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SURFER软件使用方法简介


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SURFER 使用方法简介

Golden Software Surfer 是美国 Golden 软件公司推出的三维绘图软件,其主要功能是绘 制等值线图,其功能较强,是地学领域广泛使用的制图软件,本章主要介绍用 SURFER 7.0 绘制等值线图的方法。 SURFER7.0 启动后,其操作界面如图 15.1.1 所示。主要包括菜单、

工具栏、状态栏、 工作区等。另外,根据用户需要,查通过 View(视图)菜单下的 Object Manager 来设置是 否显示对象管理器。

图 15.1.1 SURFER7.0 操作界面

15.1

SURFER 绘制等值线图的基本步骤

SURFER 绘制等值线图的基本步骤如下: (1)数据准备 用 SURFER 绘制等值线图的数据最少应包括 3 列数据,X 坐标,Y 坐标,Z 坐标(特征 值) ,为了便于标注数据,一般应有数据点名称列。假如某区研究对象厚度数据如表 15.1.1
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所示。 表 15.1.1 某区研究对象厚度数据
X 坐标 36623151.7 36625171.5 36624145.5 36622705.2 36624749.0 36623385.1 36622717.2 36623344.9 36625223.8 36624370.8 Y 坐标 3893852.8 3893852.8 3893156.8 3893329.8 3893217.1 3892782.6 3892038.3 3892150.9 3891808.9 3892307.8 地层厚度 45.98 29.12 15.60 65.00 26.00 45.00 34.00 43.78 8.90 28.92 钻孔编号 ZH01 ZH03 ZH05 ZH07 ZH09 ZH11 ZH13 ZH15 ZH17 ZH19 X 坐标 36624318.5 36625199.6 36623369.0 36623896.1 36624897.9 36622572.4 36623381.1 36624869.7 36623815.6 36624938.1 Y 坐标 3893844.8 3893237.2 3893285.5 3893575.2 3892613.6 3892665.9 3891764.7 3892368.2 3892094.6 3891736.5 地层厚度 22.12 12.80 20.22 34.00 5.90 76.77 14.00 40.54 18.00 21.00 钻孔编号 ZH02 ZH04 ZH06 ZH08 ZH10 ZH12 ZH14 ZH16 ZH18 ZH21

首先将上述实测数据输入计算机存为绘图数据文件。其操作方法是,选择 File 菜单下 有 New (新建) 选项, (或选择工具栏中的新建按钮) 在新建文件对话框中选择 , “Worksheet” , 打开工作表输入窗口,依次输入数据(参见图 15.1.2) ,检查无误后存盘退出(如保存为 TEST.DAT) 。

15.1.2 数据输入工作表窗口 205

当然,用其它编辑软件,如 Windows 自带的记事本、写字板或其它编辑软件输入数据, 只要将所输入数据保存为文本格式即可。 (2)离散数据网格化 为了产生等值线图,必须预先对数据文件进行网格化处理。 选择 File 菜单下的 New(新建)选项, (或选择工具栏中的新建按钮) ,→在新建文件 对话框中选择“Plot Document” ,进入绘图环境,→选择 Grid 菜单下的 Data 选项,→在打 开文件对话中打开所需的数据文件 (如 TEST.DAT) →出现散点数据插值法对话框 (图 15.1.3) 。

