2023年11月30日发(作者：)

２０１０年第４期

２０１０年１２月 山 东 乞 象 第３Ｏ卷

总第１２４期

基于Ｓｕｒｆｅｒ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ技术的气象等值线自动绘制

杨学斌

（德州市气象局，山东德州２５３０７８）

摘要：介绍了在ＶＢ６．０环境下，引．￣Ｓｕｒｆｅｒ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ提供的ＡｃｔｉｖｅＸ对象，通过

对象编程，实现了基于Ｓｕｒｆｅｒ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ技术气象等值线的自动绘图方法，充

分应用Ｓｕｒｆｅｒ８．０强大的等值线的绘制功能，达到了客户应用程序与ＳｕｒｆｅｒＮ．务器

通讯的目的

关键词：编程；等值线；自动绘图

中图分类号：ＴＰ３１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００５—０５８２（２０１０）０４—００３０—０４

引言

Ｗｉｎｄｏｗｓ应用程序（服务器端），即被调用的程

序外显自身的对象体系结构，供调用者引用。从

Ｓｕｒｆｅｒ７版开始，Ｓｕｒｆｅｒ提供了对Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ技术

的支持，Ｓｕｒｆｅｒ８．０对其功能进一步扩充，为通过

高级语言程序控制Ｓｕｒｆｅｒ自动绘图提供了编程接

Ｇｏｌｄｅｎ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｓｕｒｆｅｒ ８．０（以下简称Ｓｕｒｆｅｒ）

是一款基于Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系统的二维和三维绘

图软件，不仅提供了多种插值方法，还具有强大

的绘制等值线、３Ｄ立体等矢量图能力。通过研究

Ｓｕｒｆｅｒ的Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ技术，在ＶＢ６．０环境下引入对

口，用户通过使用这项技术，可在自己开发的客

户应用程序中，方便地引入Ｓｕｒｆｅｒ的Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ

对象，通过对象编程，在客户程序中轻松地实现

Ｓｕｒｆｅｒ强大的图形绘制功能ｌ１ Ｊ。

１．２ Ｓｕｒｆｅｒ对象

象编程，在客户应用程序中调用Ｓｕｒｆｅｒｇ￣务器系

统的自动化对象的属性、方法实现了等值线图快

速自动绘制功能，在后台运行ＳｕｒｆｅｒＪＪ￣务器程序，

脱离其主控界面，最终提供一种简便、快速的绘

图途径，自定义功能强，具有非常强的实用性。

文中以德州市加密自动气象站的降水量为例，研

究等值线自动绘制方法和过程。

１ ＡｃｔｉｖｅＸ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ对象模型

１．１ ＡｃｔｉｖｅＸ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ技术

Ｓｕｒｆｅｒ采用层次化的方式来组织其自动化对

象（图１）｛ ，其中应用程序对象（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ

Ｏｂｊｅｃｔ）处于最高层，所有其他对象是直接或间接

通过应用程序对象派生而来，各级对象的获得需

逐级进行。常用的Ｓｕｒｆｅｒ对象有：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，

ＢａｓｅＭａｐ，ＣｏｎｔｏｕｒＭａｐ，Ｄｏｃｕｍｅｎｔ，Ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ，

Ｇｒｉｄ，ＩｍａｇｅＭａｐ，Ｌｅｖｅｌｓ，ＭａｐＦｒａｍｅ，Ｏｖｅｒｌａｙｓ，

Ｐｌｏｔ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ，Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，Ｓｈａｐｅ，Ｓｈａｐｅｓ，Ｗｉｎｄｏｗｓ

ＡｃｔｉｖｅＸ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ是Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ公司提出的

