Создание новой карты изолиний

Глава 4

Карты изолиний

Введение

Команда Contour из меню Map создает карты изолиний на основе файлов сетки. Карта изолиний (contour map) - двухмерное изображение трехмерных данных. Первые два измерения - координаты X и Y, а третье (Z) представляется линиями одинаковых значений (изолиниями на карте). Формы земной поверхности передаются изолиниями. Относительное положение линий показывает наклон поверхности. Область между двумя изолиниями содержит только точки, имеющие значение Z в промежутке между значениями этих двух изолиний. Разность между двумя изолиниями называют горизонтальным интервалом.

Как пример, рассмотрим остров на озере (вид сверху). Береговая линия острова представлена линийе одинаковой высоты (одного значения Z) внутри озера. Береговая линия является изолинией. Если уровень озера снизится на два шага, новая береговая линия будет представлена новой изолинией, с интервалом в два шага между двумя изолиниями. Если вода будет продолжать снижаться, будут проводится дополнительные контуры через тот же интервал, каждый из которых будет представлять береговую линия на заданной высоте (каждый уровень Z). Карта изолиний. Построенная таким путем будет отображать изолинии с интервалами в два шага, описывающими очертания острова на разных высотах.

Когда Вы создаете карту изолиний, файл сетки считывается в окно Plot как невидимый массив XYZ узлов сетки. Файлы сетки содержит строки и солбцы значений Z. Пересечение строк и столбцов задает узел сетки. Строки содержат узлы сетки с одной координатой Y, а столбцы - с одной координатой Х. Столбцы и строки файла стеки иногда называются X и Y линиями сетки соответственно. Файл сетки задает положение X, Y каждого узла сетки на протяжении карты, и интерполированные значения Z в каждом узле.

Когда Surfer создает карту изолиний, изолинии рисуются как серии отрезков прямых между соседними линиями сетки. Точки, в которых изолинии пересекают линии сетки, определяются интерполяцией соседних узлов сетки.

Пределы сетки задают протяженность карты изолиний, создаваемой из файла сетки. Пределы необходимо задать при создании файла сетки. Причем нельзя создать карту больших размеров, чем задано пределами в файле сетки, но можно считать часть файла, создав карту меньших размеров, чем файл сетки.

Компоненты карты изолиний

Карты изолиний состоят из нескольких компонентов, каждый из которых может быть изменен пользователем для контроля за внешним видом карты. Здесь представлено краткое описание каждого компонента.

· Contour levels (изолинии) определяют, какая изолиния будет отображаться на карте и интервалы между смежными изолиниями.

· Цветовая заливка между контурами может состоять из постепенно меняющегося спектра цветов, или может задаваться независимо для каждого уровня изолиний.

· Сглаживание контуров задает округлость изолиниям. Сглаживание изолиний управляется несколькими путями:

1. Опцией Smoothing в ДО Contour Map.

2. Использование команды Spline Smoothing из меню Grid для создания нового файла сетки, дающего более гладкие контуры на карте.

3. Создание более плотного файла сетки на основе первоначальных данных.

4. Изменением метода интерполяции или его параметров. Некоторые методы создают более сглаженные карты, чем другие, и некоторые имеют параметр сглаживания, который можно использовать при интерполяции (более подробная информация - в главе 3).

· Параметры изолиний - цвет, стиль и толщина линий. Изолинии на карте могут постепенно изменять цвет или толщину (или все вместе) от наибольшего до наименьшего контуров. Или параметры изолиний каждого уровня могут быть определены независимо.

· Значения изолиний - цифры, помещаемые вдоль изолиний, которые показывают уровень Z.

· Бергштрихи - отметки вдоль изолиний, которые показывают направление склонов.

· Масштаб - контролирует размер карты и число единиц карты на единицу листа.

· Оси карты - отображают метки деления осей и цифры делений вдоль границ карты. Оси показывают относительный масштаб Х и Y в единицах карты. Можно включить отображение линий сетки, как продолжение меток делений на протяжение карты.

· Ориентация карты - определяется как вращение и наклон карты изолиний.

· Может быть добавлена подложка карты, состоящая из цветового заполнения под картой и рамки вокруг карты.

Создание новой карты изолиний

1. Контурные карты создаются на основе файлов сетки (подробно о создании файлов сетки смотрите предыдущую главу).

2. Файл сетки читается только один раз при создании карты. Если в дальнейшем в файл сетки вносятся изменения. Они на карте не отображаются.

3. Для создания карты изолиний из файла сетки:

4. Выберите команду Contour из меню Grid. Появится ДО Open Grid - задайте файл сетки, на основе которого будет строиться карта. Чтобы использовать часть файла сетки, кликните на кнопке Options и задайте строки и столбцы, которые будут считываться из файла сетки.

