MapGIS数据与Surfer数据相互转换的实现.pdf

M a p G I S 数据与 S u r f e r 数据相互转换的实现 孙中任 1 ， 甄凡玉 2 ， 赵雪娟 1 （1 . 沈阳地质矿产研究所， 辽宁 沈阳 1 1 0 0 3 3 ；2 . 黑龙江省地球物理勘察院， 黑龙江 哈尔滨 1 5 0 0 3 6 ） 摘要 剖析了 S u r f e r 的数据文件和 M a p G I S 的数据文件格式， 提出了其相互转换的方法， 并编制了转换软件. 特别是 指出 M a p G I S 网格化的 A S C I I 码文件， 即 D E T文件， 可以通过简单的编辑形成通用的网格化 G R D文件格式， 不应当再 进行网格化. 提出利用 S u r f e r 勾绘特定的地球化学元素异常图， 转成 M a p G I S 修饰出版的实用制图程序. 关键词 S u r f e r i ； M a p G I S ； 数据文件； 图形文件； 转换 S u r f e r 同 G r a p h e r 一样，是美国 G o l d e nS o f t w a r e 公司出品的一套功能强大的 2 D 、 3 D成图软件。S u r f e r 可 识 别 包 括 A u t o C A D 、 M a p I n f o 、 A r c I n f o 、 光 栅 图 、 Wi n d o w s 图元、 Wi n d o w s 位图、 J P G 、 G I F等多达 2 6种 图文件格式. 它拥有多达 1 2 种数据网格化方法 加权 距离倒数法 （I n v e r s eD i s t a n c et oaP o w e r ） 、克里格 （K r i g i n g ） 、 最小曲率法 （M i n i m u mC u r v a t u r e ） 、 改进谢别 德法 （M o d i f i e d S h e p a r d s M e t h o d ） 、 最近临近点 （N e a r e s t N e i g h b o r ） 、 自然临近点 （N a t u r a l N e i g h b o r ） 、 多项式回 归 （P o l y n o m i a l R e g r e s s i o n ） 、 径向基本函数法 （R a d i r a l B a s i sF u n c t i o n ） 、 带 线 性 插 值 的 三 角 剖 分 法 （T r i a n g u l a t i o nw i t hL i n e a r I n t e r p o l a t i o n ） 、移动平均法 （M o v i n gA v e r a g e ） 、 数据度量法 （D a t aM e t r i c s ） 、 局部 多项式法 （L o c a l P o l y n o m i a l） . 每种网格化还因其方 法的差异， 而任意设置不同的技术参数. 它还可以完 成常见的 6 0多种形式滤波和自定义滤波，完成一 阶、 二阶导数、 拉普拉斯变换、 傅立叶变换、 数据统 计、 数据分析等工作. 它成图迅速， 图面美观， 形态生 动， 细节丰富. S u r f e r 还具有软件小， 占用资源少， 内存管理优异 等特点. 它随带的电子表格操作简单、 方便， 能对原始 数据进行全面的处理， 如统计、 排序、 数据格式调整以 及对列进行计算等等. 数据文件容易形成和编辑，数据准备简单也 是 S u r f e r 的一大优点. 它除了识别 A S C I I 码 X ， Y ， Z文 件 以 外 ， 还 能 识 别 E x c e l（* . x l s ） 、 M i c r o s o f t S Y L K （* . s l k ） 、 C o m m aS e p a r a t e dV a r i a b l e s（* . c s v ） 等文 件. 可以用 E x c e l ， 甚至记事本轻松编辑这些数据文件. M a p G I S是十分优秀的国产 G I S软件. 它是集最 先进的图形、 图像、 地质、 地理、 遥感、 测绘、 人工智 能、计算机科学于一体的大型智能软件系统. 就地 质常用的图形制作和数据图形模块而言， M a p G I S具 有自动进行线段跟踪、 结点平差、 线段裁剪与延伸、 拓扑结构自动生成、中文良好支持、标准地形图地 质图模型、 丰富地质专用花纹、 专业数据库管理、 等 值线图、 立体图、 空间分析等庞大功能. 同时 M a p G I S 也是我国地质勘查工作成图和归档资料指定文件格 式软件. S u r f e r 的不足之处是中文支持不好，地质专用花 纹不够丰富， 没有标准地质图件模块， 特别是国际标准 图幅成图十分不便. 同时， S u r f e r 的图形文件格式不是 国家归档资料标准电子文本格式. M a p G I S 较 S u r f e r 的 不足是计算机内存管理不完善， 滤波功能不够强大， 网 格化能力还有较大的差距， 造区充填色彩不丰富， 曲线 圆滑程度不足， 特别是专用等值线与人工智能勾绘 （比 如以点代区勾绘） 功能相差较远. 如果能将 M a p G I S 和 S u r f e r 数据文件、 图形文件完美地相互转换， 充分利用 M a p G I S 和 S u r f e r 的数据管理、 数字计算和数据成图的 独特优势， 探索出一套较完美的数据成图手段， 将是一 件十分有意义的工作. 1 S u r f e r 的 S R F图像格式转 M a p G I S 的 WT 、 WL 、 WP 图像格式 这种转换的目的是利用 S u r f e r 的内存管理优势、 收稿日期 2 0 0 6 - 1 1 - 2 4 . 张哲编辑. 文章编号 1 6 7 1 - 1 9 4 7 2 0 0 8 0 1 - 0 0 7 7 - 0 4中图分类号 P 6 2 8文献标识码 A 地质与资源 G E O L O G YA N DR E S O U R C E S 第 1 7 卷第 1 期 2 0 0 8 年 3 月 V o l . 