Übersicht	EDV-Methoden in den Geowissenschaften

Geometrische Modellierung mit Surfer am Beispiel der Moho Diese Seite erläutert die Bedienung des Programms Surfer (Golden Software), ein 'Contouring'- und '3D Surface Mapping'-Programm. Als Beispiel wird eine perspektivische Ansicht der Kruste-Mantelgrenze unter Deutschland erzeugt. Dazu wird ein Teil der Datensätze des Geo3View Moho-Modells verwendet (Lindenbeck & Ulmer 1995). Grundlage dieses Modells ist ein digitalisierter Tiefenlinienplan (Giese 1990). Öffnen Sie ihr Browserfenster auf halber Bildschirmbreite und das Programm Surfer ebenfalls auf halber Bildschirmbreite, dann können Sie beide Fenster nebeneinander im Blick behalten. Inhalt: 1. Datengrundlage 2. Das Moho-Modell in Surfer 3. Das Geo3View Moho-Modell 4. Literaturhinweise

 

1. Datengrundlage Zu Beginn die Datei "moho.zip" von Ilias laden, ins Homeverzeichnis kopieren und in einem Unterverzeichnis auspacken. In der folgenden Anleitung steht "H:" für das Homeverzeichnis und "edv-methoden" für das Unterverzeichnis. Die Datengrundlage dargestellt im UNIX-Programm Edig (Lindenbeck & Ulmer 1995). Karte digitalisiert und verändert nach Giese (1990). Sehen Sie sich den Inhalt der heruntergeladenen Dateien kurz in einem Editor an (aber bitte nicht speichern).

 

2. Das Moho-Modell in Surfer A: Einladen der Daten Menü: Grid -> Data -> Auswahl: H:\edv-methoden\moho.dat B: Grid Parameter (spacing etc.) Dialogfenster Grid Data: -> Einstellen der Auflösung des Rasters (Diskretisierung), Voreinstellung übernehmen -> Auswahl der Interpolationsmethode, Voreinstellung Kriging übernehmen -> Auswahl Name des Grid Files, Voreinstellung übernehmen (bitte kontrollieren: es muss ihr Homeverzeichnis angezeigt werden) Grid Report (einmal anschauen, dann ausschalten) C: Grid der Moho-Fläche aus den XYZ-Werten interpolieren Button: OK Gridding...., es erscheint ein Statusfenster, wenn das Grid erstellt ist und abhängig von der Voreinstellung ein weiteres Fenster mit dem Grid Report. D: Grid der Mohofläche als Drahtgitter darstellen: Menü: Map -> New -> 3D-Wireframe -> moho.grd selektieren Das Modell erscheint. Ändern Sie zunächst die Achsenbeschriftung: Mausklick auf zu ändernder Achse. Falls sich die Achse nicht gut selektieren lässt, gehen Sie über den Object Manager (View->Object Manager) und selektieren Sie die Achse dort. Setzen Sie die Schriftgröße (font size) für Beschriftung und Label auf 12, die Farbe für die Achsen und die Beschriftung soll auf "desert blue" eingestellt werden. Diese Einstellungen müssen dreimal, also für jede Achse getrennt vorgenommen werden. Ändern Sie auch das Scaling der Achsenbeschriftung: Registerkarte: Scaling (für die x-Achse) -> Major Interval = 150 -> First Major Tick = 150 -> Last Major Tick = 600 -> OK Registerkarte: Scaling (für die y-Achse) -> Major Interval = 150 -> First Major Tick = 150 -> Last Major Tick = 750 -> OK Registerkarte: Scaling (für die z-Achse) -> Major Interval = 5 -> First Major Tick = -40 -> Last Major Tick = -25 -> OK E: Überlagern der Städte auf das Drahtgitter-Modell Das Drahtgitter-Modell auswählen Menü: Map -> Add -> Post Layer -> H:\edv-methoden\towns.dat selektieren -> OK Fläche doppelklicken Post Properties: Default Symbol anklicken, Symbol Set: Default Symbol wählen, und daraus den gefüllten Kreis (Number 12) wählen -> Farbe Rot -> OK Registerkarte: Labels: Worksheet Column for Labels -> Column D (Kiel): -> wählen -> OK F: Grid als Konturlinienkarte darstellen Zeichenfläche aufräumen: Alles selektieren -> <Strg a> (oder Objekte anklicken) -> An einem Eckmarker ziehen und gleichmäßig verkleinern (Vorsicht: das Längen/Breitenverhältnis darf nicht verändert werden) Menü: Map -> New -> Contour Map -> moho.grd selektieren Änderungen der Darstellung der Fläche: Fläche doppelklicken Dialog: Map: Contours Properties -> Registerkarte General -> Filled contours und Color Scale selektieren. Registerkarte Levels -> Fill -> Foreground Color -> Load -> H:\edv-methoden\rainbow.clr -> Öffnen -> OK -> OK -> OK. Achsen- und Legenden-Beschriftungen ergänzen (min. 12 Pt). Die beiden Bilder (Konturlinienkarte und Drahtgittermodell mit Städten) auf der Seite anordnen (zur Gesamtansicht einer Druckseite: Menü: View -> Page). Beschriften: große Überschrift, kleinere Bildunterschriften, Achsen, Legende, eigener Name, Datum... Menü: File -> Save -> File Name: Nachname-1.srf -> OK. Ende der ersten Aufgabe.

