Surfer插值方法介绍 中英混合版
用Surfer8创建等值线地图(中英双语教程)
GIS软件应用之一：Surfer8地理信息制图Understanding How to Use Surfer了解如何使用SurferThe most common application（应用） of Surfer is to create a grid-based（基于格网的） map from an XYZ data file（有限个点的X、Y、Z坐标值组成的文件）. The Grid | Data command uses an XYZ data file to produce a gridfile（格网文件）. The grid file isthen used by most of the Mapmenu（地图菜单） commands toproduce maps. Post maps(张贴图) and base maps do not usegrid files.Surfer最常见的应用是创建一个来自有限个点的X、Y、Z坐标值组成的文件的基于网格的地图。
Grid | Data命令使用一个XYZ的数据文件产生一个网格文件。
网格文件，然后由该地图菜单最常用的命令来制作地图。
张贴图和基面图除外，它们不需要使用格网文件The flow chart（流程图） to the right illustrates（图解） the relationship between XYZ data files, grid files, contour（等高线，等值线） maps, and wireframes(线框图).该流程图，以正确的图解了XYZ数据文件，格网文件，等高线图和线框图的关系。
Lesson 1 - Creating an XYZ Data File第1课 - 创建一个XYZ的数据文件An XYZ data file is a file containing at least three columns（列） of data values. The first two columns are the X and Y coordinates（坐标值） for the data points. The third column(列) is the Z value assigned to the XY point. Although it is not required, entering the X coordinate(坐标) in Column(列) A, the Y coordinate(坐标) in Column(列) B, and the Z value in Column(列) C is a good idea. Surfer looks for these coordinates(坐标) in these columns by default.一个XYZ的数据文件是一个文件，其中包含至少3个数据值的列。
surfer的一些使用
surfer的一些使用surfer教程软件应用之surfer 2010-04-11 20:56:22 阅读629 评论0字号：大中小Golden Software Surfer(以下简称Surfer)是一款画三维图(等高线,image map, 3d su rface)的软件,该软件简单易学,可以在几分钟学会主要容. Surfer软件不难，自带的英文帮助(help菜单)把如何使用解释的很详细。
Surfer是具有插值功能的绘图软件，因此,即使你的数据是不等间距的,依然可以用它作图。
但依据本人的经验，最好不使用Surfer自带的插值功能，尤其是要精确确定等高线时（方法请见下面的介绍）。
Note：surfer8.0不支持中文.Surfer的最主要的功能是绘制等高线图，简介如下:假设你由三列数据分别为X,Y,Z，其中Z为点（x，y）处的值。
存为文件test.dat（数据见后）第一列是X坐标，第二列是Y坐标，第三列是（x，y）上的值Z.则画等高线的步骤如下：Note：并不是直接打开test.dat数据就可以画等高线，首先要将数据文件转换成Surfer 认识的grd文件格式，才能画出等高线。
步骤一：把数据文件转换成grd文件1.打开Surfer软件，打开菜单“Grid | Data..." ,在open对话框中选择文件test.dat2. 这会打开”Grid Data“对话框。
在“Data Columns”中选择要进行GRID的列数据（这里我们不用选择，因只有3列数据且它们的排列顺利已经是XYZ了，如果是多列数据，则可以在下拉菜单中选择所需要的列数据）。
在“Griding Method"中选择一种插值方法（如果你需要比原始数据的网格X和Y更密的Z数据），则在Grid的过程中，Surfer会自动进行插值计算，生成更密网格的数据。
如果你只是想绘原始数据的图，不想插值，则最好选择距离平方反比法（inverse distance to a power）方法（因为此法在插值点与取样点重合时，插值点值就是取样点值，而其它方法不能保证如此）。
Surfer软件插值方法
Surfer软件插值方法1、距离倒数乘方法距离倒数乘方格网化方法是一个加权平均插值法，可以进行确切的或者圆滑的方式插值。
方次参数控制着权系数如何随着离开一个格网结点距离的增加而下降。