一

种技术方法，用于Ｗｉｎｄｏｗｓ开发平台下应用程

等。Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ￣象代表Ｓｕｒｆｅｒ应用程序实例，

序之间的交互，该技术允许通过外显的对象由一

是其它Ｓｕｒｆｅｒ对象的根，Ｄｏｃｕｍｅｎｔ对象是文档类

对象的基类，它派生出的类有ｐｌｏｔｄｏｃｕｍｅｎｔ，

个Ｗｉｎｄｏｗｓ应用程序（客户控制端）控制另一个

收稿日期：２０１０—０１—２６

作者简介：杨学斌（１９７５一），男，甘肃静宁人，高级工程师，主要从事短期天气预报工作。

・

３０ ・

ｗｋｓｄｏｃｕｍｅｎｔ等。Ｓｈａｐｅ对象是绘图元素对象的基

类。Ｓｕｆｆｅｒ中的绘图元素有很多，如坐标轴、等值

线、色标、文本等。

图１ Ｓｕｒｆｅｒ主要的Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ对象模型树

２ 等值线绘制方法

等值线的绘制主要采用模块化结构设计，模

块可独立实现，在功能上独立，根据用户需求灵

活设置，该应用软件通过调用数据库中的自动站

雨量资料实现图形可视化。

２．１站点资料文件的生成 法，并设置相应的参数即可实现，主要代码为：

使用ＶＢ６．０的ＡＤＯ（ＡｃｉｔｖｅＸ Ｄａｔａ Ｏｂｊｅｃｔ）对

象实现数据库连接与数据调用。在调用时段雨量

数据时，通过设置不同的日期和时问参数变量，

得到各个站点的雨量累加值，并将数据输出至

Ｓｕｒｆｅｒ支持的ｔｘｔ，ｘｌｓ等格式数据文件中，站点资

料文件格式为：

经度，纬度，变量（此行在数据文件中不存在）

１１６．３２４１，３７．５３３１，４０．３

１１６．３２３４，３７．３５３１，４３．９

●●●＇ ●●●＇ ●●●

各数据问必须用逗号分隔，数据的排列顺序

没有任何限制，只要在网格化站点资料时与

ＧｒｉｄＤａｔａ函数的参数ｘＣｏｌ，ｙＣｏｌ，ｚＣｏｌ相对应即可。

２．２ Ｓｕｆｆｅｒ应用程序对象的创建与启动

在ＶＢ６．０中，首先引用Ｓｕｒｆｅｒ的Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ对

象，才能在客户程序中与ＳｕｒｆｅｒＨ￣务器通讯。

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ对象是Ｓｕｒｆｅｒ对象模型中的根对象，代

表着Ｓｕｒｆｅｒ；４￣￣身。用于创建Ｓｕｒｆｅｒ应用程序实例的

方法的关键代码为：

Ｄｉｍ ＳｕｒｆＡｐｐ Ａｓ Ｏｂｊｅｃｔ’声明对象变量

ＳｕｆｆｅｒＡｐｐ＝ＣｒｅａｔｅＯｂｊｅｃｔ（”Ｓｕｆｆｅｒ．Ａｐｐｌｉｃａ－

ｔｉｏｎ”）’创建Ｓｕｆｆｅｒ应用程序实例

ＳｕｒｆＡｐｐ．Ｖｉｓｉｂｌｅ＝Ｔｕｒｅ

ＳｕｒｆＡｐｐ．ＷｉｎｄｏｗＳｔａｔｅ＝ｓｒｆＷｉｎｄｏｗＳｔａｔｅＮｏｒｍａｌ

