matlab在氣象上的應(yīng)用

1、在大氣科學(xué)中的應(yīng)用在大氣科學(xué)中的應(yīng)用一、一、Matlab界面簡(jiǎn)介以及一些重要指令和注意事項(xiàng)界面簡(jiǎn)介以及一些重要指令和注意事項(xiàng)二、數(shù)據(jù)處理二、數(shù)據(jù)處理plot相關(guān)命令繪圖 contour(f)命令繪圖 不同投影方式繪圖 其他txt 數(shù)據(jù)Excel 數(shù)據(jù)(.xls)二進(jìn)制數(shù)據(jù)NetCDF、hdf和Grib格式數(shù)據(jù)其他主要內(nèi)容主要內(nèi)容三、圖形繪制三、圖形繪制n 當(dāng)當(dāng)MATLAB 程序啟動(dòng)時(shí)，一個(gè)叫做程序啟動(dòng)時(shí)，一個(gè)叫做MATLAB 桌面的窗口出現(xiàn)了。默桌面的窗口出現(xiàn)了。默認(rèn)的認(rèn)的MATLAB桌面結(jié)構(gòu)如圖桌面結(jié)構(gòu)如圖1.1 所示。在所示。在MATLAB 集成開發(fā)環(huán)境下，集成開發(fā)環(huán)境下，它集成了管理文件

2、、變量和應(yīng)用程序的許多編程工具。它集成了管理文件、變量和應(yīng)用程序的許多編程工具。n 在在MATLAB 桌面上可以得到和訪問(wèn)的窗口主要有：桌面上可以得到和訪問(wèn)的窗口主要有：n 命令窗口（命令窗口（The Command Window）n 命令歷史窗口（命令歷史窗口（The Command History Window）n 啟動(dòng)平臺(tái)（啟動(dòng)平臺(tái)（Launch Pad）n 編輯調(diào)試窗口（編輯調(diào)試窗口（The Edit/Debug Window）n 工作臺(tái)窗口和數(shù)組編輯器（工作臺(tái)窗口和數(shù)組編輯器（Workspace Browser and Array Editor）n 幫助空間窗口（幫助空間窗口（Hel

3、p Browser）n 當(dāng)前路徑窗口（當(dāng)前路徑窗口（Current Directory Browser）一、一、Matlab界面簡(jiǎn)介界面簡(jiǎn)介一些重要的命令n 在任何時(shí)侯你都可以用在任何時(shí)侯你都可以用clc 命令清空命令窗口命令清空命令窗口(The Command Windows)中的內(nèi)容中的內(nèi)容;n 可以用可以用clf清空當(dāng)前圖象窗口中的內(nèi)容。清空當(dāng)前圖象窗口中的內(nèi)容。n 在工作空間窗口（在工作空間窗口（The workspace browser）中變量可用）中變量可用clear命令命令清除。清除。n 正如我們看到的，工作空間窗口（正如我們看到的，工作空間窗口（The workspace br

4、owser）中的）中的變量在獨(dú)立的命令和變量在獨(dú)立的命令和M 文件間執(zhí)行時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)第一個(gè)問(wèn)題中的變文件間執(zhí)行時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)第一個(gè)問(wèn)題中的變量存留在工作區(qū)而影響到第二個(gè)問(wèn)題的解決。為了避免這種情況的發(fā)量存留在工作區(qū)而影響到第二個(gè)問(wèn)題的解決。為了避免這種情況的發(fā)生，在新的計(jì)算開始之前，應(yīng)當(dāng)有生，在新的計(jì)算開始之前，應(yīng)當(dāng)有clear 命令清空工作區(qū)。命令清空工作區(qū)。變量名的命名n MATLAB 的變量名的變量名必須以字母開頭必須以字母開頭，后面可以跟字母，數(shù)字和下劃，后面可以跟字母，數(shù)字和下劃線（線（_）.只有前只有前31個(gè)字符是有效的；個(gè)字符是有效的；n 如果超過(guò)了如果超過(guò)了31 個(gè)字符，基余

5、的字符將被忽略。如果聲明兩個(gè)變量，個(gè)字符，基余的字符將被忽略。如果聲明兩個(gè)變量，兩變量名只有第兩變量名只有第32 個(gè)字符不同，那么個(gè)字符不同，那么MATLAB 將它們當(dāng)作同一變量將它們當(dāng)作同一變量對(duì)待。對(duì)待。n 在在MATLAB 語(yǔ)言中是語(yǔ)言中是區(qū)分字母大小的區(qū)分字母大小的，也就是說(shuō)，大寫字母和小寫，也就是說(shuō)，大寫字母和小寫字母代表的東西是不同的。字母代表的東西是不同的。數(shù)組n 表表2.1 用于創(chuàng)始化變量的用于創(chuàng)始化變量的MATLAB 函數(shù)函數(shù)n 函數(shù)函數(shù) 作用作用n zeros(n) 創(chuàng)建一個(gè)創(chuàng)建一個(gè)nn 零矩陣零矩陣n zeros(n,m) 創(chuàng)建一個(gè)創(chuàng)建一個(gè)nm 零矩陣零矩陣n zeros

6、(size(arr) 創(chuàng)建一個(gè)與數(shù)組創(chuàng)建一個(gè)與數(shù)組arr 的零矩陣的零矩陣n ones(n) 創(chuàng)建一個(gè)創(chuàng)建一個(gè)nn 元素全為元素全為1 矩陣矩陣n ones(n,m) 創(chuàng)建一個(gè)創(chuàng)建一個(gè)nm 元素全為元素全為1 矩陣矩陣n eye(n) 創(chuàng)建一個(gè)創(chuàng)建一個(gè)nn 的單位矩陣的單位矩陣n eye(n,m) 創(chuàng)建一個(gè)創(chuàng)建一個(gè)nm 的單位矩陣的單位矩陣n length(arr) 返回一個(gè)向量的長(zhǎng)度或二維數(shù)組中返回一個(gè)向量的長(zhǎng)度或二維數(shù)組中 最長(zhǎng)的那一維的長(zhǎng)度最長(zhǎng)的那一維的長(zhǎng)度n size(arr) 返回指定數(shù)組的行數(shù)和列數(shù)返回指定數(shù)組的行數(shù)和列數(shù)數(shù)組的運(yùn)算MATLAB 數(shù)據(jù)導(dǎo)入與導(dǎo)出n 可以讀取的文件類型