图 15.1.3 离散数据网格化对话框 该对话框有 4 个页框,其中: ① Data 数据列组( 数据列组(Data Columns) 设定 X、Y 和 Z 的值对应于数据文件内的哪一列(参见图 ) 15.1.4) 。系统默认第一列为 X 坐标,第二列为 Y 坐标,第三列为 Z(拟绘等值线的特征值) 坐标,如果所输入数据与系统默认的不符,应使用下拉列表框进行正确的设定。 数据重复( 数据重复(Duplicates)设置相同数据点处理方式选择。由下拉菜单 Duplicates 可以选 ) 择对有相同的 X、Y 坐标但有不同的 Z 值的两个或多个点 Z 值处理办法,包括取平均值 (Average) 、保留一个并删除其它值(Delete)、对各点 Z 值加和(Sum)等。有些网格化方法还 可以选择忽略这类数据点(Ignore)。 数据筛选( 数据筛选(Filter Data) 可以使用布尔表达式对原始数据点进行筛选。 ) 在对话框的下方显示原始 X,Y,Z 数据对话框提供数据统计。显示在数据文件内指定 列中,相应的 X, Y 和 Z 值的数据点数、最小值、最大值、平均值、方差和标准差等。 ② General 网格线参数( 网格线参数(Grid Line Geometry) 选择 X,Y 方向网格的取值范围;设定产生网格 ) 文件时网格间隔和网格线的密度。改变网格线的密度,网格的间隔宽度会自动随着改变。 网格线的密度高则较精密,但文件长度大,构筑网格费时间(参见图 15.1.3) 。
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图 15.1.4 离散数据网格化的 DATA 对话框

网格化方法( 网格化方法(Gridding Method)设定采用网格化的方法。用下拉列表框提供多种可用 ) 的网格化方法清单。SURFER7.0 提供了 9 种网格化的数学方法。用不同的网格化方法处理 数据时会产生不同的结果。选择时,首先应使你的数据最接近实际情况。其次应使表现数 据的图形为最好。 参数设置( 参数设置(Option) 设定每种网格化方法相应的参数。 ) 输出网格文件( 输出网格文件(Output Grid File)指定生成的网格文件的路径和文件名。缺省名与数 ) 据文件同名,扩展名.GRD,可点击浏览按钮以改变其路径或文件名并选择网格文件类型。 ③ Search 搜寻功能决定在内插网格结点时,那些数据点参加插值计算。对于要用到全部数据文 件的网格化方法,例如多项式回归法、最小曲率法和线性插值的三角形法等。 ④ Faults and Breaklines Faults 用.BLN 文件格式保存的 X、Y 二维多段线或多边形,用来限定网格化的范围。 如对多段线一侧的原始数据点进行网格化,忽略另一侧。或对一多边形之内(或之外)的 原始数据点进行网格化。File Containing Fault Traces 框给出 Faults 的.BLN 文件所在的路 径。 (3)绘制等值线图 选择 Map→Contour Map→New Contour Map(或点击工具栏 → →

)→打开所需的网格

文件(如 TEST.GRD) ,显示等值线图对话框。该对话框有 2 个页框。 ① Options Input Grid File 显示当前用于绘制等值线图的网格文件(15.1.5) 。
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图 15.1.5 等值线图属性对话框的 Options 页框