２＿３站点资料的网格化

具有了数据文件还不能直接绘制等值线，

Ｓｕｒｆｅｒ￣求绘制等值线的数据有特殊的格式要求，

由于网点数据的不均匀，采集到的数据要进行插

值计算，即要将数据文件转换成Ｓｕｆｆｅｒ认识的ｇｒｄ

文件格式，才能绘制等值线。Ｓｕｆｆｅｒ提供了加权反

距离、克里金、最小曲率、改进谢别德、自然邻

点、最近邻点、多元回归、径向基函数、线性插

值三角网、移动平均、数据度量、局部多项式等

１２种网格化方法『３】，通过比较，程序中选取效果较

好的加权反距离法、克里金、径向基函数三种方

法。网格化只需调用Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ对象的ｇｒｉｄｄａｔａ方

ＳｕｒｆＡｐｐ．ＧｒｉｄＤａｔａＤａｔａＦｉｌｅ：＝ＲａｉｎＦａｌｌ，Ｃｏｌ：

＝

１，ｙＣｏｌ：＝２，ｚＣｏｌ：＝３，ｘＭｉｎ：＝ｌｏｎｍｉｎ，Ｍａｘ：

＝

Ｉｏｎ

ｍａｘ，ｙＭｉｎ：＝ｌａｔ

ｍｉｎ，ｙＭａｘ：＝ｌａｔ

ｍａｘ，

＿

Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ：＝ｓｆｆＲａｄｉａｌＢａｓｉｓ，ＤｕｐＭｅｔｈｏｄ：＝２。

ＳｈｏｗＲｅｐｏｄ：ｔｒｕｅ，ＲＢＢａｓｉｓ Ｘｙｐｅ：＝ｓｒｆＭｕｌｔｉＱｕａｄｒｉｃ，

ＯｕｔＧｒｉｄ：＝Ａｐｐ．Ｐａｔｈ＋”＼ｏｕｔｐｕｔ．ｇｒｄ”，ＯｕｔＦｍｔ：

＝ｓｆｆＧｒｉｄＦｍｔＳ７

’进行ｓｒｆＲａｄｉａｌＢａｓｉｓ网格化插值

’ＤａｔａＦｉｌｅ：输人站点数据文件名

’Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ：网格化方法，Ｓｕｒｆｅｒ￣值方法较多，

’ＤｕｐＭｅｔｈｏｄ：消除重复点的方法；参数值＝２

表示要消除所有重复点

’ｘＭｉｎ ｙＭａｘ：网格化区域

’ＳｈｏｗＲｅｐｏｄ：是否输出报告

’ＯｕｔＧｒｉｄ：输出Ｇｒｉｄ格式文件Ｏｕｔｐｕｔ．ｇｒｄ

．

３１ ．

’ＯｕｔＦｍｔ：输出的格点文件格式 ＳｍｏｏｔｈＣｏｎｔｏｕｒｓ＝Ｔｒｕｅ’平滑等值线

．

ＳｈｏｗＣｏｌｏｒＳｃａｌｅ＝Ｔｒｕｅ’显示色标

需要说明的是，等值线绘制优劣的关键点之

一

．

是空间内插法的选取，研究认为在不同的时空

ＥｎｄＷｉｔｈ

Ｓｅｔ Ｌｅｖｅｌｓ＝ＢｌａｎｋＳｈａｐｅｓＭａｐ．ＬｅｖｅｌｓＬｅｖｅｌｓ’

尺度内，每个方法对不同变量估计的误差是不一

样的。对于不同的空间变量，在不同的地域和不

同的时空尺度内所谓的“最优”内插法是相对的。

在台站分布密集的区域不同空间内插方法之间

获取等值线等级对象实例

Ｌｅｖｅｌｓ．ＳｅｔＬａｂｅｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙ ＦｉｒｓｔＩｎｄｅｘ：＝１，