5. Кликните ОК - появится ДО Contour Map. Кликните ОК для создания карты изолиний на основе Ваших данных с использованием параметров, заданных по умолчанию.

6. Можно изменить любые желаемые параметры и кликните ОК для создания карты с изменениями. Которые Вы внесли.

7. Для изменения параметров карты изолиний нужно дважды кликнуть на площади карты, чтобы вывести на экран ДО Contour Map.

Изменение карт изолиний

Если Вы имеете готовую карту изолиний, Вы можете менять ее характеристики. Процесс их изменения зависит от того, какую часть каты необходимо изменить. Специфические параметры карт изолиний изменяются в ДО Contour Map, а параметры, общие для всех карт - в меню Map.

Для изменения специфических характеристик карты изолиний, дважды кликните на области карты. В ДО Contour Map можно изменить следующие характеристики карты:

· Изолинии

· Параметры изолиний

· Цветовое заполнение между изолиниями

· Метки значений изолиний

· Бергштрихи

· Сглаживание

Другие характеристики карт изолиний изменяются в меню Map. Для изменения любой из этих характеристик, выделите карту и выберите соответствующую команду из меню.

· Для изменения параметров и масштаба осей, дважды кликните на оси или выделите ось и выберите команду Axis из меню Map. (Для получения более подробных сведений по вопросу см. Главу 9).

· Чтобы добавить линии сетки на карту, дважды кликните на оси и кликните на кнопке Grid Lines в ДО Axis, или сделайте тоже с помощью меню. Более подробно о линиях сетки будет говорится далее в разделе Оси карты изолиний этой главы и в главе 9.

· Чтобы изменить масштаб карты, выделите ее и выберите команду Scale из меню. Более подробно об этом читайте в разделе Масштаб карты изолиний этой главы и главу 10.

· Чтобы изменить ориентацию карты, выделите ее и выберите команду 3D View из меню Map. Более подробно об этом см. раздел Ориентация карты изолиний и Главу 10.

· Чтобы сменить подложку карты, выделите ее и выберите команду Background из меню Map. Более подробно об этом смотрите раздел текущей главы Изменение подложки карты изолиний.

Карты изолиний, как и другие объекты, могут графически увеличиваться и перемещаться при нажатии на них мышью и перетаскивании ее. Более подробно об этом читайте Главу 8.

Диалоговое окно Contour Map

В ДО Contour Map можно задать многие специфические характеристики карты изолиний. Когда Вы создаете новую карту изолиний, это ДО появляется на экране до того. Как карта будет нарисована. Чтобы изменить характеристики существующей карты, дважды кликните на ней, чтобы вывести данное ДО.

Группа Filled Contours контролирует отображение цветной заливки между изолиниями. Более подробно об этом см. раздел текущей главы Добавление цветовой заливки между изолиниями.

Группа Smoothing позволяет сгладить линии, отображаемые на карте. Более подробно об этом читайте раздел Сглаживание контуров в текущей главе.

Группа Contour Levels контролирует отображение изолиний, значений изолиний, цветового заполнения и бергштрихов на контурной карте. В окне списка показаны изолинии, отображаемые на карте. Кнопки Add и Delete позволяют добавить или удалить выделенную изолинию. Более подробно об этих характеристиках и контроле над ними смотрите разделы текущей главы Определение изолиний, Параметры изолиний, Добавление цветовой заливки между линиями, Использование подписей значений изолиний и Использование бергштрихов на картах изолиний.

Параметры изолиний могут быть заданы для группы и индивидуально.

· Чтобы изменить параметры всех изолиний на карте, можно кликнуть на любой кнопке в заголовке списка изолиний. Например, для изменения ранга изолиний и интервалов между ними, кликните на кнопке Level и задайте необходимые параметры.

· Чтобы задать параметры для отделных изолиний, кликните дважды на элементе, параметры которого необходимо изменить.

Кнопками Load и Save в группе Contour Levels можно загрузить и сохранить файл, содержащий информацию об изолиниях. Более подробно об этом см. в разделе текущей главы Файлы изолиний.

Кнопка Grid Info выводит на экран информацию о файле сетки (размер сетки, минимальные и максимальные значения X, Y и Z), используемом для построения карты.

Определение изолиний

Изолинии - линии одинаковых значений Z на карте. При выводе на экран ДО Contour Map изолинии, отображаемые на карте, перечислены в списке в группе Contour Levels. Задать изолинии, которые будут использоваться для построения карты, можно несколькими путями.