7、：可以讀取的文件類型：n 文本文件、文本文件、word 文件、文件、xml 文件、文件、xls 文件、圖文件、圖像文件和音視頻文件等像文件和音視頻文件等有三種方式讀取數(shù)據(jù)有三種方式讀取數(shù)據(jù)1、直接導(dǎo)入（、直接導(dǎo)入（importdata）2、命令窗口、命令窗口3、file操作操作二、數(shù)據(jù)處理數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)處處理理txt 數(shù)據(jù)Excel 數(shù)據(jù)(.xls)二進(jìn)制數(shù)據(jù)7. 基本的讀寫NetCDF, Grib 和hdf格式數(shù)據(jù)1. 矩陣型數(shù)據(jù)的讀寫2. 帶變量名的矩陣型數(shù)據(jù)的讀寫3. 含有時(shí)間的矩陣型數(shù)據(jù)的讀寫4. 混合數(shù)字與字符串?dāng)?shù)據(jù)的讀寫5. 基本的讀寫6. 含有時(shí)間格式變量的excel數(shù)據(jù)讀寫其他8.

8、NetCDF格式數(shù)據(jù)9. Grib格式數(shù)據(jù)10. hdf格式數(shù)據(jù)12. 矩陣操作文件操作文件操作命令窗口命令窗口函 數(shù) 名 稱讀取文件的擴(kuò)展名數(shù) 據(jù) 格 式load.mat讀取讀取MATLAB下的下的MAT數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)aviread.avi讀取讀取AVI格式的音頻視頻數(shù)據(jù)格式的音頻視頻數(shù)據(jù)cdfread.cdf讀取讀取CDF格式的數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)hdf.hdf讀取讀取HDF格式的數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)imread.bmp .cur .gif .hdf .ico.jpg .pbm .pgm .png .pnm .ppm .pcx .tif .xwd .ras讀取各種格式的圖形數(shù)據(jù)讀取各種格

9、式的圖形數(shù)據(jù)wavread.wav讀取讀取 Windows 系統(tǒng)的聲音文件系統(tǒng)的聲音文件xlsread.xls讀取讀取 Excel 電子表格數(shù)據(jù)電子表格數(shù)據(jù)導(dǎo)入函數(shù)命令窗口命令窗口函 數(shù) 名 稱讀取文件的擴(kuò)展名數(shù) 據(jù) 格 式save.mat存寫存寫MATLAB下的下的MAT數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)avifile.avi存寫存寫AVI格式的音頻視頻數(shù)據(jù)格式的音頻視頻數(shù)據(jù)cdfwrite.cdf存寫存寫CDF格式的數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)hdf.hdf存寫存寫HDF格式的數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)imwrite.bmp .cur .gif .hdf .ico.jpg .pbm .pgm .png .pnm .ppm

10、 .pcx .tif .xwd .ras存寫各種格式的圖形數(shù)據(jù)存寫各種格式的圖形數(shù)據(jù)wavwrite.wav存寫存寫 Windows 系統(tǒng)的聲音文件系統(tǒng)的聲音文件xlswrite.xls存寫存寫 Excel 電子表格數(shù)據(jù)電子表格數(shù)據(jù)導(dǎo)出函數(shù)命令窗口命令窗口文本文件(txt)的讀寫函 數(shù)功 能csvread讀入以逗號(hào)分隔的數(shù)據(jù)讀入以逗號(hào)分隔的數(shù)據(jù)csvwrite將數(shù)據(jù)寫入文件，數(shù)據(jù)間以逗將數(shù)據(jù)寫入文件，數(shù)據(jù)間以逗號(hào)分隔號(hào)分隔dlmread將以將以 ASCII 碼分隔的數(shù)值數(shù)據(jù)碼分隔的數(shù)值數(shù)據(jù)讀入到矩陣中讀入到矩陣中dlmwrite將矩陣數(shù)據(jù)寫入到文件中，以將矩陣數(shù)據(jù)寫入到文件中，以 ASCII

11、分隔分隔textscan從文本文件中讀入數(shù)據(jù)，將結(jié)從文本文件中讀入數(shù)據(jù)，將結(jié)果保存為單元數(shù)組果保存為單元數(shù)組textread從文本文件中讀入數(shù)據(jù)，將結(jié)從文本文件中讀入數(shù)據(jù)，將結(jié)果分別保存果分別保存命令窗口命令窗口 csvread、csvwrite具體調(diào)用格式n M = csvread(filename, row, col, range)， 將文件將文件 filename 中的數(shù)據(jù)讀入，并且保存為中的數(shù)據(jù)讀入，并且保存為 M，filename 中只能包含數(shù)字，并且數(shù)中只能包含數(shù)字，并且數(shù)字之間以逗號(hào)分隔。起始行為字之間以逗號(hào)分隔。起始行為 row，起始列為，起始列為 col，讀取的數(shù)據(jù)由數(shù)組，讀

12、取的數(shù)據(jù)由數(shù)組 range 指定，指定，range 的格式為：的格式為：R1 C1 R2 C2，其中，其中 R1、C1 為讀取區(qū)域左上角的行和列，為讀取區(qū)域左上角的行和列，R2、C2 為讀取區(qū)域右下角的行和列。為讀取區(qū)域右下角的行和列。 n csvwrite(filename,M,row,col)， 將數(shù)組將數(shù)組 M 中的數(shù)據(jù)保存為文件中的數(shù)據(jù)保存為文件 filename，數(shù)據(jù)間以逗號(hào)分隔。將數(shù)組，數(shù)據(jù)間以逗號(hào)分隔。將數(shù)組 M 中中的指定數(shù)據(jù)保存在文件中，數(shù)據(jù)由參數(shù)的指定數(shù)據(jù)保存在文件中，數(shù)據(jù)由參數(shù) row 和和 col 指定，保存指定，保存 row 和和 col 右下角的數(shù)據(jù)。右下角的數(shù)據(jù)。