ＮｕｍｂｅｒＴｏＳｅｔ：＝１，ＮｕｍｂｅｒＴｏＳｋｉｐ：＝ｌ’设置标注

差异较小，在台站分布稀疏的区域则差异较大Ｉ”。

对于色标，只有填充等值线后才有意义。既

２．４等值线的绘制

Ｓｕｒｆｅｒ的最主要功能是绘制等值线图，Ｓｈａｐｅ

对象是绘图元素对象的基类，但Ｓｈａｐｅ是由 （ｒｅｄ，ｇｒｅｅｎ，ｂｌｕｅ）函数的三个参数动态生成，

ＰｌｏｔＤｏｃｕｍｅｎｔ派生而来，因此绘图前必须添加

ＰｌｏｔＤｏｃｕｍｅｎｔ对象。

Ｓｅｔ Ｐｌｏｔ＝ＳｕｒｆＡｐｐ．Ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ．Ａｄｄ

（ｓｒｆＤｏｃＰｌｏｔ）’添加ｐｌｏｔ文档

Ｓｅｔ ＢｌａｎｋＳｈａｐｅｓ＝Ｐｌｏｔ．Ｓｈａｐｅｓ’获取绘画元

素对象集合实例

网格化的站点资料是以给定最大、最小经纬

度的矩形区域内空间插值形成的ｇｒｄ资料。如要

绘制某一区域内的等值线，首先用ＧｒｉｄＢｌａｎｋ方法

对指定区域外的等值线白化掉，重新生成一个

ｇｒｄ文件，然后用ＡｄｄＣｏｎｔｏｕｒＭａｐ方法绘制等值

线；若不需要白化掉区域外的等值线，则直接用

ＡｄｄＣｏｎｔｏｕｒＭａｐ方法绘制等值线，代码为：

ＳｕｒｆＡｐｐ．ＧｒｉｄＢｌａｎｋ ＩｎＧｒｉｄ：＝Ａｐｐ．Ｐａｔｈ＋”＼

ｏｕｔｐｕｔ．ｇｒｄ”，ＢｌａｎｋＦｉｌｅ：＝Ａｐｐ．Ｐａｔｈ＋”ｈｎａｐ＼ｄｚ

ｂｌａｎｋ．ｂｉｎ”，ＯｕｔＧｒｉｄ：＝Ａｐｐ．Ｐａｔｈ＋”＼ｏｕｔｂｌａｎｋ．

ｇｒｄ”，ＯｕｔＦｍｔ：＝ｓｆｆＧｆｉｄＦｍｔＳ７

Ｓｅｔ ＢｌａｎｋＳｈａｐｅｓ １＝ＢｌａｎｋＳｈａｐｅｓ．Ａｄｄ Ｃｏｎｔｏｕｒ

Ｍａｐ（Ａｐｐ．Ｐａｔｈ＋”＼ｏｕｔｂｌａｎｋ．ｇｒｄ”）

２．４．１等值线设置

一

般情况下，通过以上方式生成的等值线不

能满足业务需要，必须对其做如下重新设置。

Ｓｅｔ ＢｌａｎｋＳｈａｐｅｓＭａｐ＝ＢｌａｎｋＳｈａｐｅｓ １．Ｏｖｅｒｌａｙｓ

Ｉｔｅｍ（１）’建立等值线对象实例 点的空间分布密度不同，可以选择关键点突出标

Ｗｉｔｈ ＢｌａｎｋＳｈａｐｅｓＭａｐ

．

ＦｉｌｌＣｏｎｔｏｕｒｓ＝Ｔｒｕｅ’填充等值线

．

３２ ．

可装载色标文件，也可在程序中控制颜色的变

化，本程序中采用后一种方法制作，利用ＲＧＢ

１～１０级是从白色到蓝色渐变，１０以上为白色到

红色渐变，主要代码如下：

ｎ＝Ｌｅｖｅｌｓ．Ｃｏｕｎｔ’获取等值线等级数量

ｃｏｌｏｒｉｎｃ＝２５５＃／（ｎ一１）

Ｆｏｒ ｉ＝１ Ｔｏ ｎ

Ｓｅｔ ＬｉｎｅＣｏｎｔｏｕｒ＝Ｌｅｖｅｌｓ（ｉ）

ＬｉｎｅＣｏｎｔｏｕｒ．Ｌｉｎｅ．ＦｏｒｅＣｏｌｏｒ＝ｓｒｆｃｏｌｏｒｂｌｕｅ ’