Fill Contour 选择是否对等值线进行填充,若选中则可用不同的色阶表示各个等值 区,在分级菜单中的填充命令有效。 Color Scale 选中则在图右侧显示等值线填充色的色阶图例。此选项只能在 Fill Contour 功能选中的情况下才可用,一般情况下,如果对不同的等值区进行了填充,就相应 的有一个填充色的色阶图例,以便于图形的阅读。 Smoothing 选择是否对等值线进行数据平滑处理,有低、中、高三种选择,选高的则 等值线比较平滑。但需要注意的是,如果原始数据较少,数据网格化时采用的网格间距较 大,选用高级别的平滑处理,有可能造成等值线的相交。 Blanked Regions 对经过 Blank 处理的.GRD 文件空白区的填充和边线属性进行设置。 其中 Fill 用于设置空白区的填充图案、前景色、背景色;Line 用于设置空白区域边界线的 线型、线色、线的宽度等属性。系统默认为空白区域不填充,边界不可见。 Fault Line 用于设置等值线的线型、线色、线的宽度。 ② Levels Level 等值线整体分级(图 15.1.6)。双击 Level 键,可对其 进行整体修改(图 15.1.7) 。Add 按钮是在选定的等值线与上一 条等值线之间上加一条中间值 等值线。双击分级值,可直接对 其进行修改。 Delete 按钮可对选 定的等值线进行删除。 Line 等值线属性设置。 双 击 Line 键,可对整个等值线的 图 15.1.6 等高值为设置对话框 属性进行整体修改(图 15.1.8) 。
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如果仅仅要对某一条线的属性 进行设置,可双击某等值线,然 后对其进行修改(图 15.1.9) 。 Fill 填充属性设置。在 Fill 对话框内,可以很方便地对 填充颜色、花纹进行设置,以满 足彩色或黑白图的不同要求。 在对前景或背景色进行设置时, 激活 Color Spectrum 窗口,可以 用内插结点的办法产生不同颜 色的连续变化效果。 对于等值线 条数较多的图形尤其方便。 图 15.1.7 等高线间距设置对话框 和对线的操作相同,连击 Fill 可对整个填充的图案、前景 色、背景色进行设置,如连击某 填充色,可直接对其进行修改。 Load 键可以调用系统预设 的连续色谱文件,扩展名.CLR。 如 Rinbow.clr 为七色彩虹的连续 色谱文件。该文件为一 ASCII 文件,是用 RGB 格式表示的分 段颜色。如“100 255 0 0”表示 色深为 100 时为红色。 Rinbow.clr 文件如下: 图 15.1.8 等高线整体设置对话框 ColorMap 1 1 0 153 102 255 20 0 0 255 40 0 255 0 60 255 255 0 80 255 102 0 100 255 0 0 Save 键用来存用户自定义的.CLR 文 件。 Lable 等值线标记设置。包括初始标 图 15.1.9 等高线单个设置对话框 记线、标记频率、方向、设标记的曲线曲率、标记与标记间的距离、标记与图边的距离等(图 15.1.10)。如果要设置字形、字的大小、颜色等,可选择“Font…”按钮,打开文字属性对 话框进行设置(图 15.1.11) 。如果连击某标记的开关(Yes 或 No) ,可改变该标记的当前设 置。 Hach 阴影线设置。阴影线是垂直于等值线的短线群,通常短线指向低值方向。按此
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设定, 地形图中具向内短线的等值 线表示封闭的凹陷区, 而具向外短 线的等值线表示封闭的隆起区。 该 对话框可对阴影线的长度、指向、 初始标记线、 频率等。 如果连击某 阴影线的开关(Yes 或 No) ,可改 变该阴影线的当前设置。 等值线文件(.LVL) 绘制等 等值线文件 值线图时, 可根据还需要预先做好 一个等值线文件(扩展名为.LVL 的文本文件) ,其等值线的间距可 以不是等间距的,可由用户任意 图 15.1.10 等值线标记对话框 设定,绘制等值线图时,可直接装入等值线文件,而不还需再设置等值线的间距。在绘制 一批具相同或相近等值线设置的等值线图或线网图时,使用等值线文件可以大大减少重复 工作量,提高工作效率。 等值线文件有两种格 式,一种为最简单的文件形 式,该文件仅包括等值线的 间距,不再包括其它信息。 例: 0 5 8 10 25 图 15.1.11 等值线标记文字属性对话框 第二种格式的等值线文件包括:用户自定义的等值线间距(等值或不等值) 、等值线属 性、等值线标记属性、等值线颜色充填属性、阴影线属性等,详细参数如表 15.1.2 所示。 该种格式的等值线文件在文件的首行必须加“LVL2” 表 15.1.2 等值线文件参数说明表
定义元素 等值线值(Level) 标志(Flags) 线色(LineColor) 线型(LineStyle) 线宽(LineWidth) 填充的前景色(FillForeColor) 填充的背景色(FillBackColor) 填充的图案(FillPattern) 填充模式(FillMode) 210 图案填充模式, 1 透明 2 不透明 0 该等线不注记 1 注记该等值线 等高线的颜色,可用 RGB 定义,要用双引号括起 该条等值的线型,要用双引号括起 线的宽度 等值线填充时的前景色 等值线填充时的前景色 说 明