13、 注：注：csvwrite 寫入數(shù)據(jù)時(shí)每一行以換行符結(jié)束。另外，該函數(shù)不返回任何值寫入數(shù)據(jù)時(shí)每一行以換行符結(jié)束。另外，該函數(shù)不返回任何值。 csvwrite(H:shujueg101.txt,M); csvread & csvwrite示例n I_MATLAB= imread(H:shuju850hpa.bmp); % read in the imagen I_MATLAB= rgb2gray(I_MATLAB); % convert the image to grayn figure,imshow(I_MATLAB);n csvwrite(H:shuju850hpa.txt,I_MA

14、TLAB); % write the data into a textn sub_MATLAB= csvread(H:shuju850hpa.txt,1,500); %read in part of the datan sub_MATLAB= uint8(sub_MATLAB);n figure,imshow(sub_MATLAB); dlmread、dlmwriten dlmread 函數(shù)用于從文檔中讀入數(shù)據(jù)，其功能強(qiáng)于函數(shù)用于從文檔中讀入數(shù)據(jù)，其功能強(qiáng)于 csvread。dlmread 的調(diào)的調(diào)用格式如下：用格式如下： M = dlmread(filename, delimiter, R,

15、 C) M = dlmread(filename, delimiter, range) 其中參數(shù)其中參數(shù) delimiter 用于指定文件中的分隔符，其他參數(shù)的意義與用于指定文件中的分隔符，其他參數(shù)的意義與 csvread函數(shù)中參數(shù)的意義相同，這里不再贅述。函數(shù)中參數(shù)的意義相同，這里不再贅述。dlmread 函數(shù)與函數(shù)與 csvread 函數(shù)的差函數(shù)的差別在于，別在于，dlmread 函數(shù)在讀入數(shù)據(jù)時(shí)可以指定分隔符，不指定時(shí)默認(rèn)分隔符函數(shù)在讀入數(shù)據(jù)時(shí)可以指定分隔符，不指定時(shí)默認(rèn)分隔符為逗號(hào)。為逗號(hào)。n dlmwrite 函數(shù)用于向文檔中寫入數(shù)據(jù)，其功能強(qiáng)于函數(shù)用于向文檔中寫入數(shù)據(jù)，其功能強(qiáng)于

16、csvwrite 函數(shù)。函數(shù)。 dlmwrite函數(shù)的調(diào)用格式為：函數(shù)的調(diào)用格式為： dlmwrite(filename, M, D, R, C)，指定寫入數(shù)據(jù)的起始位置。，指定寫入數(shù)據(jù)的起始位置。 dlmwrite(filename, M, attribute1, value1, attribute2, value2, .)，指，指定任意數(shù)目的參數(shù)，可以指定的參數(shù)見(jiàn)下表。定任意數(shù)目的參數(shù)，可以指定的參數(shù)見(jiàn)下表。 dlmwrite(filename, M, -append)，如果，如果 filename 指定的文件存在，在指定的文件存在，在文件后面寫入數(shù)據(jù)，不指定時(shí)則覆蓋原文件。文件后面寫入數(shù)

17、據(jù)，不指定時(shí)則覆蓋原文件。 dlmwrite(filename, M, -append, attribute-value list)，敘寫文件，并，敘寫文件，并指定參數(shù)。指定參數(shù)。 dlmwrite 函數(shù)的可用參數(shù)如下表函數(shù)的可用參數(shù)如下表 所示。所示。dlmwrite 函數(shù)的可用參數(shù)參參 數(shù)數(shù) 名名功功 能能delimiter用于指定分隔符用于指定分隔符newline用于指定換行符，可以選擇用于指定換行符，可以選擇“pc”或者或者“unix”roffset行偏差，指定文件第一行的行偏差，指定文件第一行的位置，位置，roffset 的基數(shù)為的基數(shù)為 0coffset列偏差，指定文件第一列的列偏

18、差，指定文件第一列的位置，位置，coffset 的基數(shù)為的基數(shù)為 0precision指定精確度，可以指定精確指定精確度，可以指定精確維數(shù)，或者采用維數(shù)，或者采用 c 語(yǔ)言的格語(yǔ)言的格式，如式，如“%10.5f”textread，textscann 當(dāng)文件的格式已知時(shí)，可以利用當(dāng)文件的格式已知時(shí)，可以利用 textread 函數(shù)和函數(shù)和 textscan 函數(shù)讀入。函數(shù)讀入。這里只介紹這兩個(gè)函數(shù)應(yīng)用的實(shí)例。這里只介紹這兩個(gè)函數(shù)應(yīng)用的實(shí)例。n 按照原有格式讀取。按照原有格式讀取。 names, types, x, y, answer = textread(J:shujueg301.txt,%s

19、%s %f %d %s,3) fid1= fopen(J:shujueg3.txt);n C = textscan(fid1,%s %s %f32 %d8 %u %f %f %s);n fclose(fid1);n C1n ans = n Sallyn YesJoen Bill eg3.txt內(nèi)容：Sally Type1 12.34 45 1.23e10 inf NaN Yes Joe Type2 23.54 60 9e19 -inf 0.001 No Bill Type3 34.90 12 2e5 10 100 Noeg301.txt內(nèi)容：Sally Level1 12.34 45 YesJ

