INTRODUÇÃO AO SURFER 9 DE MANEIRA PRÁTICA

1. Introdução ao Surfer 9

2. Tópicos abordados
• Apresentação do Surfer: Tela inicial
• Tela Worksheet
• Importação de Dados
• Análise Estatística
• Mapa de Pontos
• Mapa de Classes
• Semivariograma
– Isotrópico
– Anisotrópico
– Modelos
• Krigagem Ordinária
• Construção dos Mapas
• Interpoladores Não Geoestatísticos
• Retirada de Tendência
• Tipos de Mapas
• Recorte de áreas
• Sobreposição de Mapas
• Cálculo de áreas
• Conversão de arquivos

3. Apresentação - Tela inicial
BarradeFerramentas
Barras de Menu
Gerenciadordeobjetos
Planilha
Janela
Guia Barra de
Ferramentas

4. Tela Worksheet
A tela Worksheet pode ser visualizada a partir da opção Menu
New/Worksheet, ou pelo ícone localizado na Barra de Ferramentas.

5. Importação dos Dados
As opções File/Open permite visualização dos dados. Selecione o arquivo
“Arq_4.dat”, caso os dados tenham sido digitados na planilha do
programa Surfer. File/Import, importa dados de arquivos com extensão
.txt, .xls, dentre outros.

6. Análise Estatística
Para obtenção das estatísticas básicas dos dados, selecione as colunas
que contenham as variáveis de interesse e use a opção Data/Statistics.
Após a abertura da caixa Statistics marque as estatísticas desejadas,o tipo
dos dados (amostra ou população), se há títulos na primeira linha, e a
forma da apresentação dos resultados (caixa de diálogo ou na própria
planilha)

7. Análise Estatística
Apresentação dos resultados da análise estatística será feita de uma das
duas formas possíveis.

8. Mapa de Pontos
Para gerar mapas dos pontos (localização das amostras), na tela Plot
utiliza-se o seguinte caminho File/New Plot. Ainda na barra de menus
Map/New/Post Map ou no ícone localizado na Barra de ferramentas.
Selecione o arquivo de dados “Arq_4.xls”.

9. Mapa de Pontos
Após a seleção do arquivo, o programa gera um mapa onde as duas
primeiras colunas de dados são utilizados como coordenadas X e Y
respectivamente. Clique com o botão direito sobre o mapa, Properties e na
caixa de dialogo, na opção Worksheet Columns, especifique corretamente
as colunas com as coordenadas X e Y.

10. Mapa de Pontos
Confeccionado o mapa dos pontos, clique com o botão direito sobre um
dos eixos do mapa, selecione Properties. Essa caixa de diálogo permite a
formatação dos eixos do mapa.

11. Mapa de Pontos

12. Mapa de Classes
Nesse tipo de mapa é associado a cada par de coordenadas X, Y um valor
de variável Z em estudo. Para acessá-lo utiliza-se o ícone ou
Map/New/Classed Post map.

13. Mapa de Classes
Semelhante ao mapa de pontos, deve-se especificar corretamente as
colunas com as coordenadas X, Y e variável Z (neste exemplo Y1).

14. Mapa de Classes
Na aba Classes o usuário pode modificar o número de classes e formatar
os símbolos empregados em cada classe.
Ao aluno cabe explorar as demais opções da janela.

15. Mapa de Classes

16. Semivariograma
Para a construção do semivariograma experimental selecione Menu
Grid/Variogram/New Variogram e escolha o arquivo “Arq_4.xls”.

17. Semivariograma
Na aba Data devem ser especificadas as coordenadas X, Y e a variável Z.
Na aba General no campo Max Lag Distance, devemos informar o valor
máximo para o qual o semivariograma será definido, se há tendência nos
dados e se deve ser gerado um relatório de procedimento.

18. Semivariograma Isotrópico
Após a construção do semivariograma, o software ajusta automaticamente
um modelo linear aos dados. Há necessidade de se ajustar um outro
modelo ao variograma experimental.
(1) Clique com o botão direito sobre o gráfico e selecione Properties. Na
aba Plot marque Pairs, para visualizar o número de pontos usados na
estimativa de cada valor de variância.