 

G: Flüsse, Tiefenlinien und Fläche in perspektivischer Ansicht Menü: File -> New -> Plot -> OK Menü: Map -> New -> 3D-Wireframe -> moho.grd selektieren (Attribute der Achsen einstellen, wie in Abschnitt D beschrieben) Modell auswählen. Menü: Map -> Trackball -> Solange drehen bis in der Statuszeile (unten rechts): Rotation = 42 -> Tilt = 29 Menü: Map -> Add -> Base Layer -> H:\edv-methoden\river.dxf -> OK DXF Import Options: Color blau einstellen -> OK (Falls die Flüsse dann trotzdem nicht blau erscheinen: Im Object-Manager mit rechter Maustaste -> Properties der Base Map -> Line -> Color auf blau setzen.) Menü: Map -> New -> Contour Map: H:\edv-methoden\moho.grd OK -> Menü: Map -> Add -> Base Layer -> H:\edv-methoden\river.dxf -> OK DXF Import Options: Color blau einstellen -> OK Kombinierte Tiefenlinien/Flüsse selektieren Menü: Map -> Trackball -> Solange drehen bis in der Statuszeile: Rotation = 42 -> Tilt = 29 Alle auswählen: <Strg a> Menü: Map -> Stack Maps Vertikale Entfernung der 'stacked maps' durch Anklicken der oberen Fläche und verschieben mit Pfeiltasten bis die Ansicht gefällt. Zusätzliche Orientierung durch Städte auf dem Tiefenlinienplan: Städte als Overlay (siehe Punkt E) auf den Plan zeichnen. Falls die Städte nicht zu sehen sind: Menü: Arrange -> Order Overlay -> Move to Front (oder auf der Karte rechte Maustaste und dann Order Overlay) Wenn man den Überblick verloren hat und nicht mehr weiß, welche Karten etc. schon geladen wurden: Menü: View -> Object Manager: Es erscheint links ein Verzeichnisbaum mit allen benutzten Objekten. Man kann die Objekte durch Anklicken direkt auswählen und durch Anklicken der Kästchen ein- bzw. ausblenden. Bei gedrückter linker Maustaste lassen sich Objekte von einer Map in eine andere verschieben H: Speichern und kopieren der Aufgaben Überprüfen Sie mit Menü: View -> Page ob sie ihre Seite (DIN A4) übersichtlich gestaltet haben (Überschriften, Unterschriften, Legenden, Achsenbeschriftungen, Seitenaufteilung, Ihr Name, Datum...). Menü: File -> Save > File Name: Nachname-2.srf -> OK. Ende der zweiten Aufgabe. Zusatzaufgabe (optional): Wie gehen Sie vor, wenn Sie die Städte Hannover und Kiel nicht als Orientierungspunkte in ihren Abbildungen haben möchten? Zuletzt die Ergebnisdateien unter Ilias hochladen. Tipps Wenn man die Karten "falsch" skaliert hat, kann man unter Arrange->Transform das Kästchen "Identity (Clear Transforms)" auswählen, um zur Ausgangsgröße zurückzukehren (verschiebt die Karten aber auch in die Ausgangsposition). Um mehrere Karten auf die gleiche Größe zu skalieren, muss man dann alle gleichzeitig auswählen (Shift-Taste) und an einer Ecke ziehen. Dann wieder auf der Seite positionieren. Alternativ: Skalieren über direktes Einstellen der Einheiten: In die Fläche klicken, rechte Maustaste -> Transform -> XScale und YScale eingeben. Dann bleibt die Position erhalten, aber man muss jede Fläche einzeln auf die gleichen Werte einstellen. Bitte beachten: Wenn Sie ihre Karten nach Einstellen der Fontgrößen verkleinern, wird auch die Schrift verkleinert. Der angezeigte Font gilt immer nur für die Karten in Originalgröße. Zum Vergleich eine "Testschrift" in der gewünschten Größe mit dem Text-Tool erstellen und gegebenenfalls die Beschriftungen anpassen.

3. Das Geo3View Moho-Modell Das Moho-Modell im Programm Geo3View (Geol. Inst. Uni Freiburg): Oben: Geländeoberfläche im 'Z-Color'-Modus, Mohodarstellung Gouraud-schattiert mit überlagertem Netz. Unten: Die Mohodarstellung im 'Z-Color'-Modus. Geländeoberfläche als projiziertes 5-Minuten-Raster, Gouraud-schattiert. Zur Orientierung Städte als Säulen: 1 Kiel, 2 Rostock, 3 Hamburg, 4 Bremen, 5 Hannover, 6 Münster, 7 Köln, 8 Kassel, 9 Leipzig, 10 Frankfurt, 11 Nürnberg, 12 Stuttgart, 13 Freiburg, 14 Basel, 15 München, 16 Innsbruck. Datengrundlage zur Lage der Moho in Giese (1990).

4. Literaturhinweise und Tutorial Anonymous (1999): Surfer 7. User's Guide. Golden Software Inc., Colorado, 619 (im CIP-Raum Regal sind 2 Exemplare vorhanden). Giese, P. (1990): Crustal thickness in central Europe. In: Freeman, R., Giese, P. & Mueller, St. (eds.): The European Geotraverse: Integrative studies. Results from 5th Study Centre Rauischholzhausen (26 March - 7 April 1990), 115-119. Lindenbeck, Ch. & Ulmer, H. (1995): Entwicklung und Anwendung von Computerprogrammen zur Visualisierung geologischer Strukturen und Prozesse. Freiburger Geowissenschaftliche Beiträge 9, 280. Sehr gutes Online Tutorial (inklusive Beispieldaten) unter Surfer -> Help -> Tutorial.

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