Golden Software Surfer V21.1.158发布啦---最古老的科学数据处理软件

1 引言

Golden Software的软件是最古老的科学数学处理软件, 在微软还没有EXECL绘图的年代, Golden Software就开发出二维的科学绘图软件Grapher(1983年), 一些高校包括中国科学院研究生院甚至为学生开设了Grapher课程, 来普及Grapher的使用. 不过, Grapher仅用于二维数据处理绘制图形以及拟合一些关系式进行学术研究之, 在工业设计中没有发挥出太大作用. 后来Golden Software推出了三维数据处理软件Surfer, 至今, 最新版本(2021年5月) Golden Software Surfer V21.1.158发布啦(282M). 这个笔记顺带简要回顾了过去使用Surfer的一段工业经历. 

2 过去的Surfer

在土木工程的前期准备过程中, 需要计算场地的开挖和回填量. 传统的计算方法是根据地形图在AutoCAD中取典型剖面, 然后粗略地计算剖面之间土的体积. 对于地形不太复杂的场地来说, 这个计算过程不是很复杂, 但对于地形起伏较大的场地来说, 需要切割许多剖面, 计算量非常大, 而且很显然计算结果不准确. 

对于一些工业场地设计的项目, 我们需要满足两个条件: 第一个条件是设计坡度要求, 通常在2%到4%; 第二个条件是留出构筑Berm(一种小型的坝基Embankment, 用于围堰)的土量. 因此这是一个土方开挖和回填的优化问题. 那时, AutoDesk的Civil3D刚刚推出, 价格太贵, 而且学习曲线(Learning Curve)太大, 因此我想到使用Surfer来解决这个问题.

第一步需要准备地形的三维数据. 不得不说在早期这是一个非常耗时的过程. 对于有电子图形的项目来说可以在AutoCAD中直接取出地形坐标, 相对容易一些, 而对于一些只有纸质版的地形图来说, 首先需要使用数字化软件提取点的坐标, 然后进行坐标转换转化为真实坐标. 第二步在Surfer中建立三维地形图, 然后与场地设计平面进行叠加, 计算开挖和回填体积. 几乎在所有情况下, 计算都不会一次完成, 需要进行多次循环操作, 以取得最优的设计方案.

3 现在的Surfer

现在Surfer的数据处理功能已经变得非常强大, 其中最显著的一个特性是点云功能 (LiDAR Point Clouds). LiDAR是一种越来越流行的数据收集方法，用于许多领域，包括考古学、测量学、地理信息系统等。使用Surfer广泛的LiDAR处理和可视化功能，以利用LiDAR所提供的所有优势。LiDAR.txt数据集汇集了LiDAR在岩土工程中的应用.