后點“ok”，畫圖所需要的grd文件test．grd就生成了。

現在我們就可以進行繪制等高線地圖了。打開菜單“地圖”/“等值線圖”/“新建等值線圖”，在對話框中選擇剛才輸出的grd文件，如test．grd，點“ok”，則一副等高線圖就繪制完畢了，如圖6。若有對于等高線密度、等高距、線條粗細、標注等有要求，雙擊圖中等高線在彈出的對話框中進行相應的設置即可得到需要的等值線圖（圖7）。

這時我們完成了例題中問題1的教學輔助，用計算機繪制出了該區域的等高線地圖。應該說用計算機繪制，避免了人工繪圖的隨意性，在保證坐標和高程數據準確和詳細的前提下，精確度較高。

現在我們來進行最有意義的一步，建立該區域三維立體地形圖。打開菜單“地圖”/“表面圖”（圖8），生成三維立體圖（圖9）。

通過工具欄的3D軌跡球功能可以非常方便的從任何一個角度對于該地形區進行地貌單元觀察，包括地形剖面，從而非常直觀地了解該地的地形。

針對例題所剩的三個問題：（2）A點的地貌，可以通過圖10或者操縱3D軌跡球進行角度動態變換來觀察，從而了解該地地貌為鞍部；（3）畫出山脈的走勢，可以根據圖11的角度可非常明了的得出；（4）畫出BC兩點間的剖面圖，可以直接調整至圖12的觀察角度根據邊緣線而得出。

小結：利用Surfer進行等高線的輔助教學具有常規教學不可替代的作用。常規的版圖雖然可以畫出立體的效果，但是卻不可以如此靈活地變換各個角度來進行觀察，直觀地得到結果。但也有一定的限制性，例如對一幅地圖進行數據化并在Surfer工作表中輸入數據是一件繁瑣的事情，尤其是對地圖的精度要求較高的情況下，這需要教育工作者有更多的耐心和投入。但磨刀不誤砍柴工，這對于學生尤其是對初學地形圖階段的學生的幫助是立竿見影的。