第一篇：巧用Surfer軟件繪制三維立體地形圖進行等高線輔助教學_孫(精)

多媒體地理教學

２０１１ 年 第 １６ 期 的grd文件格式，才能畫出等高線。打開菜單“網格” 點擊“數據”。（如圖4）

Surfer是一很好的的二維數據處理和顯示軟件，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，能夠把離散的點數據繪制成等值線圖、三維

立體圖等，也可添加研究區域的部分地理信息、在資料點上顯示標注等。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。在地理學的各個分支中有著廣泛的應用，但是在地理教學中的應用還較少。

下面以一道等值線題目為例來進行Surfer軟件的輔助運用。例題：根據圖１所示的地形海拔數據完成以下問題：

（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

這是一道給出數值的判斷等高線題目。為了讓學生更能清晰明白地認識這里的地形，我對其進行數據化，然后使用Surfer軟件生成了三維地圖。

首先對此圖進網格覆蓋（如圖2）確定坐標及海拔高程，獲得所需要的數據，在Surfer工作表中輸入（如圖3），生成DAT格式文件。由于DAT格式數據不可以用來直接畫等高線，先要將數據文件轉換成Surfer認識

江蘇省常州市第一中學（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

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５００ ５００ ５００ ５００ ５００５００ ５００５００

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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

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軌跡球進行角度動態變換來觀

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，可以直接調整至圖12的觀察角度根據邊緣線而得出。

在打開的對話框中選擇剛剛生成DAT格式數據文件，便會彈出“網格化數據”對話框（如圖5）。進行相應的設置后點“ok”，畫圖所需要的grd文件test.grd就生成了。

現在我們就可以進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、標注等有要求，雙擊圖中等高線在彈出的對話框中進行相應的設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的教學輔助，用計算機繪制出了該區域的等高線地圖。應該說用計算機繪制，避免了人工繪圖的隨意性，在保證坐標和高程數據準確和詳細的前提下，精確度較高。

現在我們來進行最有意義的一步，建立該區域三維立體地形圖。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進行地貌單元觀察，包括地形

圖5 圖6 圖7 圖8

圖9 １５００

１０００５０００ ２０００（下轉第４２頁）教學經驗

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。4.地表各地沿當地緯線勻速轉動，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）。

運用數學方法并結合以上知識點，可以對晝夜長短和太陽高度進行準確計算。【例5】當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，當地7：00日出，答案為B。

將正午和子夜所在的經線組成的經線圈簡化，可以得到圖6，利用數學相關知識可以解決許多有關太陽高度的問題。

【例6】當太陽直射20°N時，出現極夜的區域為（）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，出現極晝的A地緯度為∠β，則有∠α+∠β=90°，當太陽直射20°N時，70°N以北出現極晝，70°S以南出現極夜，故答案為C。

在地理教學中，恰到好處地運用數學方法，將數學方法“活用”和“巧用”于地理教學之中，可以將抽象問題具體化、復雜問題簡單化，提高教學效率，讓學生計算速度和準確度得到極大提高，達到良好的教學效果。

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：利用Surfer進行等高線的輔助教學具有常規教學不可替代的作用。常規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行觀

１７００１２００７００２００－３００ 圖11 １７００

１２００７００２００－３００ 圖12 察，直觀地得到結果。但也有一定的限制性，例如對一幅地圖進行數據化并在Surfer工作表中輸入數據是一件繁瑣的事情，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，這對于學生尤其是對初學地形圖階段的學生的幫助是立竿見影的。

（上接第５２頁）