第一篇：巧用Surfer軟件繪制三維立體地形圖進(jìn)行等高線輔助教學(xué)_孫(精)

多媒體地理教學(xué)

２０１１ 年 第 １６ 期 的grd文件格式，才能畫出等高線。打開菜單“網(wǎng)格” 點擊“數(shù)據(jù)”。（如圖4）

Surfer是一很好的的二維數(shù)據(jù)處理和顯示軟件，并具有一定的三維顯示功能。該軟件可處理離散點資料、格點資料，能夠把離散的點數(shù)據(jù)繪制成等值線圖、三維

立體圖等，也可添加研究區(qū)域的部分地理信息、在資料點上顯示標(biāo)注等。Surfer的最主要的功能是繪制等值線圖，如等深圖、等高線圖、等溫圖、等壓圖和三維表面圖等均可在Surfer下繪制。在地理學(xué)的各個分支中有著廣泛的應(yīng)用，但是在地理教學(xué)中的應(yīng)用還較少。

下面以一道等值線題目為例來進(jìn)行Surfer軟件的輔助運用。例題：根據(jù)圖１所示的地形海拔數(shù)據(jù)完成以下問題：

（１）過各點作出等高線（２）Ａ點的地貌（３）畫出山脈的走勢（４）畫出ＢＣ兩點間的剖面圖

這是一道給出數(shù)值的判斷等高線題目。為了讓學(xué)生更能清晰明白地認(rèn)識這里的地形，我對其進(jìn)行數(shù)據(jù)化，然后使用Surfer軟件生成了三維地圖。

首先對此圖進(jìn)網(wǎng)格覆蓋（如圖2）確定坐標(biāo)及海拔高程，獲得所需要的數(shù)據(jù)，在Surfer工作表中輸入（如圖3），生成DAT格式文件。由于DAT格式數(shù)據(jù)不可以用來直接畫等高線，先要將數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換成Surfer認(rèn)識

江蘇省常州市第一中學(xué)（２１３００３）孫 旭 １ ０００

１ ０００１ ０００１ ０００ １ ０００

１ ０００１ ０００１ ０００１ ０００１ ０００１ ５００１ ５００

４３°３０′ ４１°３０′

１ ５００１ ５００１ ５００１ ５００２ ０００ ２ ０００甲乙２ ０００２ ０００２ ０００ ２ ０００

２ ０００２ ０００５００ ５００ ５００５００ ５００ ５００５００ ５００

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０１ ５００ 圖1 １ ０００１ ０００１１ ０００１ ０００１１０９８７６５４３２ １０

０

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乙２ ０００２ ０００ ２ ０００２ ０００１ ５００ １ ５００１ ５００

１ ５００１ ５００１ ５００１ 圖2 圖3Ａ

３４５６８９１０１１１５１６

０００２ ０００ ５００

１１．４８．８６．２００．５５．２６．８４６．２ １．３０．８１．９２．１７８．８９．１７．８４．５３

５００５００５００５００５００５００５００５００１０００１０００ Ｂ圖4 多媒體地理教學(xué)

２０１１ 年 第 １６ 期

圖10 １７００１２００７００２００－３００ 剖面，從而非常直觀地了解該地的地形。

針對例題所剩的三個問題：（2）A點的地貌，可以通過圖10或者操縱3D軌跡球進(jìn)行角度動態(tài)變換來觀

察，從而了解該地地貌為鞍部；（3）畫出山脈的走勢，可以根據(jù)圖11的角度可非常明了的得出；（4）畫出BC兩點間的剖面圖，可以直接調(diào)整至圖12的觀察角度根據(jù)邊緣線而得出。

在打開的對話框中選擇剛剛生成DAT格式數(shù)據(jù)文件，便會彈出“網(wǎng)格化數(shù)據(jù)”對話框（如圖5）。進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置后點“ok”，畫圖所需要的grd文件test.grd就生成了。

現(xiàn)在我們就可以進(jìn)行繪制等高線地圖了。打開菜單“地圖”/“等值線圖”/“新建等值線圖”，在對話

框中選擇剛才輸出的grd文件，如test.grd，點“ok”，則一副等高線圖就繪制完畢了，如圖6。若有對于等高線密度、等高距、線條粗細(xì)、標(biāo)注等有要求，雙擊圖中等高線在彈出的對話框中進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置即可得到需要的等值線圖（圖7）。