例: LVL2 20 1 "Black" "Solid" 0 "Black" "Black" "Solid" 2 25 0 "Black" "Solid" 0 "R15 G15 B15" "R15 G15 B15" "Solid" 2 30 0 "Black" "Solid" 0 "R31 G31 B31" "R31 G31 B31" "Solid" 2 35 0 "Black" "Solid" 0 "R47 G47 B47" "R47 G47 B47" "Solid" 2 Save 按钮 可将当前等值线图或线网图中的以上信息作为一个文件保存供以后调用。 系统会自动增加扩展名.LVL。 Load 按钮 可将已存在的等值线文件调入,使等值线按指定的信息设置。 在等值线图对话框中的各个选项都已确定后,点击“应用” 就会出现等值线图。在已 存在的等值线图上双击,就会出现等值线图对话框,可对其进行修改。 设置完成后,点“确定”按钮生成等值线图(图 15.1.12)

图 15.1.12 SURFER 生成的等值线图

15.2 其它使用技巧
15.2.1 空白和空白文件 由离散的 XYZ 数据文件生成网格文件时,SURFER 将根据原始 X,Y 的取值范围和所
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选用的数学模型,自动生成一个矩形网格,其网格边界为最外数据点的范围。如据表 15.1.1 数据所生成的网格如图 15.2.1 所示,其中 X 坐标最少值 36622572.4,最大值 36625223.8, 网格间距 26.78181818m(共 100 等分),其中 Y 坐标最少值 3891736.5,最大值 3893852.8, 网格间距 26.78860759m(共 80 等分)。

图 15.2.1 由表 15.1.1 数据用 Kriging 法生成的网格文件示意图

但在实际工作中,由于某些区域缺少原始数据或由于其它原因,有必要由规则的网格 中剔除一个或多个由封闭多边形定义的区域,被剔除的区域形成空白。在画图时, 等值线图 上空白部分的等值线被消除掉;另外研究区以外(如井田边界)的等值线也需要去掉。这 时就需要空白网格。 空白区域由空白文件定义,一个空白文件可以定义一个或几个空白区域。 格式如下: length,flag "Pname 1" x1,y1 x2,y2 ... xn,yn
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length,flag "Pname 2" x1,y1 x2,y2 ... xn,yn 空白文件为多段文件,每段一个实体(点、线、面) 。每段文件由 A,B 两列数据组成, 首行为标志行,标志行 A 列值为 1 时,为点数据,大于 1 为线数据,大于 3 为线或多边形 数据。标志行 B 列值为 1 时,表示多边形内部的区域被空白;标志行 B 列值为 0 时,表示 多边形外部的区域被空白。 由第 2 行开始依次为各顶点的 X,Y 坐标。 每段第二行与最后一行 的 X,Y 坐标相等时,为封闭多边形。 改一下后缀名就行了) 例: 有两个空白区的空白文件 BB.BLN(用 txt 改一下后缀名就行了) ( 含有空白区域的网格文件构筑方法如下: (1)按常规方法先生成一个未考虑空白区域的网格文件[.GRD]; (2)根据需要,按以上格式用电子工作表建立一个空白文件[.BLN]; (3)由 Grid→Blank 按提示先打开未考虑空白区域的网格文件[.GRD],再按提示输 → 入空白文件[.BLN] 名,指定输出文件路径和文件名(为包含空白文件的新网格文件 [.GRD]) 。 从图形菜单中选择等值线命令或线网图命令来查看这新的网格文件,就可看到空白的 效果。 下面以表 15.1.1 数据为例详细说明。如果该井田的边界由 11 个拐点构成,要求井田边 界以外不画等值线。另外,在井田内有一由 5 个拐点构成的多边形区域,该区域内不能画 等值线。具体操作步骤如下: 第一步,首先将两个区域的边界数据点建立一个空白文件(如 BJ.BLN) ,每个区域的 最后一个数据必须是第一个点的重复。这样, 第一个区域共 12 个点,第二个区域共 6 个点, 数据输入格式如下。 12,0 36622631.99,3893771.46 36623549.94,3893774.94 36623809.31,3893687.32 36624519.53,3893679.78 36625207.12,3893832.96 36625199.58,3891774.25 36624189.37,3891778.89 36624186.47,3891954.13 36623565.03,3891958.77 36623558.06,3891800.94 36622622.10,3891829.95 36622631.99,3893771.46 6,1
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36623135.54,3893378.57 36623685.57,3893247.84 36623706.30,3892774.33 36623408.16,3892573.45 36622988.87,3892724.91 36623135.54,3893378.57 第二步,用原始数据生成一个网格文件(如 DATA.GRD). 第三步,选择 Grid→Blank ,按提示先打开未考虑空白区域的网格文件[DATA.GRD], → 再按提示输入空白文件[BJ.BLN] 名,指定输出空白后的网格文件(默认为 OUT.GRD) 。 如果要查看空白效果可选择 Grid→Grid Node Editor。 → 第四步,选择 Map→Contour Map 选项,用 OUT.GRD 重新生成等值线图。 → 第五步,选择 Map→Base Map 选项,根据提示输入空白文件 BJ.BLN,按 F2 功能键选 → 中所有图形对象,选择 Map→Overlay Maps 选项。 → 第六步,双击边界线对象,修改线属性,形成的等值线图如图 15.2.2 所示。