线条颜色

Ｉｆｉ＜１１ Ｔｈｅｎ

ｃｏｌｏｒｉｎｃ＝２５５＃ （ｉ．１）／（ｎ．１）

Ｌｅｖｅｌｓ（ｉ）．Ｆｉｌ１．ＦｏｒｅＣｏｌｏｒ＝ＲＧＢ（２５５一

ｃｏｌｏｒｉｎｃ， ２５５一ｃｏｌｏｒｉｎｃ， ２５５）’蓝色

Ｅｌｓｅ

ｃｏｌｏｒｉｎｃ＝２５５＃ （ｉ一１０）／（ｎ．１０）

Ｌｅｖｅｌｓ（ｉ）．Ｆｉｌ１．ＦｏｒｅＣｏｌｏｒ＝ＲＧＢ（２５５，２５５

一

ｃｏｌｏｒｉｎｃ， ２５５一ｃｏｌｏｒｉｎｃ）’红色

Ｅｎｄ Ｉｆ

Ｎｅｘｔｉ

２．４．２加入Ｓｕｒｅｒ基面图和张贴图

等值线通常是以基面图为参考，Ｓｕｒｆｅｒ用

ＡｄｄＢａｓｅＭａｐ方法添加基面图，边界颜色、宽度

等设置应与填充色和等值线相区别；张贴图是依

站点地理信息对其位置和名称等标注，因区域站

注，否则影响输出图片的效果，同样可以对标注

的符号和站点名称进行设置，主要代码如下：

Ｓｅｔ ＢａｓｅＭａｐ＝Ｐｌｏｔ．Ｓｈａｐｅｓ．Ａｄｄ ＢａｓｅＭａｐ

方法输出。需要说明的是，若输出的是矢量图，

则按原图大小输出，其大小不受控制，通过比较 （ｉｍｐｏｒｔｉｆｌｅｎａｍｅ：＝Ａｐｐ．Ｐａｔｈ＋”ｋｍａｐ＼ｄｚ．ｂｉｎ”）’建

立基面图对象

Ｓｅｔ ＣｏｎｔｏｕｒＭａｐ＝ＣｏｎｔｏｕｒＢａｓｅＭａｐＦｒａｍｅ．

发现ＥＭＦ格式图片质量最好；若输出位图，则按

用户需要尺寸输出图形。对于有填充色的图片，

Ｏｖｅｒｌａｙｓ．Ｉｔｅｍ（１）’获取基面图对象实例 输出的图片最好不用ＪＰＧ格式，因其压缩比较大，

Ｓｅｔ ｐｏｓｔＭａｐ１＝ＢｌａｎｋＳｈａｐｅｓ．ＡｄｄＰｏｓｔＭａｐ

图片质量较差，以ＰＮＧ、ＧＩＦ或ＢＭＰ格式输出的

（ｄａｔａｆｉｌｅｎａｍｅ：＝Ｔｅｘｔ５．Ｔｅｘｔ，ｘＣｏｌ：＝２，ｙＣｏｌ：

＝

３，Ｌａｂ Ｃｏｌ：＝１）’建立张帖图对象

Ｓｅｔ ｐｏｓｔＭａｐ＝ｐｏｓｔＭａｐ １．Ｏｖｅｒｌａｙｓ．Ｉｔｅｍ（１）’

获取张贴图对象实例

２．４＿３ 坐标格式设置

Ｓｕｒｆｅｒ是基于图层管理的软件，基面图、张

贴图的网格坐标必须与等高线图的网格坐标一 输出图片后，要把已经启动的Ｓｕｒｆｅｒ文档和

致，因此在设置坐标格式前必须用ＯｖｅｒＬａｙ命令

把所有地图合成一幅图，需要注意的是ＯｖｅｒＬａｙ

命令只能对基面图、张贴图和等值线图合成，至

于文本和色标等仍为分层的。主要代码如下：

Ｐｌｏｔ．Ｓｈａｐｅｓ．ＳｅｌｅｃｔＡｌｌ’选择所有图

Ｓｅｔ Ｓｈａｐｅｓ＝Ｐｌｏｔ．Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ．ＯｖｅｒｌａｙＭａｐｓ’对

