s
Доцент Морозов Михаил Владимирович: официальный сайт

Михаил Владимирович Морозов:
персональный сайт

А Г Д К Л М П Р С Т У Х Я

Мат.модели (занятие, карта-6): Построение сеточного файла и карты поверхности. Работа со слоями проекта


Курс "Математические методы моделирования в геологии"

Карты-5. Построение точечной карты.
Карты-6. Построение сеточного файла и карты поверхности. Работа со слоями проекта.
Карты-7. Выбор математической модели, крайгинг и вариограмма.

Оглавление:
Практика
   Цель работы.
   Построение сеточного файла и карты поверхности.
      Этап 1: создание сеточного файла - основы для построения карты поверхности.
      Этап 2: построение карты поверхности в изолиниях и градиентной заливке.
   Работа со слоями проекта.

Конечная цель при создании геохимической карты - построение карты поверхности, которая посредством изолиний и (или) градиентной цветовой заливки показывает изменение картируемой переменной относительно географических координат. Для создания такой карты требуется опорный файл, содержащий значения картируемой переменной по точкам равномерной сети. Он называется сеточным файлом. Глава показывает особенности решения описанной задачи средствами Goden Software Surfer.

ПРАКТИКА

Цель работы: построение карты в изолиниях и окончательное оформление проекта.

Построение сеточного файла и карты поверхности.

Основная задача работы в Surfer - построение классической карты поверхности, на которой изолиниями и (или) градиентной цветовой заливкой отмечаются значения картируемого параметра. Классическая карта такого типа - это карты рельефа (карты высот). По сути, любая геохимическая карта - это и есть карта высот в виртуальном пространстве, где параметром "высоты" является содержание химического элемента (элементов) или вычисленное по ней значение математической функции.

Карта в изолиниях и градиентная карта изображают расположение "точек равных высот" (равных значений параметра, который мы картируем). В качестве входных данных мы имеем набор значений параметра, пространственные координаты которых могут быть расположены как по регулярной сети, так и (что типично для геохимии) нерегулярно. В любом случае, в зависимости от требуемой детальности строящейся карты для перехода от первичных точек к изолиниям требуется промежуточная модель территории - карта значений параметра для точек, расположенных через равные расстояния по направлениям координатных осей, как на бумаге в клеточку. Такое расположение точек имеет вид сети, поэтому содержащий ее файл называется сетевым (Grid - "грид").

Обратим внимание, что шаг сети по координате X может отличаться от шага по оси Y, но если мы хотим избежать эффектов искусственного "растягивания" аномалий, то нужно выбирать одинаковый шаг по обеим осям.

ЭТАП 1: Создание сеточного файла - основы для построения карты поверхности.

Для построения "непрерывной" карты поверхности, которая создается на основе интерполяции и экстраполяции исходных данных на всю требуемую площадь, необходимо создать опорный файл данных, который представляет собой набор рассчитанных по тому или иному алгоритму значений для точек, расположенных по регулярной сети. Иными словами, исходная (регулярная или нерегулярная, что характерно для геохимии) сеть опробования, для которой имеются "истинные" (измеренные) значения параметра заменяется производной от нее регулярной сетью, для всех точек которой значения параметра рассчитываются по тому или иному алгоритму, т.е. они являются "ожидаемыми".

После создания сеточного файла изолинии значений строятся по стандартной схеме, нам лишь нужно определить интервал построения изолиний, цвета заливок и прочие элементы представления поверхности, имеющие исключительно презентационное значение. Таким образом самым важным этапом работы является выбор способа создания сеточного файла: во-первых, определение шага сетки, во-вторых, выбор математического алгоритма расчета картируемого параметра для точек сетки. Процедура выбора математической модели сеточного файла описана отдельно, т.к. это большой и сложный вопрос. Ниже дается обзор формальных шагов по созданию карты в изолиниях.

Построение сеточного файла начинается с команды Grid - Data.