20、oe Level2 23.54 60 NoBill Level3 34.90 12 No本節(jié)介紹一些基本的文件操作，這些操作如下表 所示。MATLAB 的基本文件操作函 數(shù)功 能fclose關(guān)閉文件關(guān)閉文件feof判斷是否為文件結(jié)尾判斷是否為文件結(jié)尾ferror文件輸入輸出中的錯(cuò)誤查找文件輸入輸出中的錯(cuò)誤查找fgetl讀入一行，忽略換行符讀入一行，忽略換行符fgets讀入一行，直到換行符讀入一行，直到換行符fopen打開文件，或者獲取打開文件的信息打開文件，或者獲取打開文件的信息fprintf格式化輸入數(shù)據(jù)到文件格式化輸入數(shù)據(jù)到文件fread從文件中讀取二進(jìn)制數(shù)據(jù)從文件中讀取二進(jìn)制數(shù)據(jù)frew

21、ind將文件的位置指針移至文件開頭位置將文件的位置指針移至文件開頭位置fscanf格式化讀入格式化讀入fseek設(shè)置文件位置指針設(shè)置文件位置指針fwrite向文件中寫入數(shù)據(jù)向文件中寫入數(shù)據(jù)ftell文件位置指針文件位置指針文件操作文件操作fscanf & fprintfn 1）讀文本文件）讀文本文件n fscanf函數(shù)可以讀取文本文件的內(nèi)容，并按指定格式存入矩陣。函數(shù)可以讀取文本文件的內(nèi)容，并按指定格式存入矩陣。其調(diào)用格式為：其調(diào)用格式為：n A，COUNT=fscanf(fid，format，size)n 說(shuō)明：其中說(shuō)明：其中A用來(lái)存放讀取的數(shù)據(jù)，用來(lái)存放讀取的數(shù)據(jù)，COUNT返回所

22、讀取的數(shù)據(jù)元返回所讀取的數(shù)據(jù)元素個(gè)數(shù)，素個(gè)數(shù)，fid為文件句柄，為文件句柄，format用來(lái)控制讀取的數(shù)據(jù)格式，用來(lái)控制讀取的數(shù)據(jù)格式， size為為可選項(xiàng)?？蛇x項(xiàng)。n 2）寫文本文件）寫文本文件n fprintf函數(shù)可以將數(shù)據(jù)按指定格式寫入到文本文件中。其調(diào)用格函數(shù)可以將數(shù)據(jù)按指定格式寫入到文本文件中。其調(diào)用格式為：式為：n fprintf（fid，format，A）n 說(shuō)明：說(shuō)明：fid為文件句柄，指定要寫入數(shù)據(jù)的文件，為文件句柄，指定要寫入數(shù)據(jù)的文件，format是用來(lái)控是用來(lái)控制所寫數(shù)據(jù)格式的格式符，與制所寫數(shù)據(jù)格式的格式符，與fscanf函數(shù)相同，函數(shù)相同，A是用來(lái)存放數(shù)據(jù)的是用來(lái)存

23、放數(shù)據(jù)的矩陣。矩陣。1. 矩陣型數(shù)據(jù)的讀寫矩陣型數(shù)據(jù)的讀寫txt 數(shù)據(jù)data1.txta.txt內(nèi)容：1 2 3 45 6 7 8n fid1=fopen(J:a.txt,r);n data=fscanf(fid1,%d %d %d %d,4,2);n datan data =n 1 5n 2 6n 3 7n 4 8 data2=data; data2data2 = 1 2 3 4 5 6 7 82. 帶變量名的矩陣帶變量名的矩陣型數(shù)據(jù)的讀寫型數(shù)據(jù)的讀寫data2.txt3. 含有時(shí)間的矩陣型數(shù)據(jù)的讀寫含有時(shí)間的矩陣型數(shù)據(jù)的讀寫data3.txt data4.txt 4. 混合數(shù)字與字符串?dāng)?shù)

24、據(jù)的讀寫混合數(shù)字與字符串?dāng)?shù)據(jù)的讀寫n文件文件test2.txt內(nèi)容：內(nèi)容：n 你好你好1 11 111 1111歡迎來(lái)到歡迎來(lái)到2 22 222 2222動(dòng)力學(xué)與仿真控制論壇動(dòng)力學(xué)與仿真控制論壇3 33 333 4 44 444 44445 55 555 5555 n fidin=fopen(H:shujutest2.txt); % 打開打開test2.txt文件文件 nfidout=fopen(H:shujumkmatlab.txt,w); n % 創(chuàng)建創(chuàng)建MKMATLAB.txt文件文件nwhile feof(fidin) % 判斷是否為文件末尾判斷是否為文件末尾 n tline=fget

25、l(fidin); % 從文件讀行從文件讀行 n if double(tline(1)=48&double(tline(1) d = Time,Temperature; 12,98; 13,99; 14,97;n xlswrite(J:shujutestdata2.xls, d, 1, E1)n a=xlsread(J:shujutestdata2.xls);n a1=xlsread(J:shujutestdata2.xls,1,E2:F4);n a3,h=xlsread(J:shujutestdata2.xls,1);6. 含有時(shí)間格式變量的含有時(shí)間格式變量的excel數(shù)據(jù)讀寫數(shù)據(jù)讀

26、寫data6.xls a. 將單元格的格式從日期型改為數(shù)值型即可b. b. 如果時(shí)間信息對(duì)處理數(shù)據(jù)比較重要怎么辦？如果時(shí)間信息對(duì)處理數(shù)據(jù)比較重要怎么辦？ 首先刪除首先刪除excelexcel文件中的全部字符型的變量名。然后利文件中的全部字符型的變量名。然后利用下面的方法將時(shí)間讀到第二個(gè)文本變量中去。用下面的方法將時(shí)間讀到第二個(gè)文本變量中去。7. 基本的讀寫基本的讀寫 首先要知道數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)首先要知道數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu) 500hPa的位勢(shì)高度數(shù)據(jù)，結(jié)構(gòu)是的位勢(shì)高度數(shù)據(jù)，結(jié)構(gòu)是144*73*25(data7.dat)二進(jìn)制數(shù)據(jù)8. NetCDF格式數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)采用的全球溫度數(shù)據(jù)采用的全球溫度數(shù)據(jù) data8

