氣象服務(wù)中雨量分布圖的自動(dòng)繪制

李云春

摘要 等值線圖繪制研究是氣象服務(wù)工作中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，氣象服務(wù)關(guān)系到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、電力、航空航天等各領(lǐng)域的健康發(fā)展，提高服務(wù)水平意義重大。本文通過C#調(diào)用Surfer提供的API（應(yīng)用程序接口）實(shí)現(xiàn)雨量分布圖等值線的自動(dòng)生成，可大幅提高繪圖效率，有效提高氣象服務(wù)的可視化效果，提供更加直觀科學(xué)的決策依據(jù)，目前已將該產(chǎn)品應(yīng)用到日常服務(wù)工作當(dāng)中。實(shí)踐證明，通過C#調(diào)用Surfer繪制等值線在氣象服務(wù)工作中有著廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 等值線；自動(dòng)繪制；C#；Surfer；氣象服務(wù)

中圖分類號(hào) P209 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B 文章編號(hào) 1007-5739（2017）11-0205-02

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，氣象服務(wù)在各行業(yè)生產(chǎn)以及人們的生活當(dāng)中發(fā)揮了重要的作用，氣象服務(wù)關(guān)系到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、電力、航空航天等各領(lǐng)域的健康發(fā)展。由于氣象服務(wù)在國民經(jīng)濟(jì)中具有重要地位，故提高氣象服務(wù)水平的意義重大。目前，等值線圖繪制研究是氣象服務(wù)工作中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，通過氣象要素?cái)?shù)據(jù)繪制的等值線圖科研體現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的氣象形勢，是形成眾多氣象服務(wù)產(chǎn)品的基礎(chǔ)。與此同時(shí)，等值線需要依靠人工進(jìn)行繪制，存在一定的局限性，面對(duì)復(fù)雜而大量的氣象數(shù)據(jù)，技術(shù)人員的工作量大，繪制效果并不理想。為了提升等值線繪制的水平、減少工作量，筆者通過對(duì)Surfer API的學(xué)習(xí)研究，利用C#編程實(shí)現(xiàn)等值線的自動(dòng)化繪制，從而制作出各類氣象要素等值線服務(wù)產(chǎn)品，為氣象服務(wù)提供了豐富的圖形產(chǎn)品。

1 技術(shù)介紹

1.1 C#技術(shù)

C#語言由C和C++衍生而來，是由微軟公司發(fā)布的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言，其運(yùn)行于.NET Framework虛擬機(jī)平臺(tái)上，借鑒了Delphi與組件對(duì)象模型直接集成的特點(diǎn)，其語法、接口等又與Java類似，因而具有安全、穩(wěn)定、簡單等特點(diǎn)。C#是一種很實(shí)用的語言，兼顧系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用開發(fā)，適宜于為獨(dú)立和嵌入式的系統(tǒng)編寫程序，對(duì)于系統(tǒng)的適用性均較強(qiáng)。因?yàn)镃#與C/C++相似，C++程序員對(duì)熟悉的語言更能較為容易地掌握，還可以調(diào)用相關(guān)原生函數(shù)，因而提高了效率；同時(shí)因?yàn)镃#是面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，針對(duì)MICROSOFT .NET平臺(tái)的應(yīng)用程序編寫更為方便。C#所開發(fā)的程序源代碼被編譯成為中間代碼，類似于Java，然后通過虛擬機(jī)通用語言運(yùn)行庫執(zhí)行，由于.Net Framework緩沖區(qū)存儲(chǔ)了各類代碼，減少了重復(fù)翻譯，顯著提高了運(yùn)行的效率[1]。

1.2 Surfer API

Surfer由美國Golden Software 公司發(fā)布，是一款專業(yè)的三維圖形繪制軟件，可用于等高線、地形地貌圖、三維表面圖、矢量圖、點(diǎn)位圖等的圖件制作。Surfer 對(duì)于處理三維數(shù)據(jù)具有明顯的優(yōu)勢，主要是因?yàn)榻Y(jié)合了數(shù)據(jù)差值功能和圖件繪制功能[2]。在數(shù)據(jù)處理方面，該軟件包含了大部分?jǐn)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算方法，有11種數(shù)據(jù)網(wǎng)格化方法可供選擇，支持多種圖形圖像文件格式，為其提供了導(dǎo)入和導(dǎo)出的接口，應(yīng)用十分方便。對(duì)各類GIS軟件的文件格式也提供相應(yīng)的接口，非常適合于制作地理信息類的圖件，其方便的文件、數(shù)據(jù)交換功能很受用戶青睞。此外，還提供了腳本編輯引擎，大大提升了軟件的自動(dòng)化功能，使用更為簡便[3-6]。

2 基于C#/Surfer Api的編程

2.1 Surfer內(nèi)置對(duì)象

Surfer Application主要包括文檔、窗體、風(fēng)格、函數(shù)4個(gè)對(duì)象（圖1），其中文檔對(duì)象是一個(gè)集合，不能直接使用，分為圖形對(duì)象和工作表對(duì)象。另外，還存在一些獨(dú)立的對(duì)象，比如線條對(duì)象、顏色對(duì)象等。

2.2 核心程序設(shè)計(jì)

