آشنایی اولیه با نرم افزار Surfer

معرفی سیستم نرم افزار Surfer

نرم افزار Surfer یک نرم افزار قدرتمند بر پایه نقشه های Grid  است که داده های نامنظم با فواصل XYZ را به داده های منظم شبکه ای با فواصل دلخواه تبدیل می کند. فایل های Grid همچنین می تواند برای سازمان زمین شناسی ایالات متحده آمریکا مهم باشد. از فایل های Grid برای ایجاد نقشه های مختلفی مانند نقشه های هم ارزش، نقشه های جهت تغییرات(برداری)، نقشه های تصویری، نقشه های سایه و روشن (به صورت استمپاژ)، نقشه های سه بعدی سطحی و نقشه های سه بعدی توری می توان استفاده نمود.  نقشه ها قابلیت تغییر و ویرایش در محیط نرم افزار surfer را دارد. نرم افزار اجازه ساخت و تهیه نقشه ها در بهترین حالت از اطلاعات شما را خواهد داد.

تاریخچه Surfer در شرکت Golden Software

شرکت Golden Software در Golden Clorado قرار گرفته است و در ماه مارس سال 1983 تاسیس گردید. این شرکت ایده کسانی چون Dan Smith  و Patrick Madison  بود. آقای اسمیت فارغ التحصیل دپارتمان معدن کلرادو و آقای مدیسون استاد علوم برنامه ریزی کامپیوتر بود. در آن زمان کامپیوترهای شخصی (PC) بسیار جدید و نرم افزارهای آن ها بسیار محدود بود. سیستم نقشه کشی نیازمند کامپیوترهای پردازنده بزرگ و قلم های رسام بود. در نتیجه Dan و Patrick زبانی را برای سیستم های چاپگر سیستم های اپراتور PC توسعه دادن که تنها نیازمند یک چاپگر ماتریسی نقطه ای بود. پروژه آن ها یک تحول چشمگیر در سطح رزولوشن موجود سیستم های نقشه کشی کامپیوتری ایجاد نمود. بیشتر برنامه های گرافیکی در آن زمان بر مبنای چاپ خروجی از روبرداری تصویری از صفحه نمایش ها بود، که این محدودیت رزولوشن 24 DPI را به دنبال داشت. از طرف دیگر این پروژه رزولوشن کاملی برای چاپگرهای نصب شده تا رزولوشن   DPI200  ایجاد نمود (که رکورد خوبی در زمان خودش بود). از نظر بهبود تکنولوژی سخت افزاری و نرم افزاری، Golden Software رشد  و توسعه پیدا نمود و به عنوان پیشتاز نرم افزارهای گرافیکی علمی باقی ماند. در سال 1985 surfer اولین برنامه کمپانی Golden Software برای ایجاد تکنولوزی برتر و پیشرفته ارائه گردید. نرم افزار grapher از همین کمپانی در سال 1986 ارائه شد که برای کاربران توانایی تهیه و ترسیم گراف و نمودار نسبت به روشهای دستی سابق را فراهم می نمود. نرم افزر Map Viewer در سال 1990، نرم افزار Didger در سال 1996، نرم افزار starter  در سال 2004  و نرم افزار Voxler در سال 2006 از این کمپانی به بازار ارائه گردید. امروزه رشد  و توسعه Golden Software به حدی بوده است که به عنوان سرآمد نرم افزارهای گرافیکی علمی در جهان شناخته می شود. کاربران این سری نرم افزاری شامل محققین،  در زمینه های معدن، مهندسی، پزشکی، جغرافیا، زمین شناسی و… است. این نرم افزار دارای هزاران کاربرد مختلف در زمینه های علمی و مهندسی می باشد. بیش از 250 هزار لایسنس نرم افزاری Golden Software در بیش از 185 کشور در تمام دنیا مورد استفاده قرار می گیرد.