27、.ncNetCDF, Grib和hdf格式數(shù)據(jù)9. Grib格式數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù) 首先是安裝首先是安裝Grib工具箱工具箱read_grib1.4.0.tar，將其解壓后添，將其解壓后添加路徑（具體可看參考的網(wǎng)上教程）。加路徑（具體可看參考的網(wǎng)上教程）。n 第一步：將第一步：將Matlab最上面的當(dāng)前路徑最上面的當(dāng)前路徑“current directory”選擇到選擇到read_grib文件夾下。文件夾下。n 第二步：在命令框中輸入第二步：在命令框中輸入“mex BDS_unpack_mex5.c”進(jìn)進(jìn)行相關(guān)行相關(guān)C語(yǔ)言程序的編譯。直到屏幕上出現(xiàn)語(yǔ)言程序的編譯。直到屏幕上出現(xiàn)“Select a c

28、ompiler：.”時(shí)，再進(jìn)行編譯器的選擇（我輸入時(shí)，再進(jìn)行編譯器的選擇（我輸入1進(jìn)行進(jìn)行選擇）。編譯成功后就會(huì)出現(xiàn)選擇）。編譯成功后就會(huì)出現(xiàn).實(shí)例：實(shí)例：10. hdf數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)data10.hdfa. 直接用直接用file里面里面importdata就可以讀就可以讀hdf數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)b. 通過(guò)命令控制讀取通過(guò)命令控制讀取hdf數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)program10.m12. 矩陣操作矩陣操作其 他a3 = 12 98 13 99 14 97 aa=reshape(a3,2 3)aa = 12 14 99 13 98 97三、圖 形 繪 制13. plot命令繪圖 14. contour(f)命令繪圖 15.

29、不同投影方式繪圖16. 其他圖圖形形繪繪制制13. plot命令繪圖命令繪圖 繪制二維曲線的基本函數(shù)線的顏色,線的形式,符號(hào)形式和圖例n MATLAB 允許程序員選擇軌跡的顏色允許程序員選擇軌跡的顏色,軌跡的形式軌跡的形式,和符號(hào)的類型和符號(hào)的類型.在在X,Y 向量參向量參數(shù)后帶有這些屬性的字符串的數(shù)后帶有這些屬性的字符串的plot 函數(shù)函數(shù),可以選擇這些細(xì)節(jié)可以選擇這些細(xì)節(jié).n 這些屬性字符串包括三個(gè)方面這些屬性字符串包括三個(gè)方面,n 第一方面指定軌跡的顏色第一方面指定軌跡的顏色,n 第二方面指定符號(hào)的類型第二方面指定符號(hào)的類型,n 第三方面指定線的類型第三方面指定線的類型.附加屬性設(shè)置le

30、gend(string1,string2,.,pos)其中string1,string2 等等是與軌跡標(biāo)簽名，而pos 是一個(gè)整數(shù)，用來(lái)指定圖例的位置。這些整數(shù)所代表的意義在表2.10 中的列出。用legend off 命令將能去除多余的圖例。一個(gè)完整的圖象例子將會(huì)顯示圖2.7 中，產(chǎn)生這個(gè)圖象的語(yǔ)句如下所示。圖2.7 在同一坐標(biāo)系內(nèi)，顯示了f(x)=sin2x 和它的微分函數(shù)的圖象，用黑實(shí)線代表f(x),用紅虛線代表它的微分函數(shù)。圖中有標(biāo)題，坐標(biāo)軸標(biāo)簽和網(wǎng)格線。x=0:pi/100:2*pi;y1=sin(2*x);y2=2*cos(2*x);plot(x,y1,k-,x,y2,b-);ti

31、tle( Plot of f(x)=sin(2x) and its derivative);xlabel(x);ylabel(y);legend(f(x),d/dx f(x)grid on;text（x，y，圖形說(shuō)明）1.plot 函數(shù)的x,y 均用線性尺度2.semilogx 函數(shù)x 軸用對(duì)數(shù)尺度，y 軸將用線性尺度3.semilogy 函數(shù)x 軸用線性尺度，y 軸用對(duì)數(shù)尺度4.loglog 函數(shù)兩坐標(biāo)軸將會(huì)都用對(duì)數(shù)尺度。打印數(shù)據(jù)既可以用對(duì)數(shù)尺度，也可以用線性尺度。在x,y 軸上使用這兩種尺度的一種或兩種可以組合形成4 種不同的坐標(biāo)系。每一種組合者有一個(gè)特定的函數(shù)。axis以及hold on

32、 、hold off、subplot(m,n,p) 圖形窗口分割：圖形窗口分割：subplot（m，n，p）該函數(shù)把當(dāng)前窗口分成mn個(gè)繪圖區(qū)，m行，每行n個(gè)繪圖區(qū)，區(qū)號(hào)按行優(yōu)先編號(hào)。其中第p個(gè)區(qū)為當(dāng)前活動(dòng)區(qū)。每一個(gè)繪圖區(qū)允許以不同的坐標(biāo)系單獨(dú)繪制圖形。n 利用函數(shù)利用函數(shù)plot在一個(gè)坐標(biāo)系中畫以下幾個(gè)函數(shù)圖像，要求采用不同顏色、不同在一個(gè)坐標(biāo)系中畫以下幾個(gè)函數(shù)圖像，要求采用不同顏色、不同線形、不同的符號(hào)標(biāo)記函數(shù)為：線形、不同的符號(hào)標(biāo)記函數(shù)為：n 程序如下：程序如下：n t=0:pi/20:2*pi;n x=sin(t);n y=cos(t);n z=sin(2*t);n plot(t, x,

