基于VB和Surfer的海洋要素制圖的批處理可視化系統(tǒng)

鐘煜宏 吳梅桂

摘 要：本文基于VB和Automation對(duì)象技術(shù)的使用程序控制Surfer自動(dòng)繪圖的方法，利用Surfer自帶的Scripter腳本語(yǔ)言，可以實(shí)現(xiàn)Surfer面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言的二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)海洋要素等值線圖、分類圖等不同類型圖件的批量繪制，使用Visual Studio 2013開發(fā)工具，實(shí)現(xiàn)批處理可視化系統(tǒng)功能和界面，系統(tǒng)提供海洋數(shù)據(jù)處理功能，圖件批處理等操作界面。本系統(tǒng)可以顯著提高海洋繪圖工作者的工作效率，避免重復(fù)工作導(dǎo)致的誤差。

關(guān)鍵詞：Surfer Automation VB 等值線 批量繪圖 海洋要素

中圖分類號(hào)：TP31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）08（b）-0022-03

海洋制圖數(shù)據(jù)量巨大，如果手動(dòng)一個(gè)個(gè)處理數(shù)據(jù)，畫等值線，效率低下，甚至容易出錯(cuò)，導(dǎo)致模擬結(jié)果失真。根據(jù)需要，本文比較幾種處理方法，形成批量畫等值線圖的可視化系統(tǒng)。

Surfer是美國(guó)Golden Software公司研制開發(fā)的繪圖軟件，其不僅提供了豐富的網(wǎng)格化和插值方法，還具有強(qiáng)大的繪制等值線等矢量圖能力，而且Surfer的還提供了Automation技術(shù)，發(fā)現(xiàn)可以使用Visual Studio 2010的VB.NET語(yǔ)言開發(fā)批量制圖的客戶端系統(tǒng)，此程序后臺(tái)調(diào)用Surfer的Automation對(duì)象，輕松實(shí)現(xiàn)Surfer的強(qiáng)大圖形繪制功能[1]，本文選擇Surfer軟件的Automation技術(shù)去實(shí)現(xiàn)水質(zhì)模擬可視化系統(tǒng)，去處理批量的數(shù)據(jù)。

1 調(diào)用Surfer軟件繪圖的基本原理

在VB中調(diào)用Suffer 8.0及以上版本進(jìn)行嵌入式編程的原理類似于調(diào)用ActiveX控件編程。Suffer 8.0及以上版本采用了Automation方法來(lái)公開其接口，提供了不同種類的ActiveX Automation對(duì)象，它們幾乎覆蓋了Suffer 8.0及以上版本的所有功能[2]。

開發(fā)人員在VB程序中創(chuàng)建、調(diào)用它所提供的Automation對(duì)象，用以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)可視化功能。更準(zhǔn)確地說(shuō)這種編程方法是一種面向?qū)ο蟮那度胧骄幊谭椒?。VB編程人員開發(fā)嵌入Suffer應(yīng)用程序的過(guò)程主要包括兩部分工作：一是按照以往的經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣編寫程序的主框架代碼，即核心控制模塊和顯示控制模塊；二是在完成主體代碼后，參考Suffer提供的Automation對(duì)象，編寫制作可視化產(chǎn)品的調(diào)用Suffer嵌入代碼模塊[3]。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

Surfer 8.0及以上版本在繪制等值線圖時(shí)一共需要導(dǎo)入3種數(shù)據(jù)文件：包含等值線數(shù)據(jù)的DAT文件、圖形邊界的空白文件和底圖文件（*.BLN），其主要繪制過(guò)程可分為導(dǎo)入、網(wǎng)格化、空白和疊合，操作流程如圖1所示。利用Surfer繪圖軟件所提供的Automation方法的調(diào)用來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)批量處理。批量處理是利用VB Scripter編程語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)，調(diào)用Surfer 8.0提供的接口對(duì)象來(lái)實(shí)現(xiàn)批量繪圖功能[4-5]。

3 系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)以及關(guān)鍵代碼

Surfer軟件Automation技術(shù)的推出為實(shí)現(xiàn)VB和Surfer接口提供了可能。在VB應(yīng)用程序中，可以給Surfer任何對(duì)象的屬性賦值[6-7]。通過(guò)賦與不同的參數(shù)值改變對(duì)象的狀態(tài)，程序執(zhí)行過(guò)程中通過(guò)參數(shù)控制圖形的輸出。因此，在Surfer系統(tǒng)中進(jìn)行的一系列手工操作，完全可以用外部程序中的一段代碼代替，從而實(shí)現(xiàn)了Surfer自動(dòng)繪圖功能。

3.1 原始數(shù)據(jù)的批量處理

根據(jù)Surfer需要的文本格式設(shè)置Excel表格，不同介質(zhì)為不同Excel表格，但是數(shù)據(jù)格式都是設(shè)置為站位、經(jīng)度、緯度、要素值（1-n個(gè)要素），尤其要素值名稱不能重復(fù)。詳細(xì)格式如表1所示。

