試驗(yàn)六測(cè)量數(shù)據(jù)可視化講解

1、實(shí)驗(yàn)六 測(cè)量數(shù)據(jù)可視化一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握用 plot 函數(shù)和 fplot 函數(shù)繪制曲線的方法2、通過練習(xí)熟悉三維曲線和曲面圖的繪制方法3、掌握測(cè)量誤差曲線和二維地形圖等繪制方法二、實(shí)驗(yàn)環(huán)境1計(jì)算機(jī)2MATLAB7.0集成環(huán)境三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1測(cè)量平差中偶然誤差分布圖形繪制根據(jù)偶然誤差 服從 N (0 , 2) ，可以應(yīng)用 MATLAB繪制出均方差為 = 1 , = 2 的正態(tài)分布概率密度函數(shù)的誤差分布曲線，具體為x = - 4 0.1 4; y1 = normpdf ( x ,0 ,1) ; plot (x , y1 ,r)hold ony2 = normpdf ( x ,0 ,2) ; plo

2、t (x , y2 ,b)hold off2. 測(cè)量平差中誤差橢圓的繪制 平差后任一待定點(diǎn)坐標(biāo)平差值可以計(jì)算出，而且還可計(jì)算出誤差橢圓的三要素：長半軸 E,短半軸 F, 極大值方向。function ellipse(x,y,A,B,angle)%參數(shù)說明 : x,y- 橢圓中點(diǎn)的橫縱坐標(biāo) ;A,B- 橢圓長短軸 ;angle- 橢圓旋轉(zhuǎn)角度 %該函數(shù)可以通過無數(shù)個(gè)點(diǎn)的繪制，實(shí)現(xiàn)任意方向誤差橢圓的繪制。plot(y+A*sin(angle)*cos(0:pi/360:2*pi)+B*cos(angle)*sin(0:pi/360:2*pi), x+A*cos(angle)*cos(0:pi/36

3、0:2*pi)-B*sin(angle)*sin(0:pi/360:2*pi);axis(equal);xlabel(x);ylabel(y); title(eclipse);%以上為函數(shù)式 M文件運(yùn)行 ellipse(400,400,100,50,pi/4)eclipsex3、圖形加注功能例： t=0:0.1:10 ； y1=sin(t);y2=cos(t); plot(t,y1,r,t,y2,b-); x=1.7*pi;1.6*pi; y=-0.3;0.8;s= sin(t) ; cos(t) ;3text(x, y, s);%指定位置加標(biāo)注title（ 正弦和余弦曲線 ）;legend（

4、 正弦 , 余弦 ）label（ 時(shí)間 t）; ylabel（ 正弦、余弦 ）;% 自動(dòng)打開5gridaxis square6grid off4. 再看：下面表格是某城市的采樣點(diǎn)的具體位置及海拔，取前 50 個(gè)樣本點(diǎn)(共 319 個(gè)取 樣點(diǎn))。編號(hào)x(m)y(m)海拔(m)功能區(qū)1747815421373731114313211791284401787425104921271246164727286272883361715482383369272927082295224102933176774114233895651240431895141132427397121143526435774155

5、0624339541647774897811758684904164186534564161附件 1. 取樣點(diǎn)位置及其所屬功能區(qū)7編號(hào)x(m)y(m)海拔 (m)功能區(qū)265635796529427539486311242852917349104294742729392304948729362315567678272327004622611433730452301013470484600244358180449615436932843112413790905365204388049543918439807764012914080177210394416869728618442705683483

6、71437747826049419548160040444845789912142045924603614594608311454212486599921469062763945422329960184447931967994942335736213514810631647257424474164345549106855528344255375864315150106434472454功能區(qū)1生活區(qū)2工業(yè)區(qū)3山區(qū)4交通區(qū)5公園綠地區(qū)下表是測(cè)量所得 50個(gè)樣本點(diǎn)的 Cd 濃度表二為前 50 個(gè)樣本點(diǎn)的 Cd 的濃度：附件 2. 8 種主要重金屬元素的濃度編號(hào)Cd (ng/g)1153.80214

7、6.203439.204223.905525.2061092.907269.8081066.2091123.9010267.1011201.4012287.0013193.7014359.5015516.40161044.5017445.4018347.9019345.7020614.0021257.20221213.5023325.8024212.102590.50編號(hào)Cd (ng/g)26583.4027366.4028323.9029424.5030630.0031635.3032463.4033532.0034778.7035754.8036396.3037687.8038526.00