33、 -k*, t, y, -rs, t, z, :bo) n 圖像如下：圖像如下：雙縱坐標(biāo)函數(shù)plotyyn 在在Matlab中，如果需要繪制出具有不同縱坐標(biāo)標(biāo)度的兩個(gè)圖形，可以中，如果需要繪制出具有不同縱坐標(biāo)標(biāo)度的兩個(gè)圖形，可以使用使用plotyy函數(shù)，它能把具有不同量綱，不同數(shù)量級(jí)的兩個(gè)函數(shù)繪制函數(shù)，它能把具有不同量綱，不同數(shù)量級(jí)的兩個(gè)函數(shù)繪制在同一個(gè)坐標(biāo)中，有利于圖形數(shù)據(jù)的對(duì)比分析。使用格式為：在同一個(gè)坐標(biāo)中，有利于圖形數(shù)據(jù)的對(duì)比分析。使用格式為：plotyy(x1,y1,x2,y2)n x1,y1對(duì)應(yīng)一條曲線，對(duì)應(yīng)一條曲線，x2,y2對(duì)應(yīng)另一條曲線。橫坐標(biāo)的標(biāo)度相同，縱對(duì)應(yīng)另一條曲線。橫

34、坐標(biāo)的標(biāo)度相同，縱坐標(biāo)有兩個(gè)，左邊的對(duì)應(yīng)坐標(biāo)有兩個(gè)，左邊的對(duì)應(yīng)x1,y1數(shù)據(jù)對(duì)，右邊的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)對(duì)，右邊的對(duì)應(yīng)x2,y2。其他形式的線性直角坐標(biāo)圖n 在線性直角坐標(biāo)中，其他形式的圖形有條形圖、階梯圖、桿圖和填充在線性直角坐標(biāo)中，其他形式的圖形有條形圖、階梯圖、桿圖和填充圖等，所采用的函數(shù)分別為：圖等，所采用的函數(shù)分別為：n bar（x，y，選項(xiàng)），選項(xiàng)） 選項(xiàng)在單引號(hào)中選項(xiàng)在單引號(hào)中n stairs（x，y，選項(xiàng)），選項(xiàng)）n stem（x，y，選項(xiàng)），選項(xiàng)）n fill（x1，y1，選項(xiàng)，選項(xiàng)1，x2，y2，選項(xiàng)，選項(xiàng)2，）n 前三個(gè)函數(shù)和前三個(gè)函數(shù)和plot的用法相似，只是沒(méi)有多輸入變量形式。

35、的用法相似，只是沒(méi)有多輸入變量形式。fill函數(shù)按函數(shù)按向量元素下標(biāo)漸增次序依次用直線段連接向量元素下標(biāo)漸增次序依次用直線段連接x，y對(duì)應(yīng)元素定義的數(shù)據(jù)點(diǎn)。對(duì)應(yīng)元素定義的數(shù)據(jù)點(diǎn)。分別以條形圖、填充圖、階梯圖和桿圖形式繪制曲線n x=0:0.35:7;n y=2*exp(-0.5*x);n subplot(2,2,1);bar(x,y,g);n title(bar(x,y,g);axis(0, 7, 0 ,2);n subplot(2,2,2);fill(x,y,r);n title(fill(x,y,r);axis(0, 7, 0 ,2);n subplot(2,2,3);stairs(x,y

36、,b);n title(stairs(x,y,b);axis(0, 7, 0 ,2);n subplot(2,2,4);stem(x,y,k);n title(stem(x,y,k);axis(0, 7, 0 ,2);024600.511.52bar(x,y,g)024600.511.52fill(x,y,r)024600.511.52stairs(x,y,b)024600.511.52stem(x,y,k)極坐標(biāo)圖polarpolar函數(shù)用來(lái)繪制極坐標(biāo)圖，調(diào)用格式為：函數(shù)用來(lái)繪制極坐標(biāo)圖，調(diào)用格式為：polar（theta，rho，選項(xiàng)），選項(xiàng)）其中，其中，theta為極坐標(biāo)極角，為極坐標(biāo)極

37、角，rho為極徑，選項(xiàng)的內(nèi)容和為極徑，選項(xiàng)的內(nèi)容和plot函數(shù)相似。函數(shù)相似。 示例示例theta=0:0.01:2*pi;rho=sin(3*theta).*cos(5*theta);polar(theta,rho,r); 0.2 0.4 0.6 0.8 13021060240902701203001503301800plot3n plot3（x1，y1，z1，選項(xiàng)，選項(xiàng)1，x2，y2，z2，選項(xiàng)，選項(xiàng)2，）n 其中每一組其中每一組x，y，z組成一組曲線的坐標(biāo)參數(shù)，選項(xiàng)的定義和組成一組曲線的坐標(biāo)參數(shù)，選項(xiàng)的定義和plot的選項(xiàng)一樣。的選項(xiàng)一樣。當(dāng)當(dāng)x，y，z是同維向量時(shí)，則是同維向量時(shí)，則x

38、，y，z對(duì)應(yīng)元素構(gòu)成一條三維曲線。當(dāng)對(duì)應(yīng)元素構(gòu)成一條三維曲線。當(dāng)x，y，z是同維矩陣時(shí)，則以是同維矩陣時(shí)，則以x，y，z對(duì)應(yīng)列元素繪制三維曲線，曲線條數(shù)等于矩陣的對(duì)應(yīng)列元素繪制三維曲線，曲線條數(shù)等于矩陣的列數(shù)。列數(shù)。n 例如：例如：n x=0:pi/30:20*pi;n y=sin(x);z=cos(x);n plot3(x,y,z)n 得到三維螺旋線：得到三維螺旋線：三維曲線繪圖平面網(wǎng)格坐標(biāo)矩陣的生成n 原理：原理：n 當(dāng)繪制當(dāng)繪制z=f(x,y)所代表的三維曲面圖時(shí)，先要在所代表的三維曲面圖時(shí)，先要在xy平面選定一矩形區(qū)平面選定一矩形區(qū)域，假定矩形區(qū)域?yàn)橛颍俣ň匦螀^(qū)域?yàn)镈a,bc,d，然