這時我們完成了例題中問題1的教學(xué)輔助，用計算機(jī)繪制出了該區(qū)域的等高線地圖。應(yīng)該說用計算機(jī)繪制，避免了人工繪圖的隨意性，在保證坐標(biāo)和高程數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和詳細(xì)的前提下，精確度較高。

現(xiàn)在我們來進(jìn)行最有意義的一步，建立該區(qū)域三維立體地形圖。打開菜單“地圖”/“表面圖”（圖8），生成三維立體圖（圖9）。

通過工具欄的3D軌跡球功能可以非常方便的從任何一個角度對于該地形區(qū)進(jìn)行地貌單元觀察，包括地形

圖5 圖6 圖7 圖8

圖9 １５００

１０００５０００ ２０００（下轉(zhuǎn)第４２頁）教學(xué)經(jīng)驗

２０１１ 年 第 １６ 期

1.太陽直射光線OA（A為直射點，O為地心）延長線通過地心。2.晨昏線（圈）EF通過地心并與太陽光線垂直。3.地球勻速自轉(zhuǎn)。4.地表各地沿當(dāng)?shù)鼐暰€勻速轉(zhuǎn)動，其晝夜時長之比等于其晝夜弧長之比。5.太陽高度（角）由直射點A向四周遞減，與直射點球面距離相等，其太陽高度相等（如圖5中的等太陽高度線）。

運用數(shù)學(xué)方法并結(jié)合以上知識點，可以對晝夜長短和太陽高度進(jìn)行準(zhǔn)確計算?！纠?】當(dāng)40°N某地晝長為14小時時，（40°S，75°E）某地日出地方時刻為：

A.6：30 B.7：00 C.7：15 D.5：00由圖5知：同一日北半球某地晝弧長與南半球相同緯度夜弧長相等，時長相等（如圖中E與F點）。即40°N晝長與40°S夜長相等，故（40°S，75°E）夜長14小時，當(dāng)?shù)?：00日出，答案為B。

將正午和子夜所在的經(jīng)線組成的經(jīng)線圈簡化，可以得到圖6，利用數(shù)學(xué)相關(guān)知識可以解決許多有關(guān)太陽高度的問題。

【例6】當(dāng)太陽直射20°N時，出現(xiàn)極夜的區(qū)域為（）A.北極圈以北 B.南極圈以南C.70°S以南 D.80°S以南

如圖6中直射點H的緯度為角∠α，出現(xiàn)極晝的A地緯度為∠β，則有∠α+∠β=90°，當(dāng)太陽直射20°N時，70°N以北出現(xiàn)極晝，70°S以南出現(xiàn)極夜，故答案為C。

在地理教學(xué)中，恰到好處地運用數(shù)學(xué)方法，將數(shù)學(xué)方法“活用”和“巧用”于地理教學(xué)之中，可以將抽象問題具體化、復(fù)雜問題簡單化，提高教學(xué)效率，讓學(xué)生計算速度和準(zhǔn)確度得到極大提高，達(dá)到良好的教學(xué)效果。

ＥＢ Ｈ Ａ Ｄ Ｆ 圖5 圖例： 等太陽高度線 Ｇ Ｃ Ｏ Ｏ

Ｉ Ａ Ｂ Ｈ ５ ３α β 圖6 ４２ １

小結(jié)：利用Surfer進(jìn)行等高線的輔助教學(xué)具有常規(guī)教學(xué)不可替代的作用。常規(guī)的版圖雖然可以畫出立體的效果，但是卻不可以如此靈活地變換各個角度來進(jìn)行觀

１７００１２００７００２００－３００ 圖11 １７００

１２００７００２００－３００ 圖12 察，直觀地得到結(jié)果。但也有一定的限制性，例如對一幅地圖進(jìn)行數(shù)據(jù)化并在Surfer工作表中輸入數(shù)據(jù)是一件繁瑣的事情，尤其是對地圖的精度要求較高的情況

下，這需要教育工作者有更多的耐心和投入。但磨刀不誤砍柴工，這對于學(xué)生尤其是對初學(xué)地形圖階段的學(xué)生的幫助是立竿見影的。

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