19. Semivariograma Isotrópico
Como mostra a figura, o valor da semivariância referente ao primeiro “lag”
foi calculado utilizando apenas 22 pares de pontos, sendo ideal mais que
50 pares de pontos. Para isso deve-se modificar o número de Lags.
(2) Clique com o botão direito sobre o gráfico e selecione Properties.
Dentro da janela Variogram Properties, na aba Experimental, diminua o
número de “lags”, 18 por exemplo.

20. Semivariograma Isotrópico
A redução do número de ‘lags” proporciona um aumento no tamanho do
lag, aumentando o número de pares de pontos usados na estimativa da
semivariância.

21. Semivariograma Isotrópico
O ajuste de um modelo ao semivariograma experimental será realizado na
aba Model.
(3) Remova o modelo Linear (default do Software).
(4) Adicione um modelo que mais se ajusta aos dados, no exemplo, o
modelo exponencial.

22. Semivariograma Isotrópico
(5) Marque Nugget Effect no espaço Variogram Components e atribua o
valor da Variância do Erro (C0), o ponto em que o modelo intercepta o
eixo Y, no exemplo C0 = 2,5.
O Surfer fornece dois
parâmetros para o cálculo do
C0:
Error Variance: Erros devido a
amostragem e análises. Pode
ser calculada através da
variância das diferenças entre
as amostras duplicadas.
Micro Variance: Erros devido
a variabilidade em distâncias
menores do que a utilizada.

23. Semivariograma Isotrópico
(6) Selecione Exponential especifique o valor da escala (C1), 6,5 no
exemplo, assim teremos o patamar (C0+C1). No campo Lenght (A), o a’,
atribuímos o valor do alcance 140.
Para o modelo exponencial, o alcance efetivo é definido como a = 3 a’

24. Semivariograma Isotrópico

25. Semivariograma Anisotrópico
Se o semivariograma experimental apresentar estruturas de variabilidade
distintas em diferentes direções deve-se utilizar o semivariograma
anisotrópico para a descrição do fenômeno. Existem dois tipos de
anisotropia:
• Geométrica: apresenta diferentes alcances para diferentes direções,
mas mantêm o mesmo modelo e patamar.
• Zonal: neste caso o patamar varia em diferentes direções mantendo
as demais características constantes.
Para a construção do semivariograma anisotrópico deve-se seguir os
seguintes passos.
(1) Construa o semivariograma normalmente (Grid/Variogram/New
Variogram). Neste exemplo será usado o arquivo “Arq_4”, variável Y1.

26. Semivariograma Anisotrópico
(2) Para verificar a presença de anisotropia, clique sobre o mapa com o
botão direito do mouse e selecione Properties. Na guia Experimental
define-se as direções em que a anisotropia será avaliada.
Direction: Direção avaliada.
Tolerance: ângulo de aber-
tura para a busca de pares
de pontos considerados per-
tencentes aquela direção.
Step Amount: Incremento de
direção que será utilizado ao
clicar em Step CCW.

27. Semivariograma Anisotrópico
(3) Visualize rapidamente o ajuste para todas as direções utilizando Step
CCW.
Os ângulos de 45º e 135º apresentam estrutura semelhante, entretanto os
angulos de 0º e 90º apresentam variação em relação ao seu alcance, assim
deve-se utilizar o ajuste anisotrópico baseado nestas direções.

28. Semivariograma Anisotrópico
(4) Ajuste o modelo para o ângulo de 0º.

29. Semivariograma Anisotrópico
(5) Na guia Experimental, modifique a direção para o ângulo de 90º. Em
Model deve-se ajustar o semivariograma para este ângulo, utilizando a
ferramenta Anisotropy Ratio. Assim será gerado um modelo anisotrópico.

30. Modelos
O Surfer fornece diversos modelos que podem ser utilizados no ajuste.

31. Krigagem Ordinária
A “krigagem” é um processo de interpolação usado para fornecer uma
melhor estimativa de um atributo em locais não amostrados. Para a
realização da Krigagem devemos selecionar no Menu Grid/Data e escolher
o arquivo “Arq_4.xls”. Este procedimento irá gerar um arquivo do tipo .grd
que será utilizado pelo software para gerar os mapas.

