Introducción.
El Surfer es un programa basados en datos tabulados, que puede interpolar datos espaciales ( coordenadas Este, Norte, Atributo z), los cuales pueden estar dispuestos de una forma aleatoria; e integrarlos a un espacio regular.
El archivo base del Surfer 9.0 es el Grid( rejilla o cuadricula), el cual contiene un modelo matemático de los datos previamente introducidos, con la finalidad de generar de manera posterior un conjunto de otros archivos, los cuales pueden ser visualizados y analizados espacialmente. Entre los mapas que se pueden generar se encuentran:
Mapas de contorno.
Mapas de Vectores.
Imágenes de sombras.
Superficies tridimensionales.
Así como también se pueden realizar composiciones de estos mapas y operaciones matemáticas entre ellos.
Una extensa suite de tipos de interpolaciones se encuentra disponible en el Surfer 9.0, las cuales proveen de la posibilidad de realizar diferentes interpretaciones a los datos deseados, así como realizar cálculos de área, superficies y volúmenes.
El presente guía rápida se realizo con el fin de orientar al lector en el uso básico del paquete informático Surfer 9.0, y con lo cual aprenderá a insertar datos, generar archivos grid, así como obtener mapas de contornos, modelos y un sin fin de combinaciones en estos mapas.
Se presentaran ejemplos obtenidos de levantamientos de superficie, así como datos obtenidos de levantamientos marinos, auque la aplicación de los mismos puede ser realizada a cualquier variable que pueda ser representada geográficamente.
El Surfer, permite obtener datos para ser interpolados a partir de una gran gama de tipos de archivos, entre los cuales se encuentran:
Archivos tipo tabla
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Archivos Raster
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Archivos Vectoriales
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*.xls
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*.jpg
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*.dwg
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*.xlsx
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*.tiff
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*.shp
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*.dat
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*.png
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*.geotiff
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*.xyz
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*.img
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*.dxf
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*.dbf
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*.mpi
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*.txt
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*.bnl
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Los últimos (archivos vectoriales y raster), pueden ser usados como mapas báse o coberturas, y ser superpuestos en las superficies generadas a partir de los datos de tabla.
También cabe destacar que este programa debe ser usado siempre con apoyo de algún software de dibujo o digitalización.
Inicio en el Surfer 9.0
Al iniciar nuestro trabajo con el surfer, aparecerá la venta de inicio por defecto o modo Plot (dibujo), aunque en determinadas ocasiones podemos hacer uso del modo hoja de cálculo desde el menu File à New à Worksheet, e inclusive visualizarlos de manera simultanea.
A partir de una hoja de calculo previamente realizada, o de archivos de tabla mencionados anterior mente podemos generar el archivo báse del surfer, el GRID.
Generar un Archivo GRID.
A Partir de datos tabulados(*.xls, xyz, dat, txt)
- Menu Grid à Data à Open data: se escoge el archivo a interpolar
- En caso de escoger un archivo de texto aparecerá la siguiente ventana, en la cual escogeremos los separadores de las columnas.
- luego de importar los datos, debemos escoger los parámetros de grid que deseamos generar, en donde
- Columnas x,y,z: debemos escoger las columnas que contienen los datos este, norte y elevación respectivamente, aunque en el caso de la elevación puede ser sustituida por la variable que se desee interpolar (ej, precipitación).
- Griding Method: permite escoger entre los diversos métodos estadísticos para interpolar.
- Ouput Grid File: permite escoger el nombre y la dirección del archivo producto de la interpolacion.
- Grid Line geometry: permite escoger las coordenadas de un polígono que limite, la interpolación(o extrapolación).
- Finalmente el grid queda interpolado, en este punto aun no podemos realizar ninguna visualización.
Nota Importante: es necesario tener claro la posición de cada una de las variables en la hoja de calculo, y en el caso de tener varias variables en una sola hoja de calculo, se deben realizar tantos grid, como columnas(variables) interpolables contenga la tabla, y variarlos en el campo Z de la figura anterior.
A partir de una formula
1. Menu Grid à Function à se escoge la función deseada à se escoje la ubicacon y el nombre del archivo de salidaà se grafica la función.
Visualización en 3D de un grid a partir de una función.
