摘 要：觀測場地磁場梯度測量結(jié)果最直觀的表述方式就是利用ΔF值繪制出的場地地磁場分布等值線圖。Winsurf軟件是Golden公司開發(fā)的一個三維繪圖軟件包，可以繪制各種等值線圖和三維立體圖。本文較為詳細地介紹了利用這個軟件繪制磁場分布等值線圖的方法、步驟。

關鍵詞：Winsurf軟件；磁場測量；等值線圖

為勘察地磁觀測場地的地磁場分布特征、監(jiān)測地磁觀測場地周圍環(huán)境影響引起的地磁場變化，我們都必須對觀測場地作地磁場總強度密跨度測量（即通常所說的磁場梯度測量）。測量結(jié)果最直觀的表述方式就是利用ΔF值繪制出的場地地磁場分布等值線圖。手工繪制等值線圖是一項非常繁瑣的工作，常常要花費掉我們大量的時間，不僅速度慢、效率低，而且對于不同技術水平的人員，所繪制圖的質(zhì)量也存在較大差異。應用Winsurf軟件，通過計算機繪圖，可以提高工作效率、避免人為誤差，改善技術成果的質(zhì)量，筆者認為具有較高的推廣價值。

Winsurf是Golden公司開發(fā)的一個三維繪圖軟件包，可以繪制各類等值線圖和三維立體圖，諸如等高線、等水位線、等埋深線及物探的各種參數(shù)等值線圖。不僅如此，該軟件還帶有多種字符庫，可以給圖形加標題、圖例、對坐標軸和等值線作詳細標記等。Winsurf軟件還具有與CAD的接口，生成的圖形可以很容易地調(diào)入到CAD，進行編輯、修改，最終繪制出十分精美的圖形。本文從繪制觀測場地的地磁場分布等值線圖入手，介紹該軟件的使用方法及操作步驟。

一、Winsurf的初始界面及等值線圖的生成流程

Winsurf的初始界面如圖1。從圖中可以看出，Winsurf由文件（File）、編輯（Edit）、視圖（View）、繪制（Draw）、排列（Arrange）、網(wǎng)格（Grid）、地圖（Map）、窗口（Windows）、幫助（Help）幾個菜單組成。其中文件、網(wǎng)格、地圖為主要菜單，通過這三個菜單可以繪制出各種等值線圖。利用Winsurf繪制等值線圖的流程如圖2。

二、繪制磁場分布等值線圖的步驟

（一）數(shù)據(jù)的處理

計算各測點觀測值的均值與同時段日變站觀測值均值的差值ΔFij，i為測線編號，j為測點編號。計算結(jié)果取位到0.1nT。

（二）數(shù)據(jù)文件的建立

建立用于繪制磁場分布等值線圖的數(shù)據(jù)文件可以通過兩種途徑來實現(xiàn)：

9，1，7.4，6.6

9，2，7.1，6.5

9，3，6.6，6.2

↓ ↓ ↓ ↓

X，Y，Z1，Z2

i j ΔFij

每個數(shù)值之間用逗號隔開。第一、第二列數(shù)據(jù)分別代表某個測網(wǎng)的測線i和測點j，對應著坐標系中的X、Y軸；第三、第四等列數(shù)據(jù)分別代表某個測網(wǎng)上第i線第j點的通化值ΔFij，對應坐標系中的Z。Z1為同一個測量層面的數(shù)據(jù)，Z2為另一個測量層面的數(shù)據(jù)。根據(jù)測量層面的多少還可能有Z3、Z4…等數(shù)據(jù)。測線i和測點j之間的先后順序是可以互換的，也就是說，根據(jù)場地測網(wǎng)布設的實際情況，可以把測線i或測點j分別設置成X軸或Y軸。

文件形成后命名、存盤備用。

2.通過Winsurf的工作表建立數(shù)據(jù)文件。

（1）點擊Winsurf圖標，進入Winsurf的初始界面（見圖1），打開“文件（File）”菜單，在下拉菜單“新建”中選“工作表（Worksheet）”，進入數(shù)據(jù)表（見圖3）。在數(shù)據(jù)表的A列輸入測線i數(shù)據(jù)、B列輸入測點j數(shù)據(jù)、C列輸入ΔFij值。通常在室內(nèi)進行梯度測量時需分多層進行空間磁場梯度測量，由此每個測點會相應產(chǎn)生多個ΔFij值，可以將同一層面各測點的ΔFij填入D列、E列等等。

出于對數(shù)據(jù)處理上的便利，通常我們會利用Excel來整理數(shù)據(jù)。我們則可以將整理過的數(shù)據(jù)從Excel數(shù)據(jù)表復制到新建的工作表中。