32. Krigagem Ordinária
Na caixa de diálogo subsequente especificamos as colunas das
coordenadas X, Y e da variável Z para a qual semivariograma foi ajustado,
o método de interpolação (krigagem) e a pasta onde será criado o arquivo
Y1.grd. A opção Advanced Options permite a seleção dos parâmetros do
variograma ajustado pelo botão Get Variogram.

33. Krigagem Ordinária
Para a validação dos modelos ajustados, utiliza-se a Validação Cruzada.
Após a seleção do semivariograma ajustado (Get Variogram) selecione a
opção Cross Validate. Será gerado um relatório com as estatísticas do
procedimento.

34. Krigagem Ordinária
O próximo passo é criar os mapas.
Observe o local e o nome do
arquivo que será criado. Clique OK.
O arquivo será criado, sendo
necessário abri-lo para a visuali-
zação do mapa, conforme mostrado
no próximo slide.

35. Construção dos Mapas
Para construir um mapa
de contorno, na barra de
menus Map/New/Contour
Map, ou no ícone na
Barra de Ferramentas.
Depois de criado você
pode mudar as proprie-
dades do mapa.
Com o botão direito
sobre o interior do mapa
selecione Properties. Na
aba General marque as
opções Fill Contours e
Smooth Contours, para
preencher e suavizar as
linhas, respectivamente.

36. Na aba Levels será
mostrado a escala e as
propriedades de linha e
de contorno do mapa.
Para alterar a escala do
mapa clique em Level,
onde será mostrado o
valor Mínimo e Máximo
da escala do mapa, o
Intervalo do contorno e
os Dados limites do grid
do arquivo.
Para diminuir o número
de classes, deve-se
aumentar o valor do
intervalo de classes.
Construção dos Mapas

37. Na aba Fill será apresentado uma caixa de diálogo que permite atribuir cores
aos valores da escala do mapa. Para a seleção de um gradiente de cores
clique em Foreground Colour. No nó esquerdo abaixo do espectro de cores,
escolha a cor na paleta de cores. O espectro de cores agora varia de branco
para o vermelho. Também pode-se escolher cores aleatórias para cada
intervalo de classes, para isto clique sobre o quadrante de escala desejado
(Aba Levels) e selecione a cor desejada.
Construção dos Mapas

38. Interpoladores Não Geoestatísticos
Além do método da Krigagem, o Surfer fornece alguns métodos de
interpolação que não levam em conta a estrutura espacial existente, por
isso são denominados de Interpoladores Não Geoestatísticos.
Inverso da Distância: utiliza a distância média ponderada para o cálculo.
Ele não extrapola valores além daqueles encontrados no arquivo de
dados, mas tende a desenhar círculos ou olhos-de-boi em torno de cada
ponto de dados.
Curvatura Mínima: tenta encaixar uma superfície a todos os valores de
dados usando uma abordagem iterativa. Uma desvantagem desse método
é a extrapolação de valores extremamente grandes ou pequenos.
Método de Shepard Modificado: combina o método de inverso distância
com um algoritmo de alisamento. Ele tende a acentuar o efeito de olhos-
de-boi do método do inverso distância. Ele pode extrapolar valores fora do
intervalo dos dados.

39. Vizinho natural: usa uma média ponderada das observações vizinhas. Este
método gera bons contornos a partir de conjuntos de dados denso. Ele
não gera dados em regiões sem observações e não extrapola valores
maiores que o intervalo dos dados.
Vizinho Mais Próximo: usa o ponto mais próximo para atribuir um valor a
um nó da rede. Este método não extrapolar valores além do intervalo dos
dados.
Regressão Polinomial: processa os dados de modo que as tendências
subjacentes em grande escala e padrões sejam mostrados. É usado para
análise de superfície de tendência. Este método pode extrapolar valores
fora do intervalo de Z.
Função de Base Radial: semelhante a krigagem (não leva em consideração
o semivariograma), mas produz resultados ligeiramente diferentes.
Interpoladores Não Geoestatísticos