以下是批量生成TXT文本的核心代碼：

OpenFileDialog1.Filter = "Excel文件（*.xls）|*.xls|所有文（*.*）|*.*"

If OpenFileDialog1.ShowDialog（） = DialogResult.OK Then

TextBox1.Clear（）

TextBox1.AppendText（OpenFileDialog1.FileName）

executefile = OpenFileDialog1.FileName

Dim xlApp， xlBook As Object

xlApp = CreateObject（"Excel.Application"）

xlBook = xlApp.Workbooks.Open（OpenFileDialog1.FileName）

Dim c As Integer

c = xlBook.Worksheets.Count

Dim arraylist As ArrayList

arraylist = New ArrayList

For i = 1 To c

ListBox1.Items.Add（xlBook.Sheets（i）.Name）

Next

xlApp.Quit（）

3.2 批量生成grd文件

網(wǎng)格化是把以XYZ數(shù)據(jù)文件格式表示的、通常是不規(guī)則分布的原始數(shù)據(jù)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)處理，構(gòu)筑一個(gè)規(guī)則的空間矩形網(wǎng)格的過(guò)程。調(diào)用Surfer的應(yīng)用（Application）對(duì)象的GridData方法[8]。

Set SurferApp =CreateObject（“surfer.Application”） '創(chuàng)建Surfer實(shí)例

path= GetFilePath（""，"txt"，""，""）'獲取參與圖形繪制的txt文件所在的路徑

If Path ="" Then End

Path=Left（Path，InStrRev（Path，"＼"））

data=Dir（path+"*.txt"）'生成grd文件的完整路徑，以供調(diào)用

While data<>"" '循環(huán)開始語(yǔ)句，批處理核心代碼

Surferapp.GridData（DataFile：=path+data，Algorithm：=srfKriging，ShowReport：=False，xMin：=114.3，xMax：=114.48，yMin：=22.56，yMax：=22.62，OutGrid：=path+data+".grd"） '生成克里金插值方法的grd文件

data=Dir （）

Wend

3.3 批量繪置等值線圖

首先創(chuàng)建Surfer的應(yīng)用（Application）對(duì)象，打開一個(gè)已經(jīng)創(chuàng)建的底圖文件srf，然后獲得grd文件和文件路徑，開始循環(huán)繪制等值線圖，導(dǎo)出每個(gè)要素的srf文件。

核心代碼如下：

Set levels=ContourMapFrame.Levels

n=levels.Count '對(duì)象levels的等級(jí)總數(shù)

item=levels.Item（Index：=n）

If （item/1000>=1） Then item=item-item Mod 1000 '求余

If （item/1000<1 And item/100>=1） Then item=item-item Mod 100

If （item/100<1 And item/10>=1） Then item=item-item Mod 10

avg=（0+item）/4

levels.AutoGenerate（minlevel：=0，maxlevel：=item，interval：=avg）

levels（1）.Fill.ForeColor=RGB（236，230，242）

levels（2）.Fill.ForeColor=RGB（207，195，224）

levels（3）.Fill.ForeColor=RGB（158，134，193）

levels（4）.Fill.ForeColor=RGB（110，74，162）

因?yàn)榕幚頉]法完全代替人工所有的操作，所以需要把每個(gè)要素的等值線圖生成srf文件，以便對(duì)圖層進(jìn)行一些小的調(diào)整，以達(dá)到自己的要的效果。

3.4 圖形的輸出與自動(dòng)顯示

將圖件導(dǎo)出，需要用到Surfer的應(yīng)用（Application）對(duì)象的Export的方法[9]。

核心代碼如下：

While Data <> ""

doc = Surferapp.Documents.Open（path + Data， ""）

If w = "" Or h = "" Then doc.Export（path + Data + "." + formats）

Else doc.Export（path + Data + "." + formats， SelectionOnly：=False， Options：="Width=" & w + "， Height=" & h）

End If

Data = Dir（）

End While

4 結(jié)語(yǔ)

利用VB編程對(duì)海洋數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)向Surfer軟件數(shù)據(jù)文件的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，并用VB對(duì)Surfer軟件二次開發(fā)繪圖函數(shù)，實(shí)現(xiàn)海洋要素的等值線圖、流場(chǎng)矢量圖等值線圖等圖形的繪制，以及展望未來(lái)要實(shí)現(xiàn)的功能，動(dòng)態(tài)顯示模型。將模擬結(jié)果通過(guò)可視化的手段直觀地顯示出來(lái)，有利于觀察和分析模擬結(jié)果。通過(guò)VB編制繪圖界面，繪圖任務(wù)簡(jiǎn)單明了，在繪圖界面上點(diǎn)擊各種功能按鈕即可進(jìn)行繪圖，并用combo控件實(shí)現(xiàn)在一個(gè)接口程序中多種圖形的批量繪制，減免不必要的重復(fù)編程與操作，節(jié)省一定的人力和時(shí)間。

參考文獻(xiàn)

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