1 7N o . 1 M a r . 2 0 0 8 网格化优势和成图优势. 尽管 S u r f e r 是十分著名的制图软件， 但是 M a p G I S 并没有提供一个专门的转换模块. M a p G I S 却可以识别 A u t o C A D 、 M a p I n f o的 D X F和 M I F格 式 图 像 文 件 . S u r f e r 不仅可以识别 A u t o C A D 、 M a p I n f o的 D X F和 M I F 格式图像文件， 还可以选择输出 D X F和 M I F格式 图像文件. 所以， 利用 S u r f e r 打开 S R F文件， 然后输出 A u t o C A D的 D X F格式图像文件或 M a p I n f o 的 M I F格 式图像文件 （最好使用 M a p I n f o 的 M I F格式图像文件， 因为 M a p G I S 可以识别其区文件信息） ， 就可以轻而易 举地实现 S u r f e r 的 S R F图像格式转 M a p G I S的 WT 、 WL 、 WP 图像格式. 2 M a p G I S 的数据文件与 S u r f e r 的数据文件互转 这种转换也是为了利用 S u r f e r 的内存管理优势、 网格化优势、 数据处理和成图优势， 从而使用 S u r f e r 做 网格化， 甚至成图， 最后使用 M a p G I S 进行图面整饰和 图面编辑. M a p G I S 二维空间数据文件是 A S C I I 明码文件， 文 件后缀为 “. D E T ” ， 格式有 “不规则网高程数据” 和 “规 则网高程数据” 两种 M a p G I S 非网格化文件格式 （*. D E T ） N O T G R I⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯D文件头 X 、 Y 、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯Z数据 M a p G I S 网格化文件格式 （*. D E T ） I S _ G R I⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯D文件头 N X 3⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5网格列数 N Y 4⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯0网格行数 X S 0 . 0 0 0⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯0X起始点座标 Y S 0 . 0 0 0⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯0Y起始点座标 X C E L L 2 0 . 0 0⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯0X方向间距 Y C E L L 2 0 . 0 0⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯0Y方向间距 N O V A L I D V A L U E - 9 9 9 9 9 . 0 0 0⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯0未知点参量 z ～⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯高程数据 S u r f e r 二维空间数据分 A S C I I 明码文件和二进制 数据文件两种. 这两种文件格式 S u r f e r 可以自由转换. 从编辑和实现角度看，我们只要认识了 A S C I I 明码文 件就可以了. S u r f e r 二维空间非网格化数据 （A S C I I 明码） 格式 （* . d a t ， * . t x t ） X 、 Y 、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯Z数据 S u r f e r 二维空间网格化数据 （A S C I I 明码） 格式 （* . G R D ） D S A⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯A文件头 （注意大小写） a s 1 a s⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2X 、 Y方向点数 b s 1 b s⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2X方向最小与最大者 c s 1 c s⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2Y方向最小与最大者 d s 1 d s⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2高程最小与最大者 z⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～高程数据 按照上面的格式读入原数据，通过适当的计算， 再写出目标数据文件， 就实现了 M a p G I S 的数据文件 转 S u r f e r 的数据文件，或者 S u r f e r 的数据文件转 M a p G I S的数据文件. 值得注意的是 M a p G I S空白点 特征值为- 9 9 9 9 9 . 0 0 0 0 0 0 ，而 S u r f e r 空白点特征值为 1 . 