Можно использовать автоматически создаваемые изолинии, расположенные через равные интервалы, впечатав наименьшее и наибольшее значение Z и величину интервала между соседними изолиниями. Значения Z, попадающие за указанные пределы, будут игнорироваться при построении карты.

Изменение величины интервалов между изолиниями позволяет вывести на карту изображение различной степени детальности (чем меньше задан интервал, тем больше изолиний будет нарисовано).

Чтобы создать изолинии через равные интервалы:

1. Чтобы задать изолинии, расположенные через равные интервалы, кликните на кнопке Level в группе Contour Levels - появится ДО Levels.

2. Впечатайте значения минимальной и максимальной изолиний, и величину Интервала, которая определяет расстояние между смежными изолиниями в единицах Z.

3. Кликните ОК и список изолиний в ДО Contour Map изменится в соответствии с внесенными изменениями.

Для создания изолиний с любоым задаваемым пользователем значением Z:

4. Кликните на кнопке Add в группе Contour Levels чтобы добавить изолинию посередине между выделенной изолинией и следующей за ней снизу в списке. Кликните кнопку Delete, чтобы удалить выделенную изолинию.

5. Когда Вы закончили добавлять и удалять изолинии, можете дважды кликнуть на значении изолинии в списке и впечатать новое значение для нее в ДО Z Level. Кликните ОК и изменения будут внесены в список.

6. После определения изолиний кликните ОК - карта будет перерисована в измененном виде.

Параметры изолиний

Каждой изолинии можно присвоить свои параметры или присвоить всем изолиниям постепенно меняющиеся от минимальной к максимальной изолиниям параметры (цвет, толщину или оба сразу).

Градация цветов или толщины присваивается в ДО Line Spectrum. Это ДО позволяет задать параметры линий для максимальной и минимальной изолинии, что задает градацию цветов или толщины линий от минимальной к максимальной изолиниям. Если Вы не хотите отображать изолинии на карте, выберите для обеих линий " невидимые" цвета.

В противоположность цвету и ширине линий, нельзя задать градацию изменений для стиля линий. Если минимальной и максимальной изолиниям присвоены разные стили линий, верхняя половина списка использует стиль максимальной изолинии, а нижняя - минимальной.

Можно также присвоить индивидуальные параметры для каждой линии в группе Contour Levels, дважды кликнув на образце линии в колонке списка Levels. В ручную можно определить параметры для каждой изолинии.

Задание параметров линий, используя Цветовой спектр или Градацию толщины

7. Кликните дважды на карте, чтобы вызвать ДО Contour Map. Кликните на кнопке Line в группе Contour Levels - появится ДО Line Spectrum.

8. Кликните на кнопке Minimum - появится ДО Line Attributes. Выберите цвет и/или толщину, которые хотите присвоить минимальной изолинии.

9. Кликните ОК в ДО Line Attributes и повторите процедуру для максимальной горизонтали.

10. Кликните ОК в ДО Line Spectrum, чтобы вернуться к ДО Contour Map. Цвета и размеры линий, заданные Вами, показываются для минимальных и максимальных горизонталей, и промежуточные горизонтали отображают градацию цвета от минимума к максимуму.

11. Кликните ОК в ДО Contour Map - карта будет перерисована с учетеом внесенных изменений.

Сглаживание контуров

Сглаживание изолиний вызывают несколько факторов. Основное правило - карты изолиний, созданные на основе сетки с большей плотностью будут более гладкими, чем те, что созданы на основе сеток с меньшей плотностью. Например, файл сетки размером 10х10 даст более угловатые контуры, чем файл 50х50. Увеличить количество строк и столбцов в файле сетки можно двумя путями: создать новый файл сетки, указав большее количество линий в направлениях Х и Y, или использовать команду Spline Smooth из меню Drid, чтобы вставить дополнительные строки и столбцы в существующий файл сетки. более подробно об этом см. Главы 4 и 11.

Другой путь сглаживания изолиний - использование параметра Smoothing в ДО Contour Map. Это позволяет использовать существующий файл сетки, не меняя плотность сетки. Изолинии состоят из серии отрезков прямых от одной линии сетки к другой. Если карта изолиний строится на основе файла сетки с относительно небольшим числом строк и столбцов, прямые сегменты изолиний будут заметны.

В ДО Contour Map можно ввести интерполяцию сглаживающего сплайна для карты изолиний. Алгоритм сглаживания пытается сгладить изолинии добавлением дополнительных точек между линиями сетки. Этот метод эффективен во многих случаях, но может иногда дать в результате пересечение изолиний. Если Вы в итоге получили пересечение изолиний, необходимо уменьшить величину сглаживания.

Чтобы сгладить контуры на существующей карте изолиний:

54. Дважды кликните на карте, чтобы вызвать ДО Contour Map.

