C#調(diào)用Surfer接口繪制區(qū)域站等值線圖

王 波 ，齊軍岐(.千陽縣氣象局，陜西千陽 700；.寶雞市氣象局，陜西寶雞 7006)

C#調(diào)用Surfer接口繪制區(qū)域站等值線圖

王 波1，齊軍岐2
(1.千陽縣氣象局，陜西千陽 721100；2.寶雞市氣象局，陜西寶雞 721006)

C#；Surfer；區(qū)域自動氣象站；等值線圖

截止2012年底，寶雞市已建成158個區(qū)域自動氣象站，實現(xiàn)了多要素的連續(xù)動態(tài)實時監(jiān)測,大大增強了災(zāi)害性天氣的監(jiān)測預(yù)警能力。目前，在對地方的氣象服務(wù)工作中，各類氣象服務(wù)材料已必不可少，簡單的表格式材料已不能滿足當(dāng)前的服務(wù)需求。將Surfer強大的插值、繪圖功能和C#編程語言的簡單可視化操作以及高效運行效率相結(jié)合，利用C#編程語言調(diào)用Surfer軟件接口的繪圖函數(shù)，實現(xiàn)區(qū)域自動氣象站溫度和降水資料插值填圖、等值線繪制以及色彩填充，將氣象資料轉(zhuǎn)化為美觀、便于調(diào)閱的圖像文件，對臺站人員更好地應(yīng)用區(qū)域站資料，做好氣象服務(wù)提供幫助。

1 繪制等值線圖流程

首先，利用結(jié)構(gòu)化查詢語言(Structured Query Language，簡稱sql)查詢區(qū)域站整點數(shù)據(jù)，結(jié)合站點信息動態(tài)生成“溫度.dat”和“雨量.dat”兩個基本氣象要素數(shù)據(jù)文件；接著通過C#調(diào)用Surfer軟件接口，對基本氣象要素數(shù)據(jù)進行格點化處理，最后加載“寶雞市底圖.bln”、“寶雞市邊界圖.bln”兩個地圖文件和“等級.lvl”色標(biāo)文件繪制溫度、降水等值線色斑圖。

2 基本數(shù)據(jù)文件及格式

2.1 氣象要素數(shù)據(jù)文件

氣象要素數(shù)據(jù)文件(*.dat)的文件格式如下

X Y Z

X0Y0Z0

X1Y1Z1

… … …

XnYnZn

其中第一、二列分別為區(qū)域站站點經(jīng)度和緯度，第三列為氣象要素值(如氣溫、降水量)，每行代表一個區(qū)域自動氣象站的數(shù)據(jù)。C#生成氣象要素數(shù)據(jù)文件(*.dat)核心代碼為

Select 一小時雨量，空氣溫度 from CawsData where 日期時間=? + date + ″0000″ ; (獲取區(qū)域站雨量和溫度數(shù)據(jù)，date為yyyyMMddhh的時間格式字符串)

StreamReader sr = new StreamReader(baojistation,Encoding.GetEncoding(″GBK″))

(獲取區(qū)域站經(jīng)緯度數(shù)據(jù))

wendu += station + ″ ″ + T + ″ ″;

StreamWriter sw = new StreamWriter(″溫度.dat ″); (生成X、Y、Z格式的“溫度.dat”文件)

2.2 地圖數(shù)據(jù)

繪圖所需的地圖數(shù)據(jù)為“寶雞市底圖.bln”和“寶雞市邊界圖.bln”，包含了市、縣邊界經(jīng)緯度數(shù)據(jù)。寶雞市底圖文件格式為

Length(底圖坐標(biāo)個數(shù)) flag(標(biāo)志)

X0Y0

X1Y1

… …

XnYn

其中l(wèi)ength為底圖坐標(biāo)總數(shù)，flag為標(biāo)志位1或0(1代表消除閉合曲線內(nèi)的等值線，0代表消除閉合曲線外的等值線)，Xn、Yn分別代表所轄區(qū)縣邊界經(jīng)緯度坐標(biāo)。

寶雞市邊界圖與底圖格式一樣，唯一不同的是邊界圖包含的是一條連續(xù)的邊界曲線經(jīng)緯度坐標(biāo)，也就是一條閉合曲線，即要求Xn=X0、Yn=Y0。