//創(chuàng)建Surfer應(yīng)用程序?qū)嵗?/p>

Surfer.ApplicationClass surapp=new Surfer.ApplicationClass（）；

//網(wǎng)格化數(shù)據(jù)

try

{

surapp.GridData（DataFile，1，2，3，Type.Missing，Surfer.SrfDupMethod.srfDupNone，0.03，0.03，Type.Missing，Type.Missing，102.68239593506，103.85780334473，34.939952850342， 36.221523284912，Surfer.SrfGridAlgorithm.srfInverseDistance，……，OutGrid，Surfer.SrfGridFormat.srfGridFmtAscii，OutGrid，Surfer.SrfGridFormat.srfGridFmtAscii，Type.Missing，Type.Missing，Type.Missing，Type.Missing）；

surapp.GridSplineSmooth（OutGrid，8，8，SrfSpline Method.srfSplineInsert，SmoothGrid，SrfGridFormat.srfGridFmt Ascii）；

surapp.GridBlank（SmoothGrid，BlankFile，BlankedGrid，Surfer.SrfGridFormat.srfGridFmtAscii）；

Surfer.IPlotDocument Doc =（Surfer.IPlotDocument）surapp.Documents.Add（Surfer.SrfDocTypes.srfDocPlot）；

Surfer.IMapFrame mapframe = Doc.Shapes.AddContourMap（BlankedGrid）；

IContourMap contourMap=（IContourMap）mapframe.Overlays. Item（1）；

contourMap.Levels.LoadFile（System.Windows.Forms.Application.StartupPath + @"＼100.lvl"）；

Surfer.IText Text1 = Doc.Shapes.AddText（contourMap.Left + 1，contourMap.Top - 5.5，sdata.Substring（0，4）+ "年" + sdata.Substring（4，2）+ "月" + sdata.Substring（6，2）+ "日" + sdata.Substring（8，2）+ "時(shí)" + sdata.Substring（10，2）+ "分"）；

Text1.Font.Size = 11；

Surfer.IText Text2 = Doc.Shapes.AddText（contourMap.Left + 3，contourMap.Top - 5.5，"臨夏州雨量分布圖"）；

Text2.Font.Size = 12；

IMapFrame mapframe1=Doc.Shapes.AddPostMap（PoseFile， 1，2，3，0，0）；

IPostMap map1 =（IPostMap）mapframe1.Overlays.Item（1）；

IMapFrame boundryMapFrame = Doc.Shapes.AddBaseMap（qyFile）；

IBaseMap boundryBaseMap=（IBaseMap）boundryMapFrame. Overlays.Item（1）；

boundryBaseMap.Line.Width = 0.01；

string strWH = string.Format（"width = {0：f0}，height = {1：f0}，KeepAspect = 1，ColorDepth = 32"，1044，1092）；//設(shè)置輸出圖片的高度和寬度

Doc.Shapes.SelectAll（）；

Doc.Selection.OverlayMaps（）；

Doc.SaveAsSystem.Windows.Forms.Application.StartupPath + @"＼1.srf"）；

Doc.Export（System.Windows.Forms.Application.StartupPath + @"＼bmp＼" + sdata + ".png"，false，strWH ）；//設(shè)置輸出圖片格式名

Doc.Close（SrfSaveTypes.srfSaveChangesNo）； //不生成srf文件

surapp.Quit（）；

//清理臨時(shí)文件

File.Delete（SmoothGrid）；

File.Delete（OutGrid）；

File.Delete（BlankedGrid）；

File.Delete（DataFile）；

3 產(chǎn)品在日常工作中的應(yīng)用

目前，臨夏州已將繪制出來的產(chǎn)品應(yīng)用到了日常服務(wù)工作之中，為相關(guān)部門提供更加直觀科學(xué)的決策依據(jù)。圖2為自動(dòng)繪制的雨量分布圖產(chǎn)品。

4 結(jié)語

通過C#調(diào)用Surfer提供的API（應(yīng)用程序接口）實(shí)現(xiàn)等值線的自動(dòng)生成，大大提高了繪圖效率，節(jié)省了氣象工作者的時(shí)間，有效提高氣象服務(wù)的可視化效果，提供更加直觀科學(xué)的決策依據(jù)。

5 參考文獻(xiàn)

[1] 齊立波.C#入門經(jīng)典[M].4版.北京：清華大學(xué)出版社，2008.

[2] 王建，白世彪，陳曄.Surfer8地理信息制圖[M].北京：中國地圖出版社，2004：124-128.

[3] 崔芳鵬，胡瑞林，劉照連，等.基于Surfer平臺(tái)的FLAC～（3D）復(fù)雜三維地質(zhì)建模研究[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2008（5）：699-702.

[4] 韓麗娜，石昊蘇.利用Surfer8.0繪制地質(zhì)等值線圖[J].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化，2008（11）：84-87.

[5] 宋明藝，張春灌.借助Surfer軟件實(shí)現(xiàn)快速繪制平面等值線圖[J].工程地球物理學(xué)報(bào)，2009（2）：244-246.

[6] 武俊紅，汪云甲.基于Surfer的煤礦等值線空間插值方法有效性評(píng)價(jià)[J].中國礦業(yè)，2007（1）：108-110.