В специальном окне происходит выбор параметров создания сеточного файла (как уже сказано, они рассмотрены в отдельной главе), после выполнения процедуры Surfer выводит окно отчета, в котором сохранены все входные параметры, а также приводится подробная геостатистическая характеристика обработанных данных. Этот файл желательно сохранить, чтобы при необходимости восстановить использованные параметры (Surfer сохраняет файл отчета в формате *. RTF).

После создание сеточного файла ("грида") его можно вывести на экран, чтобы убедиться в адекватности полученной модели. Для просмотра сеточного файла можно использовать команду Grid - Grid Node Editor.

Так выглядит сеточный файл, Surfer по умолчанию показывает сеть изолиний для удобства восприятия данных:

При необходимости перед построением карты можно обработать полученный сеточный файл. Например, можно сгладить данные для предотвращения появления шумовых эффектов ("пены"), провести математические операции со всеми значениями (например, восстановить исходные значения из логарифмов), обрезать сеточный файл в соответствии с контуром обводки. Описания данных процедур собраны в отдельной главе.

ЭТАП 2: Построение карты поверхности в изолиниях и градиентной заливке.

После того, как сеточный файл приведен в окончательный вид, можно переходить к заключительному этапу - построению карты в изолиниях градиентной заливке и ее оформлению для достижения оптимальной информативности и удобства работы. Карта в изолиниях строится по команде меню Map - New - Contour Map (либо нажатием соответствующей кнопки панели инструментов Map).

В открывшемся окне нужно выбрать соответствующий сеточный файл (*.GRD). После этого Surfer выведет карту в виде черно-белых изолиний. Щелкнув по ней (по самой карте или по ее названию в Менеджере объектов) мышью, перейдем в менеджер свойств слева внизу окна Surfer. Наиболее важны для редактирования следующие свойства карты:

1) вкладка General (Основная), раздел General, параметр Smoothing (Сглаживание) - для повышения плавности изолиний можно поставить High (высокое);

2) вкладка General, раздел Filled Contours (Заливка), отметив параметр Fill Contours (сделать заливку), заполняем пространство между изолиниями градациями полутонов (по умолчанию - черно-белая шкала);

3) там же, параметр Color Scale (цветовая шкала), отметив его выведем на экран шкалу категорий тоновых заливок (после первой активации в Менеджере объектов в самом верху появится новый объект Color Scale - дадим ему понятное имя, чтобы знать, к какой именно карте относится эта цветовая шкала, над самой шкалой напишем обозначение картируемого параметра - действуем как при создании легенды точечной карты - см. советы в самом конце главы);

4) вкладка Levels (уровни) позволяет выбрать индивидуальную расцветку для цветовой шкалы: либо параметром Fill colors (цвета заливки) - из числа готовых шаблонов заливок, либо через параметр Level method (метод создания уровней), переключив его  с Simple (простой) на Advanced (продвинутый) и индивидуально отредактировав уровни (кнопка Edit levels открывает окно свойств уровней, аналогичное окну свойств символа для точечной карты).

Работа со слоями проекта.

По окончании редактирования карты нужно свести все карты в один объект с общей системой координат и правильным расположением слоев, как мы уже не раз делали, используя Менеджер объектов. Ниже даны варианты собранных вместе карт просто для примера.

Черно-белая карта по логарифмам содержаний в изолиниях с заливкой без обрезки (простирающаяся за пределы области опробования) с наложенной поверх точечной картой содержания элемента.

Цветная карта по логарифмам, обрезанная по контуру обводки, с наложенной точечной картой содержаний.

Цветная карта содержаний (восстановленных из логарифмов), обрезанная по контуру с наложенными точками содержаний элемента.

На этом короткий обзор возможностей программы Golden Software Surfer и типовых приемов работы с ней завершен. Переходим к выполнению лабораторной работы!





Опубликовать в своем блоге livejournal.com
Энциклопедия
Найти