选择地图合成处理

Ｓｅｔ Ａｘｅｓ＝Ｓｈａｐｅｓ．Ａｘｅｓ

Ｆｏｒ ｉ＝ｌ Ｔｏ ４

Ｓｅｔ Ａｘｉｓ＝Ａｘｅｓ（ｉ）

Ｗｉｔｈ Ａｘｉｓ

Ｉｆ ｉ＝４ Ｏｒ ｉ＝２ Ｔｈｅｎ

．

ＭａｊｏｒＴｉｃｋＴｙｐｅ＝ｓｒｆＴｉｃｋＮｏｎｅ’右侧和上部

主刻度不用标注

Ｅｌｓｅ

．

ＭａｊｏｒＴｉｃｋＴｙｐｅ＝ｓｒｆＴｉｃｋｌｎ’左侧和下部主

刻度向内标注

ＥｎｄＩｆ

．

ＭｉｎｏｒＴｉｃｋｓＰｅｒＭａｊｏｒ＝９

．

ＬａｂｅｌＦｏｎｔ．Ｃｏｌｏｒ＝ｓｒｆＣｏｌｏｒＢｌｕｅ

ＥｎｄＷｉｔｈ

Ｎｅｘｔ

２．５ 图片输出 ２００７，４（１）：５３—５５．

Ｓｕｒｆｅｒ支持矢量和位图图形格式，用Ｅｘｐｏｒｔ

图片质量最好。主要代码如下：

Ｐｌｏｔ．Ｅｘｐｏｒｔ ＦｉｌｅＮａｍｅ：＝Ａｐｐ．Ｐａｔｈ＋”＼ｐｉｃｈ＇ａｉｎ．

ｅｍｆ”， Ｏｐｔｉｏｎｓ：＝”Ｄｅｆａｕｌｔｓ＝１，

一

Ｗｉｄｔｈ＝５００，

Ｈｅｉｇｈｔ＝５００，ＣｏｌｏｒＤｅｐｔｈ＝２４”’输出矢量图，语

句中的Ｏｐｔｉｏｎｓ选项不起作用

２．６ Ｓｕｒｆｅｒ应用程序的关闭和退出

进程关闭并退出。主要代码如下：

ＳｕｒｆＡｐｐ．Ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ．ＣｌｏｓｅＡｌｌ’关闭文档

ＳｕｒｆＡｐｐ．Ｑｕｉｔ’退出Ｓｕｒｆｅｒ程序

３ 结论

Ｓｕｒｆｅｒ７以后的版本提供了Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ技术，

供用户进行二次编程开发。通过Ｓｕｒｆｅｒ提供的

Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ技术，利用ＣｏｎｔｏｕｒＭａｐ和ＭａｐＦｒａｍｅ

对象进行二次编程开发，能够满足业务化需求，

实现操作方法简捷，输出图形优美、线条光滑的

目的，在业务应用程序中实现Ｓｕｒｆｅｒ强大的等值

线图绘制功能。

参考文献：

【１】贾宏元，赵光平，孙银川，等．基于Ｓｕｒｆｅｒ

Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ对象技术的等值线自动绘图方法研

究与应用ＩＪ】．计算机系统应用，２００６，７：２１—２２．

［２】陈斌．使用Ｓｕｒｆｅｒ嵌入编程技术实现地学中

的数据快速可视化ｆＪ］．地质找矿论丛，２００６，

２１（３）：２２４．

［３】陈欢欢，李星，丁文秀．Ｓｕｒｆｅｒ８．０等值线绘制

中的十二种插值方法ｆＪ］．工程地球物理学报，

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