图 15.2.2

网格空白后的等值线图

实际上,在等值线图上如果要自动绘制公路、河流等其它线状对象,也可以先创建如 空白文件格式的文本文件(首尾不必重合) ,然后选择 Map→Base Map 可自动生成所需的 → 图形对象。
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15.2.2 粘贴数据点
粘贴命令用数据点位置和标记建立一粘贴图形。粘贴图能覆盖等值线图或线网图,由 Map → Post Map → New Post Map 或由工具栏 选取被粘

贴的数据文件后, 显示粘贴图对 话框。由 2 个 Tab 组成(图 15.2.3) 。 ① General 被粘贴的数据文件是一包 含了(X,Y) 坐标以及符号或数据 标记列的数据文件。 X 规定粘贴点的 X 坐标在 图 15.2.3 粘贴数据点属性对话框 工作表中所用列。 Y 规定粘贴点的 Y 坐标在工作表中所用 列。 Symbol 指定一包含字体和符号信息的描 述符号位置的数字列。如果这列是 None, 那 么所有的粘贴点使用缺省符号。例如, 如果对 粘贴点使用缺省符号的符号集, 在符号集中第 一个符号给符号位置“0”, 第二个符号给符 号位置“1”等等。在符号列内能使用符号位 置和空白行的组合。当指定符号位置时, 就使 用该位置的专门符号;没有指定符号位置时, 使用缺省符号。 图 15.2.4 符号选择 粘贴图允许符号列使用 Symbol set:index 这种格式来选择符号集。缺省符号集为 “Default Symbols” (图 15.2.4) 。对缺省符号索引从 0 开始。 例如, Arial:65 将使用 Arial 字体的字母 A. Angel 规定了包含角度值的列号,符号逆时针方向旋转为正。 由 Default Symbol 对话框点击符号键打开符号属性对话框。可选择缺省符号集(缺省 符号集为"Default Symbols") 、选择缺省符号,设定其颜色属性。 粘贴点间隔设置 为 1 时, 工作表的所有数据点都被粘贴在图上。如果设置为 5,则从 工作表中每隔五个点取一数据用于在图上粘贴。 符号大小设置 设置粘贴在图上的符号大小。可选择相等大小或与标志值大小成比例。后一种情况下, 打开比例对话框,可选择比例方式:线性比例或与标志值的平方根成比例。可以设置符号 高度与标志值大小的对应关系等。
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② Labels 设置注记内容所在列、注记位 置、字体等内容(图 15.2.5) 。 Worksheet Column for Labels 注记内容所在列。 Position 标志位置设置 设定粘 贴的标志相对于粘贴点的位置。下 拉式列表框可设定标志的位置,如 选择自定义选项,可指定 X 或 Y 的偏 移量。 还可设置标志的角度等。 在立体图中,标志平面选择。 3D 标志线 当图片倾斜(90°除 图 15.2.5 注记格式设置对话框 外)或迭合粘贴图到线网图时,用到 3D 标志线组对话框。3D 标志线为由线网图上某点到 该点标志的垂直连线。 图 15.2.2 注记原始数据点后的结果如图 15.2.6 所示。