40. Triangulação com Interpolação Linear: calcula um único conjunto de
triângulos a partir dos pontos de dados, e usa uma interpolação linear em
cada triângulo para o cálculo dos nós da rede. Tende a produzir contornos
angulares para pequenos conjuntos de dados. Não extrapola valores de Z
além do intervalo de dados.
Média Móvel: mais utilizado para grandes conjuntos de dados (mais de
1000 pontos de dados). Extrai as tendências em escalas intermediárias e
as grandes variações de conjuntos de dados.
Dados Métricos: usado para criar redes de informação sobre os dados.
Polinômio local: mais aplicável a conjuntos de dados que são localmente
suavisados (vizinhos extremamente semelhantes).
Interpoladores Não Geoestatísticos

41. Interpoladores Não Geoestatísticos
a) Inverso da Distância; b) Curvatura Mínima; c) Método de Shepard
Modificado; d) Vizinho Natural; e) Vizinho Mais Próximo
a b c d
e

42. Interpoladores Não Geoestatísticos
f) Regressão Polinomial; g) Função de Base Radial; h) Triangulação com
Interpolação Linear; i) Média Móvel; j) Dados Métricos; k) Polinômio Local.
f g h i j k

43. Retirada de Tendência
Embora para a maioria dos dados não haja a necessidade de retirada de
tendência, esta deve-ser feita caso seja verificada sua presença. Para isto
deve-se informar a presença de tendência em dois momentos: construção do
semivariograma e construção dos mapas.
(1) Construção do semivariograma: Grid/Variogram/New Variogram – escolha o
arquivo Q_laranja.xls. Na aba Data escolha os parâmetros (X,Y,Z) – variável R1.
Na aba General selecione a opção de ajuste da superfície de tendência, neste
caso ajuste Linear.

44. Retirada de Tendência
(2) Em seguida faça o ajuste do semivariograma, conforme demonstrado
anteriormente.
a b
a) Semivariograma com tendência; b) semivariograma sem tendência

45. Retirada de Tendência
(3) O próximo passo é criar o mapa a partir do semivariograma ajustado.
Utilize o seguinte caminho: Grid/Data/Q_laranja.xls. Na caixa de diálogo
aberta, selecione os parâmetros X,Y,Z, o interpolador e o nome e local do
arquivo (.grd) que será gerado. Ainda nesta caixa selecione Advance
Options.
Nesta nova caixa, selecione o tipo de superfície de tendência (Linear) e
o semivariograma ajustados (Get Variogram).

46. Retirada de Tendência
(4) Abra o mapa gerado. Note que a escala do mapa é a mesma dos dados
originais, ou seja, o mapa já está pronto não havendo necessidade de
nenhuma correção devido a retirada da tendência.

47. Mapa de contorno
Tipo de Mapas
A Barra de ferramentas Mapa ou Menu Map, exibe as opções para a
criação de mapas a partir de arquivos .grd, gerados no Surfer ou em
outros programas. As ferramentas são: Contour Map, Image Map, Shaded
Relief Map, Grid Vector Map, Wireframe e 3D Surface. Seguem alguns
exemplos .
Mapa de relevo das sombrasMapa de imagem

48. Tipo de Mapas
Mapa de vetores Mapa de superficie 3DMapa de wireframe

49. Recorte de Áreas
Frequentemente utiliza-se dados
provindos de áreas não regulares.
Embora, a maioria dos inter-
poladores produza dados em locais
onde não há observações, estas
estimativa não são confiáveis e
devem ser retiradas do mapa final.
Para o recorte deve-se seguir o
seguinte procedimento:
(1) Construção de um mapa de
localização das amostras.
Map/Post Map/New Post Map ou
o ícone com posterior sele-
ção da planilha que contenha as
coordenadas das amostras
(X,Y). O arquivo utilizado será
prediction.xls.

50. Recorte de Áreas
(2) Com o mapa selecionado, utilize o
procedimento Map/Digitize. Com
o cursor demarca-se alguns
pontos contornando o mapa
(seguindo sempre a mesma
direção – sentido horário ou anti-
horário). Note que as coorde-
nadas de cada local são
armazenadas em uma janela
Digit.bln. Quando terminar salve o
arquivo da janela na extensão
.bln.