39、后將，然后將a,b在在x方向分成方向分成m份，份，將將c,d在在y方向分成方向分成n份，由各劃分點(diǎn)做平行軸的直線，把區(qū)域份，由各劃分點(diǎn)做平行軸的直線，把區(qū)域D分成分成mn個(gè)小矩形。生成代表每一個(gè)小矩形頂點(diǎn)坐標(biāo)的平面網(wǎng)格坐標(biāo)矩個(gè)小矩形。生成代表每一個(gè)小矩形頂點(diǎn)坐標(biāo)的平面網(wǎng)格坐標(biāo)矩陣，最后利用有關(guān)函數(shù)繪圖。陣，最后利用有關(guān)函數(shù)繪圖。三維曲面三維曲面yx0產(chǎn)生平面區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)格坐標(biāo)矩陣有兩種方法：n 1、利用矩陣運(yùn)算生成。、利用矩陣運(yùn)算生成。n x=a:dx:b;n y=(c:dy:d);n X=ones(size(y)*x;n Y=y*ones(size(x);n 經(jīng)過(guò)上述語(yǔ)句執(zhí)行后，矩陣經(jīng)過(guò)上述語(yǔ)

40、句執(zhí)行后，矩陣X的每一行都是向量的每一行都是向量x，行數(shù)等于向量，行數(shù)等于向量y的的元素個(gè)數(shù)，矩陣元素個(gè)數(shù)，矩陣Y的每一列都是向量的每一列都是向量y，列數(shù)等于向量，列數(shù)等于向量x的元素個(gè)數(shù)。的元素個(gè)數(shù)。n 2、利用、利用meshgrid函數(shù)生成；函數(shù)生成；n x=a:dx:b;n y=c:dy:d;n X,Y=meshgrid(x,y);n 語(yǔ)句執(zhí)行后，所得到的網(wǎng)格坐標(biāo)矩陣和上法，相同，當(dāng)語(yǔ)句執(zhí)行后，所得到的網(wǎng)格坐標(biāo)矩陣和上法，相同，當(dāng)x=y時(shí)，可以時(shí)，可以寫成寫成meshgrid(x)空間曲面作圖函數(shù)n （1）mesh函數(shù)繪制彩色網(wǎng)格面圖形調(diào)用格式：函數(shù)繪制彩色網(wǎng)格面圖形調(diào)用格式：n mes

41、h(z)，mesh(x,y,z)和和mesh(x,y,z,c)n 其中，其中，mesh(x,y,z,c)畫出顏色由畫出顏色由c指定的三維網(wǎng)格圖指定的三維網(wǎng)格圖n （2）surf在矩形區(qū)域內(nèi)顯示三維帶陰影曲面圖調(diào)用格式與在矩形區(qū)域內(nèi)顯示三維帶陰影曲面圖調(diào)用格式與mesh類類似似注意：注意：n 一般情況下，一般情況下，x，y，z是維數(shù)相同的矩陣，是維數(shù)相同的矩陣，x，y是網(wǎng)格坐標(biāo)矩陣，是網(wǎng)格坐標(biāo)矩陣，z是網(wǎng)格點(diǎn)上的高度矩陣，是網(wǎng)格點(diǎn)上的高度矩陣，c用于指定在不同高度下的顏色范圍。用于指定在不同高度下的顏色范圍。n c省略時(shí)，省略時(shí)，Matlab認(rèn)為認(rèn)為c=z，也即顏色的設(shè)定是正比于圖形的高度的。，

42、也即顏色的設(shè)定是正比于圖形的高度的。這樣就可以得到層次分明的三維圖形。這樣就可以得到層次分明的三維圖形。n 當(dāng)當(dāng)x，y省略時(shí)，把省略時(shí)，把z矩陣的列下標(biāo)當(dāng)作矩陣的列下標(biāo)當(dāng)作x軸的坐標(biāo)，把軸的坐標(biāo)，把z矩陣的行下標(biāo)矩陣的行下標(biāo)當(dāng)作當(dāng)作y軸的坐標(biāo)，然后繪制三維圖形。軸的坐標(biāo)，然后繪制三維圖形。n 若若x、y均為向量，則均為向量，則length(x)=n，length(y)=m，m,n=size(z) 三維曲面n 利用函數(shù)利用函數(shù) ，繪制一個(gè)墨西哥帽子的圖形，繪制一個(gè)墨西哥帽子的圖形n 程序如下：程序如下：n a,b=meshgrid(-8:.5:8); %先生成一個(gè)網(wǎng)格先生成一個(gè)網(wǎng)格n c=sqr

43、t(a.2+b.2)+eps;n z=sin(c)./c;n mesh(a,b,z)n axis squaren 圖像如下：圖像如下：n 利用利用surf繪制馬鞍面圖形（函數(shù)為：）繪制馬鞍面圖形（函數(shù)為：）n 程序如下：程序如下：n x,y=meshgrid(-25:1:25,-25:1:25);n z=x.2/9-y.2/4;n surf(x,y,z)n title(馬鞍面馬鞍面)n grid offn 圖像如下：圖像如下：從圖中可以發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)格圖從圖中可以發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)格圖（mesh）中線條有顏色，）中線條有顏色，線條間補(bǔ)面無(wú)顏色。曲面線條間補(bǔ)面無(wú)顏色。曲面圖（圖（surf）的線條都是黑）的線條都

44、是黑色的，線條間補(bǔ)面有顏色。色的，線條間補(bǔ)面有顏色。進(jìn)一步觀察，曲面圖補(bǔ)面進(jìn)一步觀察，曲面圖補(bǔ)面顏色和網(wǎng)格圖線條顏色都顏色和網(wǎng)格圖線條顏色都是沿是沿z軸變化的。軸變化的。n Matlab還提供了一個(gè)還提供了一個(gè)peaks函數(shù)，稱為多峰函數(shù)，常用于三維曲面的演函數(shù)，稱為多峰函數(shù)，常用于三維曲面的演示。該函數(shù)可以用來(lái)生成繪圖數(shù)據(jù)矩陣，矩陣元素由函數(shù)：示。該函數(shù)可以用來(lái)生成繪圖數(shù)據(jù)矩陣，矩陣元素由函數(shù)：n 在矩形區(qū)域在矩形區(qū)域3 33 3的等分網(wǎng)格點(diǎn)上的函數(shù)值確定。如：的等分網(wǎng)格點(diǎn)上的函數(shù)值確定。如：z=peaks（30）將生成一個(gè)）將生成一個(gè)3030矩陣矩陣n eg:n x,y,z=peaks(3