چه کسانی کاربر surfer خواهند بود؟

بسیاری در رشته های مختلف، از surfer استفاده می کنند. از سال 1984 بیش از یکصد هزار دانشمند و مهندس در سراسر جهان بر روی عملکرد این نرم افزار تحقیق نموده اند. ویژگی برجسته این نرم افزار در ایجاد منحنی های هم ارزش و فایل های شبکه، نرم افزار را به یک گزینه مناسب برای کار با اطلاعات مکانی xyz تبدیل نموده است. کاربران surfer عبارتند از هیدرولوژیست ها، مهندسین، زمین شناسان، باستان شناسان، اقیانوس-شناسان، زیست شناسان، ژئوفیزیک دانان، محققان پزشکی، اقلیم شناسان، مربیان، دانشجویان و هر کسی که قصد ترسیم اطلاعات XYZ  با وضوح قابل توجه و با دقت را داشته باشد نرم افزار قدرتمند surfer بسیار سودمند خواهد بود. انواع نقشه هایی که نرم افزار Surfer قادر به تهیه و ترسیم آنها است در ادامه معرفی می شوند:

نقشه های Base Map

نقشه های Base Map برای نمایش مرز نواحی بر روی نقشه ها مورد استفاده قرار می گیرند. با استفاده از این بخش لایه های برداری نقطه ای، خطی و پلیگونی در نرم افزار Surfer قابل نمایش هستند. لایه های دیگری همچون نوشته ها، تصاویر و یا متافایل ها نیز از این بخش قابل نمایش می باشند. نقشه های Base Map قابلیت همپوشانی یا Overlay شدن با سایر انواع نقشه ها را دارند تا عوارض نقشه همچون جاده ها، ساختمان ها و آبراهه ها، شهرها و مناطق و … را تکمیل نمایند. نقشه های Base Map از فایل های برداری، تصاویر و فایل های داده را دارند. هر یک از اجزای نقشه های Base Map قابلیت ویرایش، جا به جایی، تغییر شکل و یا حذف شدن را دارند. سیمبولوژی را می توان برای نقشه های Base Map ایجاد نمود تا عوارض و اطلاعات موجود در نقشه به صورت آماری و با استفاده از سیمبل های رنگی و هاشور و گرافیکی نمایش داده شوند. لایه های Base Map خالی برای ترسیم اشیا بر روی سایر نقشه ها نیز کاربرد دارد. نقشه های Base Map برداری و رستری از طریق سامانه آنلاین WMS، OSM یا سرویس نقشه کشی WFS قابل دانلود می باشند.

نقشه های منحنی میزان (Contour Map)

نقشه های منحنی میزان ، نمایش دو بعدی از داده های سه بعدی هستند. خطوط هم تراز، تعریف کننده خطی هستند که مقدار ارتفاعی در امتداد آن خط در تمام نقشه برابر می باشد. شکل سطح زمین با استفاده از خطوط منحنی میزان نمایش داده می شود. نقشه های Contour Map قادر به نمایش سطح زمین با استفاده از خطوط منحنی میزان و رنگ و یا الگوهایی است که بین خطوط ایجاد می شوند. خطوط منحنی تراز به طور خطی و یا لگاریتمیکی تعیین می شوند و یا آنکه به صورت دستی می توان فواصل بین خطوط را تنظیم و تعیین نمود.

نقشه های Post Map

نقشه های Post Map و Classed Post Map نمایش دهنده موقعیت عوارض نقطه ای بر روی نقشه ها هستند. در این بخش قادر به شخصی سازی سمبل و نوشتة عوارض مربوط به هر نقطه هستید. هر موقعیت مکانی می تواند چندین برچسب یا Label داشته باشد. نقشه های Post Map طبقه بندی شده یا Classed Post Map شما را قادر به دسته بندی و طبقه بندی عوارض در گروههایی می سازد که امکان تعیین سمبل یکسان برای هر کلاس یا گروه را فراهم می آورد. این کلاس ها قابلیت ذخیره سازی و استفاده مجدد در آینده را نیز دارند.  

نقشه های سه بعدی سطوح (3D Surface Map)

نقشه های سه بعدی سطوح، نمایش سه بعدی و رنگی از فایل های شبکه ای یا Grid Files هستند. رنگها، روشنایی و نورپردازی، همپوشانی نیز بر روی سطح این مدلها قابل تنظیم و تعریف می باشد. چندین نقشه سه بعدی را می توان با یکدیگر همپوشانی داد تا مدل های بلوک دیاگرام تهیه نمود.

نقشه های سه بعدی تور سیمی (3D Wireframe Map)

نقشه های سه بعدی تور سیمی، نمایشی سه بعدی از فایل های شبکه ای هستند. تور سیمی در این نقشه ها با استفاده از اتصال مقدار ارتفاعی به صورتی خطی در فواصل ثابت طولی و عرضی، تهیه و ترسیم می شوند.