对于一个较大的方次，较近的数据点被给定一个较高的权重份额，对于一个较小的方次，权重比较均匀地分配给各数据点。
计算一个格网结点时给予一个特定数据点的权值与指定方次的从结点到观测点的该结点被赋予距离倒数成比例。
当计算一个格网结点时，配给的权重是一个分数，所有权重的总和等于1.0。
当一个观测点与一个格网结点重合时，该观测点被给予一个实际为1.0 的权重，所有其它观测点被给予一个几乎为0.0 的权重。
换言之，该结点被赋给与观测点一致的值。
这就是一个准确插值。
距离倒数法的特征之一是要在格网区域内产生围绕观测点位置的"牛眼"。
用距离倒数格网化时可以指定一个圆滑参数。
大于零的圆滑参数保证，对于一个特定的结点，没有哪个观测点被赋予全部的权值，即使观测点与该结点重合也是如此。
圆滑参数通过修匀已被插值的格网来降低"牛眼"影响。
2、克里金法克里金法是一种在许多领域都很有用的地质统计格网化方法。
克里金法试图那样表示隐含在你的数据中的趋势，例如，高点会是沿一个脊连接，而不是被牛眼形等值线所孤立。
克里金法中包含了几个因子：变化图模型，漂移类型和矿块效应。
3、最小曲率法最小曲率法广泛用于地球科学。
用最小曲率法生成的插值面类似于一个通过各个数据值的，具有最小弯曲量的长条形薄弹性片。
最小曲率法，试图在尽可能严格地尊重数据的同时，生成尽可能圆滑的曲面。
使用最小曲率法时要涉及到两个参数：最大残差参数和最大循环次数参数来控制最小曲率的收敛标准。
4、多元回归法多元回归被用来确定你的数据的大规模的趋势和图案。
你可以用几个选项来确定你需要的趋势面类型。
多元回归实际上不是插值器，因为它并不试图预测未知的Z 值。
它实际上是一个趋势面分析作图程序。
surfer插值
1、打开带有底图surfer11，点击Grid/Data，弹出一个Open Data的窗口，选择一个包含有成图所需数据的excel表格。
2、点击所选excel文件，会出现一个Grid Data（网格化数据）的窗口，选择所要成图的三列数据X，Y，Z（对应于excel表格中数据，Z为你需要画等值线图的参数），并选择网格化方法（Gridding Method），不同的需求可选择个的网格化方法。
3、选择存路径等，最后点击OK，就会输出一个grd文件并关闭Gridding Report, 得到插值的网格化grd.文件。
4、选择菜单栏Map/New/Contour Map，或者右击左边菜单栏里的Map/Add/Contour Layer，
5、找到上面的grd文件所在位置，点击打开，就得到所要的平面等值线图（未上色）。
如果等值线不够平滑，可以点击Contours...,在左下属性管理（Property Manager）选择General/Smoothing，进行None,Low,Medium,High四种不同程度地平滑
6、然后就是为等值线图上色；点击Contours...,在左下属性管理（Property Manager）选择Levels/Filled Contours/Fill Colors，勾选Fill Contours和Color Scale。
Surfer---九种插值方法
Surfer---九种插值方法Inverse Distance to a Power--反距离加权插值法Kriging--克里金插值法）Minimum Curvature--最小曲率Modified Shepard's Method--改进谢别德法Natural Neighbor--自然邻点插值法Nearest Neighbor--最近邻点插值法Polynomial Regression--多元回归法Radial Basis Function--径向基函数法Triangulation with Linear Interpolation--线性插值三角网法Moving Average--移动平均法Local Polynomial--局部多项式法1、距离倒数乘方法距离倒数乘方格网化方法是一个加权平均插值法，可以进行确切的或者圆滑的方式插值。
方次参数控制着权系数如何随着离开一个格网结点距离的增加而下降。
对于一个较大的方次，较近的数据点被给定一个较高的权重份额，对于一个较小的方次，权重比较均匀地分配给各数据点。
计算一个格网结点时给予一个特定数据点的权值与指定方次的从结点到观测点的该结点被赋予距离倒数成比例。
当计算一个格网结点时，配给的权重是一个分数，所有权重的总和等于1.0。
当一个观测点与一个格网结点重合时，该观测点被给予一个实际为 1.0 的权重，所有其它观测点被给予一个几乎为0.0 的权重。
换言之，该结点被赋给与观测点一致的值。
这就是一个准确插值。
距离倒数法的特征之一是要在格网区域内产生围绕观测点位置的"牛眼"。
用距离倒数格网化时可以指定一个圆滑参数。
大于零的圆滑参数保证，对于一个特定的结点，没有哪个观测点被赋予全部的权值，即使观测点与该结点重合也是如此。
圆滑参数通过修匀已被插值的格网来降低"牛眼"影响。
2、克里金法克里金法是一种在许多领域都很有用的地质统计格网化方法。
surfer 3 插值方法
is the interpolated value for grid node "j"; Zi are the neighboring points; dij is the distance between the grid node "j" and the neighboring point "i";