45、0);n meshz(x,y,z);多峰函數(shù)peaks-4-2024-4-2024-10-50510其他三維圖形n在介紹二維圖形時(shí)，曾經(jīng)提到條形圖、桿圖、餅圖和填充圖等特殊圖形，它們還可以在介紹二維圖形時(shí)，曾經(jīng)提到條形圖、桿圖、餅圖和填充圖等特殊圖形，它們還可以以三維形式出現(xiàn)，其函數(shù)分別為以三維形式出現(xiàn)，其函數(shù)分別為bar3，stem3，pie3和和fill3。n bar3繪制三維條形圖，常用格式為：繪制三維條形圖，常用格式為：nbar3（y）；或者）；或者 bar3（x，y）n在第一種格式中，在第一種格式中，y的每個(gè)元素對(duì)應(yīng)于一個(gè)條形。第二種格式在的每個(gè)元素對(duì)應(yīng)于一個(gè)條形。第二種格式在x指定

46、的位置上繪制指定的位置上繪制y中中元素的條形圖。元素的條形圖。n stem3函數(shù)繪制離散序列數(shù)據(jù)的三維桿圖，常用格式為：函數(shù)繪制離散序列數(shù)據(jù)的三維桿圖，常用格式為：nstem3（z）或者）或者stem3（x，y，z）n第一種格式將數(shù)據(jù)序列第一種格式將數(shù)據(jù)序列z表示為從表示為從xy平面向上延伸的桿圖，平面向上延伸的桿圖，x和和y自動(dòng)生成。第二種格自動(dòng)生成。第二種格式在式在x和和y指定的位置上繪制數(shù)據(jù)序列指定的位置上繪制數(shù)據(jù)序列z的桿圖，的桿圖，x，y，z的維數(shù)要相同。的維數(shù)要相同。n pie3函數(shù)繪制三維餅圖，常用格式為：函數(shù)繪制三維餅圖，常用格式為：npie3（x）nx為向量，用為向量，用x中

47、的數(shù)據(jù)繪制一個(gè)三維餅圖。中的數(shù)據(jù)繪制一個(gè)三維餅圖。n fill3函數(shù)可在三維空間內(nèi)繪制出填充過(guò)的多邊形，常用格式為：函數(shù)可在三維空間內(nèi)繪制出填充過(guò)的多邊形，常用格式為：nfill3（x，y，z，c）n用用x，y，z做多邊形的頂點(diǎn)，而做多邊形的頂點(diǎn)，而c指定了填充的顏色。指定了填充的顏色。n 除了上面討論的三維圖形外，常用的圖形還有瀑布圖和三維曲面的等高線圖。除了上面討論的三維圖形外，常用的圖形還有瀑布圖和三維曲面的等高線圖。繪制瀑布圖用繪制瀑布圖用waterfall函數(shù)，用法和函數(shù)，用法和meshz函數(shù)相似，只是它的網(wǎng)格線在函數(shù)相似，只是它的網(wǎng)格線在x軸軸方向出現(xiàn)，具有瀑布效果。等高線圖分二維

48、和三維兩種形式，分別使用函數(shù)方向出現(xiàn)，具有瀑布效果。等高線圖分二維和三維兩種形式，分別使用函數(shù)contour和和contour3繪制。繪制。n subplot(1,2,1);n X,Y,Z=peaks(30);n waterfall(X,Y,Z);n xlabel(XX);ylabel(YY);zlabel(ZZ);n subplot(1,2,2);n contour3(X,Y,Z,12,r);%其中其中12代表高度的等級(jí)數(shù)代表高度的等級(jí)數(shù)n xlabel(XX);ylabel(YY);zlabel(ZZ);-505-505-10-50510XXYYZZ-202-202-10-50510ZZX

49、XYY視點(diǎn)處理n 在日常生活中，從不同的角度觀察物體，所看到的物體形狀是不一樣在日常生活中，從不同的角度觀察物體，所看到的物體形狀是不一樣的。同樣，從不同視點(diǎn)繪制的三維圖形的形狀也是不一樣的。視點(diǎn)位的。同樣，從不同視點(diǎn)繪制的三維圖形的形狀也是不一樣的。視點(diǎn)位置可由方位角和仰角表示。置可由方位角和仰角表示。n Matlab提供了設(shè)置視點(diǎn)的函數(shù)提供了設(shè)置視點(diǎn)的函數(shù)view，其調(diào)用格式為：，其調(diào)用格式為：n view（az，el）n 其中其中az為方位角，為方位角，el為仰角，它們均以度為單位。系統(tǒng)默認(rèn)的視點(diǎn)定為仰角，它們均以度為單位。系統(tǒng)默認(rèn)的視點(diǎn)定義為方位角為義為方位角為-37.5度，仰角度，仰

50、角30度。度。從不同視點(diǎn)繪制多峰函數(shù)曲面n subplot(2,2,1);mesh(peaks);n view(-37.5,30);n title(1);n subplot(2,2,2);mesh(peaks);n view(0,90);n title(2);n subplot(2,2,3);mesh(peaks);n view(90,0);n title(3);n subplot(2,2,4);mesh(peaks);n view(-7,-10);n title(4);從不同視點(diǎn)繪制多峰函數(shù)曲面圖050050-1001010204060020406020204060-10-5051030204060050-10-50510414. contour(f)繪圖命令繪圖命令繪制海岸線n set(gca,LineWidth,2,FontSize,12,Ylim,-90 90,Xlim,-180 180,clim,-35,45,Position,0.05 0.4 0.4 0.45,XTick,-180:60:180,XTicklabel,-180W,-120W,-60W,0,60E,120E,180E,YTick,-90:30:90,YTicklabel,-90S,-60S,-30S,0,30N,60N,90N);%添加坐標(biāo)經(jīng)緯度坐標(biāo)軸添加坐標(biāo)經(jīng)緯度坐標(biāo)軸n hold onn