نقشه های رلیف رنگی (Colo Relief Map)

نقشه های Color Relief Map تصاویر رستری هستند که از فایل های شبکه استخراج می شوند. نقشه های Color Relief Map قابلیت پذیرش رنگ بر اساس مدار ارتفاع را نیز دارند. مناطق بدون داده یا No Data بر روی این نقشه ها با رنگ مجزایی قابل نمایش هستند. در این نوع نقشه ها، اینترپولاسیون بر روی پیکسل ها برای نرم تر شدن نتایج، امکان پذیر است. عملیات سایه-روشن یا Hillshading و یا سایه زنی انعکاسی یا Reflectance Shading بر روی نقشه های رلیف رنگی نیز قابل اعمال هستند تا اینکه عمق و ظاهر نمایشی و گرافیکی این نقشه ها بهبود یابد.

نقشه مقدار عددی گره های شبکه رستری (Grid Values Map)

نقشه های Grid Values Map سمبل ها و برچسب ها را بر روی گره های شبکه رستری در تمام بخش های نقشه نمایش می دهد. تراکم این برچسب ها در جهت طول و عرض به طور مستقل کنترل می شود. رنگ سمبل ها می تواند در طول نقشه مختلف و متفاوت باشد و این برچسب ها و سمبل ها می توانند تنها در دامنه عددی خاصی نمایش داده شوند. خطوط شبکه نیز قابلیت اضافه شدن به این نقشه ها را دارند.

نقشه های هیدرولوژی (Watershed Map)

نقشه های هیدرولوژی، جهت حرکت جریان آب و پهنه هایی که به سمت خاصی زهکشی می شوند را بر اساس یک فایل شبکه محاسبه و نمایش می دهند. رنگ های مختلفی را می توان به حوضه های هیدرولوژیکی اختصاص داد و خطوط آبراهه ای نیز قابلیت ویرایش دارند. علاوه بر این، حفره ها یا Sink از طریق عملیات Filling the Depression قابل تصحیح هستند.  

نقشه های جهتی (Vector Map)

نقشه های جهتی تک شبکه ای و دو شبکه ای، جهت و شدت یا مقدار داده ها را با استفاده از بردارها و یا فلش های منحصر به فرد نمایش می دهد. در هر گره شبکه بر روی نقشه، هر فلش جهتی به سمت پائین دست اشاره می کند که بر اساس بیشترین گرادیان تغییرات تعیین می شود و طول هر فلش جهتی به نسبت میزان شیب در آن جهت تعیین می گردد. نقشه های جهتی یا برداری با استفاده از اطلاعات یک فایل شبکه (1-grid) و یا دو فایل شبکه (2-grid) مختلف ترسیم می گردند.  

نقشه های ابر نقطه ای (Point Cloud Map)

نقشه های ابر نقطه ای داده های LAS/LAZ را به صورت نقاطی در موقعیت مکانی XY نمایش می دهد. داده های LAS/LAZ را می توان به هنگام ایجاد نقشه های ابر نقطه ای از ترکیب چندین فایل به دست آورد و سپس آنها را فیلتر نمود. بر اساس ارتفاع نقاط، شدت و اعداد و یا طبقه بندی آنها می توان به آنها رنگ اختصاص داد. از این لایه ابر نقطه ای، فایل شبکه نیز می توان به دست آورد. لایه های ابر نقطه ای در بخش نمایش سه بعدی (3D View) به صورت نقاط سه بعدی نمایش داده می شوند.

لایه های میدان دید (Viewshed Layer)

لایه های میدان دید یا Viewshed مناطقی از نقشه را که به نسبت نقطه دیدبانی یا دکل انتشار موج، قابل دید باشد را مشخص می نماید. در این بخش موقعیت فرستنده، گیرنده و ارتفاع موانع بالای سطح زمین قابل تنظیم هستند. در آنالیز میدان دید، شعاع دید و زاویه دید نیز قابل تنظیم می باشد. لایه های میدان دید را می توان به هر نقشه دو بعدی شبکه ای اضافه نمود. لایه های میدان دید نیز قابلیت اضافه شدن به مدل های سه بعدی که دارای کج شدگی و یا تیلت در نمایش نباشند و در محیط نمایشی اورتوگرافیک را دارند.