地理信息技术软件在课堂教学中的运用——以用surfer制作紫金山的等高线

赵 越，孙 旭

（常州市第一中学，江苏 常州213003）

进行地形教学时，老师经常会感到虽然我们身边就有学生很熟悉的山，但却因为缺乏相应的等高线数据等资料而不得不舍近求远，选取生僻地区的地形图甚至是杜撰出来的地形图进行教学，从而大大降低了教学效果，无法结合学生的生活实际来进行教学。而进行3S技术的教学时又会有这样的遗憾，理论知识教了很多，学生却没有亲身实践地理信息技术的机会，永远只是纸上谈兵。

下面笔者将介绍一种利用googleearth、surfer、ExtractElev三种软件交互使用，生成任何一个地区平面等高线图和三维立体地图的方法，既实践了地理信息技术又能学习制作等高线地形图。

一、软件简介

googleearth可以提供GPS的三维坐标功能，将鼠标的光标置于googleearth中地球的任何一点即可在底部状态栏显示该点的纬度、经度和海拔（见图1），可以根据坐标来查询海拔高度。

图1

Surfer软件可以将搜集的一定区域的三维坐标值转化为等高线图（见图2），但是若要绘制出精度较高的等高线图，动辄需要成百上千个数据，而人工提取可以满足精确绘图的坐标值则是非常耗费时间和精力，而且误差较大。

图2

ExtractElev是一款googleearth的高程提取软件，通过输入的坐标值可以自动获取海拔高度。

二、以紫金山为例，绘制紫金山的平面等高线图和三维立体地图

图3

首先打开谷歌地球，利用视窗所示即选取的区域范围（见图3），进入googleearth工具—选项—3D视图—显示纬度/经度选取小数度数，记录视图中四个角经纬度：A(32.0416N118.7989E)、B(32.0416N118.8822E)、C(32.0889N118.7989E)、D(32.0889N118.8822E)。

打开ExtractElev软件中附带的Excel表格，输入要取值的经纬度坐标点：纬度范围32.0416N—32.0889N区间内利用Excel均匀地生成40个数据，经度范围118.7989E—118.8822E区间内利用Excel生成50个数据，然后将这些经纬坐标交叉组合即可对该区域进行覆盖式取点。

然后打开谷歌地球设置视图尺寸800×600，打开“Excel文件”，设置好采样参数之后，按“开始采集”（同时必须打开GoogleEarth），利用ExtractElev软件自动提取其中对应坐标的高程数据（见图4），生成txt文件数据再粘贴入Excel文档即可。

图4

打开surfer软件，调入Excel数据表，首先将其转化为grd文件，在地图选项中选择等值线图即可生成紫金山等高线图（见图5），选择表面图即可生成三维立体图（见图6）。

图5

图6

图7

还可将等高线图作为图层叠加入谷歌地球，效果如图7所示，整体误差不大，基本达到了目标。

三、课堂教学运用

1.3S技术实践操作

带领学生利用微机室来操作上述过程，可以很好地让学生认识RS、GPS、GIS三种技术以及三者之间的关联。谷歌地球的纯粹的卫星图片是RS所提供的，提取的三维坐标是GPS的功能，而利用surfer生成的三维地图是则是GIS的功能。通过对整个流程的实际操作（如下表），与GIS的流程相对照，便可让学生对GIS的认识应用更加深入。

2.地形图教学

Surfer生成地图的种类多种多样，尤其是可以比较方便地生成三维地形图，通过工具栏的3D轨迹球功能可以非常方便地从任何一个角度对该地形区进行地貌单元观察（包括地形剖面），从而非常直观地了解该地的地形。而通过上述技术的掌握可以比较方便地自主选择学生比较感兴趣的、比较熟悉的地形单元来制作三维地形图。例如南京的老师可以制作展示紫金山的三维地形图、西安的老师可以制作展示华山的三维地形图，北京的老师可以制作香山的三维地形图。

[1]马培仙,李百祥,陈卫东.利用Surfer绘图软件绘制平剖图及平剖图数字化[J].甘肃地质,2006(1).

[2]孙旭.巧用Surfer软件绘制三维立体地形图进行等高线辅助教学[J].地理教学,2011(16).