2.3 色彩填充文件

繪圖所需的色彩填充文件為*.lvl格式的色標(biāo)文件，包含了氣象要素值所對應(yīng)的數(shù)量等級顏色值及樣式。

3 繪制等值線圖

3.1 C#對Surfer軟件接口調(diào)用引用

首先添加對Surfer軟件Interop.Surfer.dll類庫文件的引用，然后可以通過編寫C#代碼實現(xiàn)對Surfer軟件各功能的調(diào)用，實現(xiàn)寶雞市區(qū)域自動氣象站溫度、雨量等值線圖的繪制。surfer接口引用調(diào)用代碼

using Surfer; (為C#程序添加Surfer接口引用)

Surfer.Application SurferApp = new Surfer.Application(); (調(diào)用Surfer，生成實例對象)

3.2 氣象要素數(shù)據(jù)離散化差值

繪制等值線圖需要的數(shù)據(jù)為格點數(shù)據(jù)，需要將包含氣溫、雨量、站點經(jīng)緯度的氣象要素數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成格點數(shù)據(jù)。

氣象要素數(shù)據(jù)格點化轉(zhuǎn)換核心代碼為

SurferApp.GridData(datFile,1,2,3,Surfer.SrfDupMethod.srfDupNone,0.03,0.03, ...106.2,108.4,33.4,35.6, Surfer. SrfGridAlgorithm. srfKriging,...); (調(diào)用Surfer 實例對象的GridData()方法對氣象要素數(shù)據(jù)進行格點化轉(zhuǎn)換，datFile 為生成的XYZ文件

名，即*.dat文件加路徑，0. 03為網(wǎng)格經(jīng)緯向的分辨率，106.2、33.4分別為起始經(jīng)、緯度, 108.4、35.6分別為結(jié)束經(jīng)、緯度,插值方法是Kriging方法)

3.3 生成等值線圖

氣象要素數(shù)據(jù)通過離散化差值轉(zhuǎn)換為格點數(shù)據(jù)后，Surfer對格點數(shù)據(jù)進行Insert平滑處理，通過GridBlank()方法利用“寶雞市邊界.bln”文件去掉地圖邊界外的區(qū)域；建立繪圖文檔和繪圖窗口，將氣象要素格點數(shù)據(jù)生成等值線圖添并加到等值面圖層；新建并添加色彩填充文件即“等級.lvl”、寶雞市地圖文件、圖例、圖注等圖層，最后將所有圖層疊加調(diào)用繪圖文檔的Export()方法生成等值線圖并輸出。生成等值線圖核心代碼

SurferApp.GridSplineSmooth(OutGrid, 8, 8, SrfSplineMethod.srfSplineInsert,...); (將格點數(shù)據(jù)文件進行平滑，平滑方法為Insert，行列的插值點數(shù)都為8)

SurferApp.GridBlank(SmoothGrid, BlankFile, ...); (利用“寶雞市邊界.bln”文件去掉地圖邊界外的區(qū)域)

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

(建立一個繪圖文檔和一個繪圖窗口)

ClassedCounterMap.Levels.LoadFile(LevelFile); (添加等值線圖色彩填充文件)

Surfer.IMapFrame mapframe2 = Doc. Shapes. AddBaseMap(BaseFile); (添加寶雞市底圖文件)

sel.OverlayMaps(); (將圖層全部選定,進行層疊覆蓋)

Doc.Export(OutGrpahic, ...,width=680, height=500, ...) ; (OutGraphic為生成的等值線圖片名稱,格式可選如png、jpg等 ,680和500為圖片的長和寬)

4 結(jié)語

C#調(diào)用Surfer軟件接口既可以充分發(fā)揮Surfer軟件強大的繪圖功能，又可以發(fā)揮C#編程強大的人機交互優(yōu)勢，二者相結(jié)合所繪制的區(qū)域站溫度、降水量等值線圖可將區(qū)域自動氣象站觀測資料直觀和美觀的顯示出來。

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[3] 王赟，段燕楠，何俊.基于C#的ASP.NET建立氣象數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)[J].電腦編程技巧與維護,2010(13):41-43.

王波，齊軍岐.C#調(diào)用Surfer接口繪制區(qū)域站等值線圖[J].陜西氣象，2014(2)：45-47.

1006-4354(2014)02-0045-03

2013-08-19

王 波(1985—)，男，陜西楊陵人，漢族，學(xué)士，助理工程師，從事技術(shù)保障和氣象信息技術(shù)開發(fā)。

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