Contornos a partir de un Grid file:
para generar contornos o curvas de nivel a partir de un archivo grid previamente interpolado se procede de la siguiente manera:
Menu à Map à Contour Map
O desde la barra de herramientas Map se escoge el grid previamente realizado y obtendremos las curvas de nivel.
Por defecto las lineas de contorno aparecen con un espaciado aleatorio y sin formato, para modificar y/o personalizar estos parámetros se debe seleccionar el mapa de contornos creados, hacer clic con el boton derecho sobre el mismo y consultar las propiedades.
A continuación encontraremos las siguientes pestañas:
General: aquí podremos consultar la ubicación del grid del cual proviene el mapa, así como también colorear los espacios entre las curvas de nive(Fill contours) y suavizar las curvas (Smoothing Contours).
Levels: permite configurar los intervalos de los contornos, tipos de líneas, colores de lineas y el tipo de relleno que contendrán los espacios inter contornos.
Haciendo Clic en el botón level es posible definir tanto el contorno máximo, mínimo y los intervalos como se ve en la figura siguiente:
Para configurar el tipo y color de la linea se hace clic en el boton line, en donde podremos variar colores, e incluso relizar una degradación de los mismos y generar un mapa como elde la figura siguiente:
La opción Fill, permite previa activación en la pestaña general, crear un relleno, ya sea sólido o degradado del área del mapa basado en los valores del mismo.
Finalmente si se desea colocar las etiquetas a los contornos, se seleccionan las curvas a la cuales se le desea colocar la etiqueta.
Mapa tipo Raster Degradado a partir de un Grid: esta herramienta permite, a partir de un grid previamente interpolado, generar un mapa de variaciones continuas de colores, o equivalente a los archivos de imágenes de otros sistemas de información geográfico.
Por defercto este mapa se mostrara en escala de grises, pudiendo, mediante las propiedades modificarse la escala de colores usada, ya sea una personalziadad o algunas de las librerías preexistentes, de la misma forma en que se realizo para los contornos.
Mapa de sombras: esta herramienta nos permite generar un mapa de sombras, el cual toma como topografía el archivo tipo grid previamente interpolado, en este mapa podremos varias tanto el ángulo de incidencia el sol como su azimut.
Mapas de Vectores: a partir de un archivo previamente interpolador, se pueden generar vectores, que nos indican la dirección en la cual se encuentra la máxima pendiente de la variable analizada, esta representación puede realizarse usando el mismo símbolo para todos los vectores, o variando tanto el color como el modulo de los vectores según la magnitud representada.
Visualización tridimensional: el surfer, permite realziar visualizaciones 3D de dos formas, la primera mediante una malla(Wireframe) , y la segunda mostrando toda la superficie.
Insertar archivos externos o mapas base: esta opción permite agregar al dibujo archivos del tipo imagen, como jpg, png, gif o tiff y georreferenciarlos siempre que se conozcan las coordenadas correspondientes a las esquinas del la imagen; asi como también, se pueden agregar archivos vectoriales de otras plataformas previamente georreferenciados.
Insertar mapas de Puntos.
Los mapas e puntos (post map) o mapas de puntos clasificados (classed post map), permiten ubicar en un plano, un grupo de puntos, los cuales deben estar ubicados previamente en un archivote base de datos, con sus coordenadas bien definidas.
Para generar mapas de puntos, ya sean sencillos o clasificados se precede de la siguiente manera:
- New post map o New classed post map
. - se selecciona el archive y la hoja en donde se encuentren los datos a ubicar.
- se consultan las propiedades, para escoger las columnas correspondientes a los valores x,y e z(cuando aplique en el caso de los mapas clasificados).
Mapa de Puntos.
En el caso de usar la opción mapa de puntos clasificados es recomendable, luego de escoger la columna donde se encuentran los valores z, abrir la pestaña clases para definir las mismas y los símbolos deseados.
Mapa de Puntos clasificados.
Agregar archivos externos como Mapa Báse:
En Surfer 9.0 nos permite agregar archivos vectoriales de una gran gama de platafomar, com archivos CAD, o archivos provenientes de otros sistemas de información geográficos (ej SHP). Ingresar estos archivos tiene la ventaja que heredaran las coordenadas de sus plataformas originales. Por el contrario, los archivos raster solo conservaran sus coordenadas si se encuentran en formato geotiff, aunque si se conocen las coordenadas correspondientes a las esquinas del dibujo de puede realizar una georreferenciacion aproximada.