（2）將數(shù)據(jù)文件存盤成*.dat文件，關閉“工作表”界面，退到主界面。

（三）數(shù)據(jù)文件的格網(wǎng)化

1.在Winsurf工作界面中，選擇“網(wǎng)格（Grid）”菜單中的“數(shù)據(jù)（Data）”項，打開已建立的數(shù)據(jù)文件（由記事本建立*.txt文本文檔或由工作表建立*.dat數(shù)據(jù)文件）。出現(xiàn)一個網(wǎng)格化對話框（如圖4）。

2.分別選擇X坐標、Y坐標、Z坐標的數(shù)值，然后對X、Y坐標的最大、最小值進行標定，這樣做的好處可以使最后作出的圖形中的點位于圖形的中央。其余對話框中自動給出的網(wǎng)格參數(shù)，一般不需調(diào)整。單擊“確定”按鈕，接著點擊相繼出現(xiàn)的對話框中的“是” 按鈕，完成數(shù)據(jù)文件的網(wǎng)格化，并將數(shù)據(jù)網(wǎng)格化文件存為*.grd文件。

（四）繪制等值線圖

1.原始等值線圖的生成。在Winsurf的主界面中，選擇菜單“地圖（Map）”下拉菜單中的“等值線圖”項，選擇“新建等值線圖”。這時會出現(xiàn)一個“打開網(wǎng)格”的對話框，輸入剛才建立的網(wǎng)格化（*.grd）文件后，點擊“打開”按鈕，便會生成一張原始等值線圖（如圖5）。

2.等值線圖的設置、編輯。在原始等值線圖上，右鍵單擊該圖，會出現(xiàn)一個針對該等值線圖的快捷菜單。選擇“屬性”，彈出“屬性”對話框（如圖6）。

在這個對話框中，我們可以對等值線進行設置、編輯。

在“常規(guī)”標簽中，可以進行等值線平滑、設置平滑程度等；在“等級”標簽中，有許多與我們關系密切的設置選項。在這個標簽選項中，我們可以對等值線的等級、線條、充填的色彩、是否標注、標注的字體格式方向以及等值線的傾斜方向等進行修改。修改完成后，單擊[確定]按鈕，Winsurf 就會按設定自動生成等值線圖了。

3.等值線圖邊框、網(wǎng)格線的繪制。我們在觀測場地作地磁場總強度密跨度測量時一般是按固定的點距來布網(wǎng)設點。為了更直觀的體現(xiàn)觀測場地的磁場分布狀況乃至更方便地排除局部隱伏的干擾體，于是就很有必要按比例繪出等值線圖的邊框、網(wǎng)格線。

在等值線圖上，光標箭頭對準等值線圖邊框（想設定那一邊，就對準那一邊），點擊右鍵，會出現(xiàn)一個針對邊框、網(wǎng)格線的快捷菜單。選擇“屬性”，彈出“屬性”對話框（如圖7）。在這個對話框中，可以對邊框是否標注、標注角度、比例、刻度大小、網(wǎng)格線條是否顯示等進行設置。熟練的話，在等值線圖左側(cè)的“對象管理器”中右鍵選中某一邊框（如Left Axis），對其“屬性”進行設置，操作可能更方便。

4.等值線圖標題、文字的標注。在Winsurf的主界面，點擊工具欄中的“T”文本按鈕，然后在欲輸入標題、文字的地方點擊左鍵，彈出“Text ”對話框（如圖8）。

在文字輸入窗口輸入標題、文字，然后對文字的字體、大小、風格、顏色等進行設定后按“確定”鍵退出。當你對文字的位置或者其他設置不是很滿意的時候，可以選中文字，對其進行拖動、雙擊左鍵打開“文本屬性”修改其設置，直至滿意為止。

此外，借助主菜單“繪制（Draw）”提供的線段、圖形，可以對場地的建筑（構(gòu)筑）物進行示意性標注；通過“地圖（Map）”菜單中的“比例尺”可以標示圖件的大小比例。

至此，一幅比較令人滿意的磁場分布等值線圖就繪制完成了（如圖9）。

三、結(jié)語

應用Winsurf軟件繪制磁場分布等值圖不僅節(jié)省了磁測工作者大量的時間、提高了工作效率，而且避免了由于技術人員的熟練程度不同所造成的成圖質(zhì)量的差異，提高了測量成果圖件的質(zhì)量。

本文介紹了Winsurf軟件繪制磁場分布等值線圖的方法，意在拋磚引玉、舉一反三，對于繪制其它類型的等值線圖，該方法同樣適用，操作方法也基本相同。

參考文獻

[1] 中國地震局，DB/T9-2004.地震臺站建設規(guī)范—地磁臺站.

[2] 程耀東主編.計算機繪圖實用教程[M].蘭州：甘肅教育出版社，2001.

[3] WinSurf等值線軟件操作手冊.

作者簡介：賴加成，福建省地震局泉州地磁臺。