55. В группе Smoothing активизируйте переключатель Smooth Contours.

56. В раскрывающемся списке Amount определите относительную величину сглаживания.

57. Кликните ОК.

Файлы горизонталей

Файлы горизонталей могут содержать информацию о изолиниях, параметры линий для разных горизонталей, цветовое заполнение для каждого уровня, частоту меток, информацию о бергштрихах. Вся эта информация содержится в группе Contour Levels ДО Contour Map. Если Вы определили изолинии и цвета на карте, Вы можете сохранить информацию о них в файле горизонталей [.LVL]. этот файл может быть вызван из любой другой карты изолиний, и может также использоваться для карт поверхностей.

Файлы горизонталей создаются как из ДО Contour Map, так и из ДО Surface Plot. Вы можете также создать образец файла горизонталей, содержащий только информацию об изолиниях в рабочем листе Surfer или в любом другом редакторе, позволяющем сохранять файлы в формате ASCII.

Файлы горизонталей, созданные из ДО Surface Plot содержат информацию только для изолиний и параметры линий для Z линий и не записывается информация о цветовой заливке, метках изолиний и бергштрихах. Вы можете использовать файл горизонталей [.LVL], созданный из ДО Contour Map на Поверхностном Графике и наоборот. Информация, которая не используется, игнорируется. Например, Вы имеете файл горизонталей [.LVL], созданный из ДО Contour Map, который содержит информацию относительно цвета заполнения между контурами; информация, которая не используется в поверхностных графиках. Эта информация просто игнорируется при создании поверхностного графика. Если Вы изменяете информацию о горизонталях в ДО Surface Plot и затем сохраняете [.LVL] файл, новая информация о параметрах линий и уровней записывается в файл, а старая информация о цвете заполнения, начертании меток и бергштрихах сохраняется в файле.

Масштаб контурных карт

Размер Х и Y данных на карте изолиний контролируется Х и Y пределами в файле сетки или подмножеством файла сетки, которое Вы используете для построения карты. Масштаб карты контролирует отношение X, Y направлений на карте и относительный размер карты на странице. Обычно карты масштабируются таким образом, что более длинной оси (в единицах данных) назначается длина 6 дюймов. Другая ось масштабируется пропорционально, так чтобы одинаковое число единиц данных использовалось для обеих осей. Масштабирование карты задается командой Scale из меню Map. Подробнее об этом читайте в Главе 10.

Оси карты изолиний

Карта изолиний имеет четыре оси: правую, левую, верхнюю и нижнюю. Каждая ось может отображаться с параметрами, независимыми от других осей карты. Параметры осей включают деления и подписи делений, масштаб, заголовки, параметры линий и линий сетки. С помощью команды Axis Show из меню Map можно убрать с карты любую ось или все оси сразу.

По умолчанию размерность осей основывается на пределах файла сетки, а подписи делений вычисляются Surfer с рсчетом, чтобы они разумно размещались по длине оси.

Любой из параметров масштаба осей можно изменить. Более подробно об этом см. Главу 9.

Ориентация карт изолиний

Используя команду 3D View из меню Map, можно задать любой угол вращения и угол наклона, контролирующие ориентацию карты на странице. Тип проекции может быть задан как Orthographic или Perspective. При создании карта отображается с нулевым углом вращения и углом наклона 90^о. При нулевом угле вращение минимальные координаты Х и Y помещаются в нижний левый угол карты. Наклон 90^о означает, что Вы смотрите прямо на поверхность карты. Более подробно об этом см. Главу 10.

Изменение подложки карты

Команда Map Background из меню Map задает параметры заполнения подложки и параметры линий рамки карты. Границы подложки совпадают границами осей карты.

Чтобы задать параметры подложки карты:

68. Выделите карту и выберите команду Background из меню Map. Появится ДО Background, в котором показан образец заливки и параметров линий для выделенной карты.

69. Кликните на кнопке Fill Attributes или Line Attributes, чтобы установить параметры подложки в соответствующих диалоговых окнах. Более подробно об этом читайте в Главе 18.

70. Когда закончите, кликните ОК.

Подложка карты располагается под всеми объектами карты. Это означает, что она может быть скрыта другими характеристиками карты (заполнением между изолиниями и т.д.).

Команда Digitize

Команда Digitize включает отображение координат карты в строке состояния. Чтобы использовать эту команду, необходимо иметь выделенную карту-основу, карту изолиний или значков, которые не должны быть наклонены. При выборе команды курсор принимает форму креста. При перемещении курсора по карте, координаты его текущего положения появляются в строке состояния. При выборе другой команды, инструмента или при нажатии клавиши ESC действие команды Digitize прекращается.