7 0 1 4 1 E 0 3 8 . 对于 M a p G I S网格化文件格式的 A S C I I 码文件， 即 D E T文件， 已经可以通过简单的编辑形成通用的 网格化 G R D文件格式， 没有必要， 也不应当再进行 网格化，因为网格化处理的过程一定是带来误差的 过程. 应当说明的是， M a p G I S的 D T M分析不能识别 S u r f e r 网格化文件 A S C I I 明码格式，它只能不完全地 识别其二进制数据格式. 因此， 通过程序将 S u r f e r 网 格化文件转换成 M a p G I S 网格化文件格式的 A S C I I 码 文件， 即 D E T 文件也是十分重要的. 3 实例 上面讨论的问题较多， 也比较容易解决. 这里主要 将利用 S u r f e r 的特殊功能成图再转成 M a p G I S 点线面 文件的实例列出， 这是只利用 M a p G I S 无法实现的. 众所周知，地球化学勘查中有时在绘制元素异常 图时， 异常范围以采样单元格子面积计算， 即勾绘异常 等值线以单元格子的边框为界. 这就需要一种非常规 的网格化法. M a p G I S 在离散数据网格化模块中只提供 了距离幂函数反比加权网格化、（泛） 克里格法、 稠密数 据中值选取法、稠密数据距离权法 4 种方法. M a p G I S 不能完成这种图件的制作. 本例是利用图 1 的数据，由 S u r f e r 的最近临近点 （N a t u r a l N e i g h b o r ）网格化法成这种特定元素异常图 （图 2 ） . 可以看出， 这种作法很好地满足了某些特定地 球化学元素异常图的成图要求. 将 S u r f e r 图形输出 M a p I n f o 的 M I F格式图像文 件， 由 M a p G I S“文件转换” 模块转换成 M a p G I S 的 WT 、 ⋯ ⋯⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 地质与资源2 0 0 8 年7 8 图 1 地球化学元素异常图模拟数据分布图 F i g . 1 D a t a s i m u l a t e d m a p o f g e o c h e m i c a l a n o m a l y d i s t r i b u t i o n WL 、 WP图像格式 （图 3 ） . 经过图件的简单修饰， 就可 以按我国地质资料归档要求完成图件的制作. 4 结论 除了 M a p G I S 和 S u r f e r 各自的优势以外，目前国 际、国内很多仪器设备的数据输出以及应用软件的数 据存贮都采用 S u r f e r 数据格式. S u r f e r 数据文件与 M a p G I S 数据文件的互转是地质工作者常遇到的问题. 从以上讨论可知， 这种转换不仅是可行的， 也是十分有 用的. S u r f e r 的图形文件转 M a p G I S 的图形文件，充分 利用了 S u r f e r 的强大运算模块和优秀计算机管理能 力， 使 M a p G I S 如虎添翼， 取得了事半功倍的效果. 参考文献 ［1 ］ 高艳芳. 离散数据网格化参数的确定和数学模型的选择以 S u r f e r 7 . 0 、 M a p G I S 6 . 0 为例 ［J ］ . 地质与勘探， 2 0 0 2 ， 3 8（S u p p ） 1 3 9 1 4 2 . 图 2 S u r f e r 网络化成地球化学图 F i g . 2 G e o c h e m i c a l g r i d m a p b y S u r f e r 图 3 S u r f e r 转 M a p G I S 的地球化学图 F i g . 3 G e o c h e m i c a l m a p o f M a p G I S c o n v e r t e d f r o mS u r f e r 孙中任等 M a p G I S 数据与 S u r f e r 数据相互转换的实现第 1 期7 9 T H ES U R P A C - B A S E D3 - DG E O L O G I CM O D E LF O RM I N EA N D M E T A L L O G E N I CP R O G N O S I SB YC O M P R E H E N S I V EI N F O R M A T I O N Y A N GX i a o - k u n 1 ，Q I ND e - x i a n 1 ，F E N GM e i - l i 2 ，H UZ h i - j u n 1 ，WUWe i 1 ，L I UX i a o - w e i 1 （1 . K u n m i n g U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ，K u n m i n g 6 5 0 0 9 3 ，C h i n a ；2 . Y u n n a nB r a n c h ，B a n ko f C h i n a ，K u n m i n g 6 5 0 0 0 0 ，C h i n a ） A b s t r a c t M i n eg e o l o g i cm o d e l i so n eo f k e yt e c h n o l o g i e so f d i g i t a l m i n e . I nt h i sp a p e r ，a3 - Dg e o l o g i cm o d e l i s e s t a b l i s h e dw i t ht h es o f t w a r eo f S u r p a cV i s i o n ，w h i c hc a nq u a n t i t a t i v e l ya n dv i s u a l l ys i m u l a t et h et e r r a i n ，s