51. Recorte de Áreas
(3) Abra o arquivo salvo no bloco de notas. A primeira linha contem dois
números: o primeiro refere-se ao número de pontos criados durante o
contorno e o segundo se refere ao processo de recorte do surfer (o ou
1). O número 1 exclui o interior do polígono, se 0 o exterior do polígono
é excluido. Portanto troque o número 1 por 0. Como nosso objetivo é a
construção de um polígono. A primeira e a última coordenada devem ser
a mesmas, portanto copie a primeira coordenada e cole no final do
arquivo, e lembre-se de alterar o número de pontos (some 1). Salve o
arquivo.

52. Recorte de Áreas
(4) O próximo passo é criar o arquivo recortado a partir do arquivo já criado
normalmente. Para isto deve-se seguir o caminho: Grid/Blank/seleção
do arquivo gerado normalmente/seleção do arquivo Blank (.bln)/salve o
arquivo criado (arquivo de saída).

53. Recorte de Áreas
(5) Abra o arquivo de saída criado (ex. Cd_out.grd) no ícone .

54. Sobreposição de Mapas
A sobreposiçao de mapas é um processo simples. Na barra de menus
Grid/Data, escolha o arquivo.

55. Sobreposição de Mapas
Na opção Gridding Method, escolha o método de interpolação. O arquivo
será salvo na extensão .grd

56. Sobreposição de Mapas
Para gerar o mapa 3D, na barra de menus Map/3D Wireframe, escolha o
arquivo, gerado anteriormente.

57. Para a sobreposição será necessário um mapa de contorno da mesma área.
Sobreposição de Mapas

58. Na barra de menu Map/New/Contour Map
Sobreposição de Mapas

59. Formate o mapa, para melhor visualização.
Sobreposição de mapas

60. Sobreposição de mapas
Para a sobreposição clique sobre o ícone no Gerenciador de
Objetos segure e arraste ate acima do ícone .

61. Cálculo de Áreas
Diversos softwares realizam o cálculo de áreas mapeadas. O Surfer realiza
este procedimento em várias etapas, onde em cada uma delas deve-se
calcular valores de área acima e abaixo de determinado nível de corte. Após
o mapa ser criado (no exemplo utilizaremos o arquivo criado anteriormente
Cd_out.grd) basta seguir o seguinte caminho: Grid/Volume/Seleção do
arquivo desejado.

62. Cálculo de Áreas
Na caixa de diálogo Grid Volume determina-se o nível de corte da área
desejada. Utilize como nível de corte os valores de intervalo da legenda do
mapa. Neste caso utilizaremos 0.3; 0.9; 1.5; 2.1; 2.7; 3.3.
Será gerado um relatório onde os valores de áreas acima e abaixo do nível
escolhido serão apresentados, bem como a área total e a área ocultada
(Blank) do mapa.
Positive Planar Area: representa a área que apresenta valores acima do
nível de corte adotado.
Negative Planar Area: representa a área que apresenta valores abaixo do
nível de corte adotado.

63. Cálculo de Áreas
Escolhendo todos os níveis da escala, obtêm-se por diferença entre elas, a
área referente a cada intervalo de classe.
Escala Área
0.3-0.9 1.62
0.9-1.5 7.43
1.5-2.1 3.54
2.1-2.7 0.46
2.7-3.3 0.03
3.3- 0.00
Blank 8.87
Total 21.94
O valor da área dependerá das unidades das coordenadas utilizadas.
Utilizando coordenadas UTM a unidade resultante será m2.

64. Conversão de Arquivos
O Surfer propicia a conversão dos arquivos .grd para outras diversas
extensões. Além de objetivar a utilização de arquivos em diversos outros
programas, há uma conversão muito útil para análises estatísticas (DAT
XYZ). A extensão .grd produz um arquivo com linhas e colunas, já a
extensão .dat gerada a partir da conversão para DAT XYZ, produz arquivos
com as variáveis apenas em uma linha, facilitando quaisquer análises
estatísticas complementares (ex. correlação entre mapas)
.grd .dat

65. Créditos
Coordenador: Prof. Dr. Gener Tadeu Pereira
Diagramação:
Apoio: Equipe CSME
*texto com hiperlink, clique sobre o nome para acessar
Alan Rodrigo Panosso
Daniel De Bortoli Teixeira
Sísara Rocha Oliveira

66. OBRIGADO!
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16-3209.2601