中等数据量（250到1000数据点），线性内插三角 形法网格化很快，并生成很好代表原始数据特点的 网格。Kriging法和径向基本函数法较慢，也可以产 生高质量的网格。 大的数据量(>1000数据点)，最小曲率法最快，网格 足以代表原始数据特点。线性内插三角形法网格化 较慢，网格有足够的代表性。
以下的建议仅仅是一般的推荐
径向基本函数法类似Kriging法中的变异图。 在大多数情况下，多重二次曲面函数是最合 乎要求的。 R2参数是一个决定锐化或平滑的参数。 R2值愈大，山顶愈圆滑，等值线愈平滑。R2 合理的实验值是在一个平均样本间距和半个 平均样本间距之间。
最近临点法（ 最近临点法（Nearest Neighbor） ）
径向基本函数法 （Radial Basis Functions） ）
径向基本函数法是一种准确插值的方法。其 中的多重二次曲面法被许多人认为是最好的 方法。在插值生成一个网格结点时，这些函 数确定了使用数据点的最优权重组。 径向基本函数法的函数类型包括：
反比多重二次曲面法； 多重对数； 多重二次曲面法； 自然三次样条和薄板样条。
平滑插值用于并不十分依赖原始数据，只试 图了解Z值的总体变化趋势的情况。 平滑插值不会给任何原始数据点以权重1，即 使某网格结点正好位于原始数据点。
距离反比法 （Inverse Distance to a Power）
surfer8中文说明书
Golden Software Surfer 8.0 (以下简称Surfer)是一款画三维图（等高线,image map, 3d surface）的软件，该软件简单易学，可以在几分钟内学会主要内容，且其自带的英文帮助（help 菜单）对如何使用surfer解释的很详细，其中的tutorial 教程更是清晰的介绍了surfer的简单应用，应该说surfer 软件自带的帮助文件是相当完美且容易阅读的,只要学过英语的人都可以很快上手。
Surfer 是具有插值功能的绘图软件，因此，即使你的数据是不等间距的，依然可以用它作图。
但依据作者的经验，最好不使用Surfer 自带的插值功能，尤其是要精确确定等高线时。
由于surfer是美国的一个软件，它不提供对中文的支持，这可以算的上一个小的遗憾。
Surfer 的主要功能是绘制等高线图（contour map），此外它还可以绘制post map，classed post map，vector map，image map，wireframe map，3d surface map，等形式的图形。
其功能是比较强的，但没有各种投影变化是它的一大缺点。
尤其是在等高线领域，这不能不说是它的应用受到限制的地方。
由于surfer软件没有中文说明书，对一些初学者来说可能会存在上手较难的问题，鉴于此种需求，编写了这一初学者参考手册，希望对大家有所帮助。
二、等高线的绘制Surfer 的最主要的功能是绘制等高线图，但并不是我们具有了数据文件就可以直接绘制等高线，surfer要求绘制等高线的数据有特殊的格式要求，即首先要将数据文件转换成Surfer 认识的grd 文件格式，才能绘制等高线（当然，可以直接生成surfer 接受的ascii 码的grd 文件格式，这样就可以直接作图，此方法将在后面介绍，首先我们介绍常用的作图方法）。
假设你有三列数据分别为X，Y，Z，其中Z 为点（x，y）处的值，存在文件test.dat中（数据见附件），其中第X坐标，第Y坐标，第三x，y）上的值Z，则绘制等高线的步骤如下：步骤一：把数据文件转换成grd文件1. 打开菜单Grid | Data... ,在open 对话框中选择数据文件test.dat2. 这会打开“Grid Data”对话框。
surfer插值方法
一、GIS中使用的一些插值方法（SURFER中也会用到如下的一些插值方法）Inverse Distance to a Power（反距离加权插值法）Kriging（克里金插值法）Minimum Curvature（最小曲率）Modified Shepard's Method（改进谢别德法）Natural Neighbor（自然邻点插值法）Nearest Neighbor（最近邻点插值法）Polynomial Regression（多元回归法）Radial Basis Function（径向基函数法）Triangulation with Linear Interpolation（线性插值三角网法）Moving Average（移动平均法）Local Polynomial（局部多项式法）1、距离倒数乘方法距离倒数乘方格网化方法是一个加权平均插值法，可以进行确切的或者圆滑的方式插值。
方次参数控制着权系数如何随着离开一个格网结点距离的增加而下降。
对于一个较大的方次，较近的数据点被给定一个较高的权重份额，对于一个较小的方次，权重比较均匀地分配给各数据点。
计算一个格网结点时给予一个特定数据点的权值与指定方次的从结点到观测点的该结点被赋予距离倒数成比例。
当计算一个格网结点时，配给的权重是一个分数，所有权重的总和等于1.0。
当一个观测点与一个格网结点重合时，该观测点被给予一个实际为1.0 的权重，所有其它观测点被给予一个几乎为0.0 的权重。
换言之，该结点被赋给与观测点一致的值。
这就是一个准确插值。
距离倒数法的特征之一是要在格网区域内产生围绕观测点位置的"牛眼"。
用距离倒数格网化时可以指定一个圆滑参数。