Mapa báse importado a surfer desde Autocad.
Superposición del mapa de puntos con un mapa báse.
Al insertar una imagen raster, y consultar sus propiedades podremos georreferenciarla siempre que podamos conocer y cambiar las coordenadas de las esquinas opuestas, ver figura en el apartado Spatial Extents.
Nota: el Surfer no es un programa que permita realizar georreferenciaciones de buena, calidad, en caso de necesitar un archivo raster georeferenciado es recomendable importarlos ya procesado.
Cálculos Superficiales: el modulo ¨calculus¨ ubicadoen el menu Grid permite ralziar opresiones de calculo integral y diferencial a un archivo grid de una manera bastante sencilla. Usando este modulo podemos entre otras operaciones:
- Calculo de Pendiente.
- Orientación de laderas
- Primera y segunda derivada.
- Análisis de Fourier
.
Ejemplo de una superficie, la visualización 3d del operador gausiano y el mapa de pendientes en grados.
Operaciones algebraicas
Muchos métodos de análisis espacial incluyen el algebra de mapas, tal es el caso de mapas de vulnerabilidad de suelos, de contaminación de aguas, erodabilidad, reservas de hidrocarburos, entre otros. Este tipo de operaciones se pueden realizar en el surfer siempre y cuando las formulas puedan ser separadas en pares de factores.
El procedimiento general se describe a continuación:
- Menu Grid à Math
- Open grid à selecciona el primer grid.
- En el apartado grid B à selecciona el segundo Grid.
- Se selecciona el Archivo de salida.
- Se escribe la expresión algebraica que incluya una sintaxis correcta entre los dos grid.
Operaciones de Blanqueo de zonas en Surfer.
En los casos en donde parte de la información generada no sea de nuestro interés, en los casos en donde deseemos eliminar las áreas producidas producto de la extrapolación, o simplemente si deseamos solo hacer énfasis en un área determinada es recomendable proceder con el proceso de ¨blanqueo¨.
- Para ello debemos hacer uso de la herramienta Menu Map à Digitize: Se dibuja punto a punto una poligonal que contenga el área que se desea borrar o aislar según sea el caso.
- Los puntos ingresados de manera manual aparecen en una tabla del lado izquierdo, seguidamente desde el menú file(en la ventana de digitalización), se guarda el archivo con extensión *.BNL.
- el archivo con extensión BNL lo abrimos mediante una hoja de cálculo, o directamente desde el Menu File àOpen.
- por defecto la celda B1 tiene un valor de 1, lo cual indica que se borrara el área interna de la poligonal, si deseamos borrar el área externa cambiamos este valor por la cifra 0.
à
- Finalmente luego de hacer los cambios necesarios y guardar el archivo procedemos a usar la herramienta Blank, que se encuentra en el menu Grid.
- En primer lugar se selecciona el grid a blanquear.
- luego el archivo de tipo BNL con el que blanqueremos.
- Finalmente le damos nombre al archivo de salida.
Perfiles o cortes en Surfer
La creación de perfiles o secciones longitudinales se puede realizar en surfer de una forma muy similar a la forma en que se realizan los blanqueos. En base a un mapa de planta (contornos, imagen, etc) del área en la cual deseamos realizar un perfil o sección digitalizamos los puntos extremos del área en la que deseamos realizar el perfil, (menú Map àDigitize), guardamos este archivo en formato bnl.
El paso siguiente consiste en usar la herramienta Slice en el menu Grid, seleccionando en open grid el grid base, en open slice file, el archivo guardado en formato BNL, y finalizando con el nombre de archivo de salida.
Abrimos el archivo generado, medienta el uso de una hoja de Excel, de los datos mostrados solo conservaremos las columnas A y C.
Seguidamente agregaremos una fila y en la celda A1 clocaremos el numero de puntos, en este caso el numero de filas antes de agregar la nueva.
Guardamos este archivo modificado, y haciendo uso de la opcion agregar mapa base se observa el perfil generado.
Nota: se deben cambiar las escalas para una mejor visualización ( properties).
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