t r a t u m ， s t r u c t u r e ， m a g m a t i c r o c k a n d p r i m a r y h a l o s o f d r i l l h o l e s i n m i n e f i e l d . Wi t h c o m p r e h e n s i v e a n a l y s i s ， t h e a n o m a l i e s c a n b e d e l i n e a t e d m o r e i n t e g r a t e d a n d d y n a m i c a l l y . T h e p a t t e r n ， v a r i e t y a n d p o s i t i o n o f t h e a n o m a l i e s c a n b e r e s e a r c h e d . T h e m e t a l l o g e n i c p r o g n o s i s b y c o m p r e h e n s i v e i n f o r m a t i o n w i t h t h i s g e o l o g i c m o d e l i s p r a c t i c a l l y s i g n i f i c a n t . K e yw o r d s g e o l o g i c m o d e l ；S u r p a c ；d i g i t a l m i n e ；m e t a l l o g e n i c p r o g n o s i s b y c o m p r e h e n s i v e i n f o r m a t i o n 作者简介 杨晓坤 （1 9 8 1 ） ， 男， 昆明理工大学国土资源工程学院博士研究生， 通信地址 昆明市学府路文昌巷 6 8号 昆明理 工大学 矿产地质研究所， 邮政编码 6 5 0 0 9 3 . R E A L I Z A T I O NO FT H EC O N V E R S I O NO FD A T AB E T WE E N M A P G I SA N DS U R F E R S U NZ h o n g - r e n 1 ，Z H E NF a n - y u 2 ，Z H A OX u e - j u a n 1 （1 . S h e n y a n g I n s t i t u t e o f G e o l o g y a n d M i n e r a l R e s o u r c e s ， S h e n y a n g 1 1 0 0 3 3 ， C h i n a ； 2 . H e i l o n g j i a n g I n s t i t u t e o f G e o p h y s i c a l S u r v e y ， H a r b i n 1 5 0 0 3 6 ， C h i n a ） A b s t r a c t T h e G I S s o f t w a r e o f M a p G I S a n d S u r f e r a r e c o m m o n l y a p p l i e d i n g e o l o g i c r e s e a r c h a n d e x p l o r a t i o n . H o w e v e r ， t h e d a t a o f o n e s o r t c a n n o t b e a d o p t e d e a s i l y b y e a c h o t h e r . B y a n a l y s i s o n t h e d a t a f i l e f o r m a t s o f S u r f e r a n d M a p G I S ， t h e p a p e r p r o p o s e sam e t h o dt oc o n v e r t t h ed a t ab e t w e e nt h et w ot y p e so f s o f t w a r e . Ac o n v e r s i o n - s o f t w a r ei sc o m p l i e d . P a r t i c u l a r l y ， t h e g r i d A S C I I f i l e （D E T ）o f M a p G I S c a n b e f o r m e d b y s i m p l e e d i t i n g ， w i t h o u t t r a n s f e r t o g r i d . Ap r a c t i c a l p r o g r a mi s m a d e t o d r a wt h e g e o c h e m i c a l a n o m a l y m a p b y S u r f e r a n d t h e n t o c o n v e r t i n t o M a p G I S f o r m a t f o r p u b l i s h i n g . K e yw o r d s S u r f e r ；M a p G I S ；d a t a f i l e ；g r a p hf i l e ；c o n v e r s i o n 作者简介 孙中任 （1 9 6 3 ） ， 男， 教授级高级工程师， 1 9 8 6 毕业于武汉地质学院， 中国地质大学在读博士， 现主要从事地质勘 查工作中物化遥的应用研究工作， 通信地址 沈阳市北陵大街 2 5 号， 邮政编码 1 1 0 0 3 3 ， E - m i a l //s y s z h o n g e n c g s . g o v . c n （上接第 6 4 页） 地质与资源2 0 0 8 年8 0