大于零的圆滑参数保证，对于一个特定的结点，没有哪个观测点被赋予全部的权值，即使观测点与该结点重合也是如此。
圆滑参数通过修匀已被插值的格网来降低"牛眼"影响。
2、克里金法克里金法是一种在许多领域都很有用的地质统计格网化方法。
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一篇英文文章，用百度翻译翻译的还有一篇中文文章供参考满满的诚意，求赏金ABSTRACTSURFER is a contouring and 3D surface mapping program, which quickly and easily transforms random surveying data, using interpolation, into continuous curved face contours. In particular, the new version, SURFER 8.0, provides over twelve interpolation methods, each having specific functions and related parameters. In this study, the 5 meter DTM was used as test data to compare the various interpolation results; the accuracy of these results was then discussed and evaluated.摘要冲浪是一个轮廓和三维表面的绘制程序，并迅速和容易地变换随机测量数据，使用插值，成连续的曲面轮廓。
特别是，新版本，上网8，提供超过十二的插值方法，每一个具有特定功能和相关参数。
在这项研究中，5米DTM作为测试数据，比较不同的插值结果；讨论和评价，然后这些结果的准确性。
1. INTRODUCTIONHow to adequately use exist numerous wide-distributed height points has been an important topic in the field of spatial information. Normally, contouring is the way to accurately describe the terrain relief by means of Scenography, Shading, Hachure and Layer Tinting in a way which is best fit to the habit of human vision.Presently, discretely collected height points have to be interpolated to form curved faces, the selection of spatial interpolation methods decide the quality, accuracy and follow-up analysis applications. Interpolation methods are used here to calculated the unknown heights of interested points by referring to the elevation information of neighboring points. There are a great many commercial interpolation software, however, most of them are tiny and designed to solve specific problems with limited versatility. The SURFER is a software developed by US GOLDEN company, and the newest version 8.0 contains up to 12 interpolation methods to been free chosen for various needs. Users are suggested to first have the basic understanding of every interpolation methods before he or she can effectively select parameters in every interpolation methods. In the following paper, we will introduce every interpolation method in SURFER.1。
简介如何充分利用现有的众多分布高度点一直是空间信息领域的一个重要课题.。
通常，轮廓是准确地运用透视法，描述地形的阴影，Hachure和分层设色的一种方式，是人的视觉习惯，最适合。
目前，离散采集高程点必须插值曲面形状、空间插值方法的选择决定的质量，精度和后续分析中的应用。
这里采用插值法计算邻近点的高程信息，计算感兴趣点的未知高度.。