图 15.2.6

注记原始数据点后的等值线图

图 15.2.6 仅注记了钻孔号,如果同时还要注记每个钻孔矿层厚度值,只需要再执行一
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次 Map→Post Map→New Post Map,只是这次选择注记内容时,不选第四列(D 列) ,而 → → , 选第三列(C 列) ,注记位置在钻孔符号的左侧或右侧。

15.3.3 比例尺
用来在图上绘制一个比例尺,比例尺 按自定义参数分为相等间隔区间。它是图 形比例的直观表示法。 激活图形, Map→ Scale Bar 打开 由 → 比例尺对话框(图 15.2.7) 。 Number of Cycles 设定比例尺使用 的周期数。 例如, 如果你规定 6, 比例尺就 分成六等份。 图 15.2.7 比例尺对话框 Cycles Spacing 周期间隔,设定在每个周期内的数据单位值。例如,如果设定为 5,则 6周期的比例尺总长将是 30 单位。 Label Increment 标志增量, 通常与周期间隔值是相等的。也可使用与轴不同的单位, 例如, 你的图形使用厘米为轴刻度,而比例尺可以是千米表示。

15.3.4 比例
描述在绘图窗口内相对于页单位的 图形数据单位。通常,长轴的缺省值是 6 英寸。例如, 图形中 X 轴有 600 单位, 而 Y 轴有 300 单位。按缺省值,长轴 X 的长度为 6 英寸, 在绘图窗口内每英寸为 100 单位。Y 轴也使用每英寸 100 单位, 因此其长度只有 3 英寸。 图 15.2.8 比例对话框 在绘制线网图时,缺省状况下,X 和 Y 轴采用相同的尺度;Z 轴不论单位数目大小, 缺省设定为 1.5 英寸长(二维图 Z 不可选)。 激活图形,由 Map→ Scale 打开比例对话框(图 15.2.8)。 → X 比例、Y 比例和 Z 比例 设定各个轴上每一页面单位有多少图形数据单位。 长度编辑框 设定所绘轴的页面长度单位。与每一页面单位的图形数据单位值相关, 改变其中一项,另一项将自动更新。 选择 XY 成比例,X、Y 比例相等。

15.3.5

三维立体图

SURFER 不仅能绘制二维等值线图,还可绘制三维立体图,所用数据仍是离散数据 网格化后的网格文件。下面以前面已有的网格文件说明绘制三维立体图的方法。 选择 Map→Wire frame, 选择网格文件,打开立体图属性对话框(图 15.2.9) 。该对 → 话框有三个页框。
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Options 页框 Grid 绘 制 立 体 图 的 网 格 文 件。 Plot Lines of Constant 绘制立 体图所用的线,默认为 X,Y 网格 线, 即用网格线表示特征值的高低 变化, 也可用 Z 值来表示特征值的 高低变化。 Base 设置是否显示底面、垂 直线及线的属性等。 Z Levels 页框 设置等值线的间距、 等值线的 属性等。 Color Zones 页框 图 15.2.9 立体图属性对话框 设置特征值高低变化的颜色分级。 在二维图中用到的粘贴数据等功能,在三维立体图中同样可以使用。用表 15.1.1 数据 所绘三维立体图如图 15.2.10 所示。

图 15.2.10 用表 15.1.1 数据所绘三维立体图

另外,激活图形后,用 Map→ 3D View 打开 3D 视图对话框,可以设置不同的参数 → 以从不同的视角观察图形。
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参考文献
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Surfer8.0初学者教程
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...
软件名称Surfer介绍
使用说明:下面放的是我翻译整理的 Surfer8 原版自述文件,建议第一次使用这个软件的同志 好好看看,对于 Surfer8 会有个大概的了解,而且有些问题说不定你就遇到了...
Surfer新手教程_图文
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刚学会surfer,我来教大家做图
还有一种方法是运用同是 goldensoftware 公司的 didger 软件对底图进行坐标校正,然后就可 以直接在 surfer使用了 如果要配的非常准,就要知道底图的左下角、...
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