有许多商业插值软件，但是，他们大多是微小的，旨在解决特定问题的有限多功能性。
上网是一个由美国黄金公司开发的软件，最新版本8包含了12种插值方法对自由选择的各种需求。
建议用户首先要对每一种插值方法有基本的了解，然后才能有效地选取每一插值方法的参数。
在本文，我们将介绍冲浪每个插值方法。
2. SURFER INTERPOLATION METHODS2.1 The Inverse Distance to a Power methodThe Inverse Distance to a Power method is a weighted average interpolator, which can be either exact or smoothing. With Inverse Distance to a Power, data are weighted during interpolation, so that the influence of one point, relative to another, declines with distance from the grid node. Weighting is assigned to data through the use of a weighting power, which controls how the weighting factors drop off as distance from the grid node increases. The greater the weighting power, the less effect the points, far removed from the grid node, have during interpolation. As the power increases, the grid node value approaches the value of the nearest point. For a smaller power, the weights are more evenly distributed among the neighboring data points. Normally, Inverse Distance to a Power behaves as an exact interpolator. When calculating a grid node, the weights assigned to the data points are fractions, the sum of all the weights being equal to 1.0. When a particular observation is coincident with a grid node, the distance between that observation and the grid node is 0.0, that observation is given a weight of 1.0; all other observations are given weights of 0.0. Thus, the grid node is assigned the value of the coincident observation. The smoothing parameter is a mechanism for buffering this behavior. When you assign a non-zero smoothing parameter, no point is given an overwhelming weight, meaning Inverse Distance to a Power is the generation of "bull's-eyes" surrounding the observation position within the grid area. A smoothing parameter can be assigned during Inverse Distance to a Power to reduce the "bull's-eye" effect by smoothing the interpolated grid.2。
Surfer插值方法2.1逆距离幂法一种功率法反距离加权平均法是一种，它可以是精确的或平滑。
逆距离的权力，数据加权插值过程中，使一个点，相对于另一个点的影响，下降与网格节点的距离。
加权通过使用加权功率分配给数据，该加权功率控制加权因子随着网格节点距离的增加而下降.。
越大的加权功率，较少影响的点，远离网格节点，有在插值。
随着功率的增加，网格节点的值接近最近点的值。
对于较小的功率，权重更均匀地分布在相邻的数据点。
通常，一个电源反距离作为一个精确的内插器。
在计算网格节点时，分配给数据点的权值是分数，所有权重等于1。
当一个特定的观察是一致的网格节点，观察和网格节点之间的距离为0，该观察是给定的重量为1，所有其他的观测给出的权重为0。
因此，网格节点被分配的一致观测值。
平滑参数是缓冲这种行为的机制.。
当你指定一个非零的平滑参数，没有一点是压倒性的重量，意义反距离电源是”“靶心”周围的观测位置的网格区域内的代。