8、39449.1040852.7041459.0042337.3043568.1044599.0045635.5046600.7047567.6048228.5049568.6050214.70根據(jù)數(shù)據(jù)可知， 取樣點(diǎn)之間的地理距離是無關(guān)的， 在考慮重金屬污染元素的分布式， 只 需把海拔換成濃度。在編寫程序中發(fā)現(xiàn)這不是一般的函數(shù)曲面，而是不規(guī)則采樣點(diǎn)的集合。調(diào)用 linespace 函數(shù)在采樣點(diǎn)范圍內(nèi)生成非均勻分布的 數(shù) 據(jù)2 。聯(lián)合調(diào)用 griddata 函數(shù)將數(shù)據(jù)內(nèi)插到圖中。 程序清單我們給出地形圖 和 Cd元素的分析程序代碼：程序 1：A=xlsread( 附件 _數(shù)據(jù) .xls ,1, B

9、4:E53 );%先將數(shù)據(jù)放在電子表格中，再讀取把第1頁中數(shù)據(jù)讀取 , 必須會(huì) !x1=A(:,1);y1=A(:,2);z1=A(:,3); X1,Y1,Z1=griddata(x1,y1,z1,linspace(min(x1),max(x1),200),linspace(min(y1),ma x(y1),200), v4 ); % 插值， v4是一種插值算法surf(X1,Y1,Z1);shading interp ; %在 flat 的基礎(chǔ)上進(jìn)行色彩的插值處理，使色彩平滑過渡 title( 含量分布三維曲面 );程序 2：A=xlsread( 附件 _數(shù)據(jù) .xls ,1, B4:E53

10、 );B=xlsread( 附件 _數(shù)據(jù) .xls ,2, H4:I53 );D=A B;x1=D(:,1);y1=D(:,2);z1=D(:,6); X1,Y1,Z1=griddata(x1,y1,z1,linspace(min(x1),max(x1),200),linspace(min(y1),ma x(y1),200), v4 );surf(X1,Y1,Z1);shading interp ;title( Cd 含量分布三維曲面 );實(shí)現(xiàn)圖形分析 第一個(gè)圖是城市地形圖即地形地貌， 海拔越高越趨向于紅。 在分析重金屬污染源時(shí)， 研 究人員可以根據(jù)流體相關(guān)知識(shí)結(jié)合本圖及當(dāng)?shù)亟邓康刃畔ⅲ?進(jìn)

11、行數(shù)據(jù)分析， 以促進(jìn)研究的 準(zhǔn)確性。第二個(gè)圖是 Cd 元素在這個(gè)城市分布的三位立體圖，視覺越高顏色越深則此重金屬元素含量越高。第三個(gè)圖是和第二個(gè)圖相對(duì)性的二維，顏色越趨近于紅色則所含濃度越高。6. 要在某山區(qū)方圓大約 27 平方公里范圍內(nèi)修建一條公路，從山腳出發(fā)經(jīng)過一個(gè)居民區(qū)， 再到達(dá)一個(gè)礦區(qū)。橫向縱向分別每隔 400 米測(cè)量一次，得到一些點(diǎn)的高程，下表為數(shù)據(jù)表， 請(qǐng)利用 matlab 繪制該山區(qū)地貌圖、等高線圖和立體等高線圖。提示： meshz(x,y,z) 繪制地貌圖contour(x,y,z) 繪制等高線圖10contour3(x,y,z) 繪制立體等高線圖11yx12001600200

12、024002800320036004000120011301250128012301040900500700160013201490142014001300700900850200013901500150014009001100106095024001500120011001350145012001150101028001500120011001550160015501380107032001500155016001550160016001600155036001480150015501540145013001200980x=1200:400:4000;y=1200:400:3600;xx,y

13、y=meshgrid(x,y);zz=1130,1250,1280,1230,1040,900,500,700;1320,1450,1420,1400,1300,700,900,850;1390,1500,1500,1400,900,1100,1060,950;1500,1200,1100,1350,1450,1200,1150,1010;1500,1200,1100,1550,1600,1550,1380,1070;1500,1550,1600,1550,1600,1600,1600,1550;1480,1500,1550,1510,1430,1300,1200,980; surf(xx,y

14、y,zz);hold on;127. 已知測(cè)量碎部點(diǎn)三維坐標(biāo)如下表所示，根據(jù)下述程序經(jīng)過內(nèi)插繪制等高線圖表觀測(cè)數(shù)據(jù)表序號(hào)X(10M)Y(10M)H(M)1115.142129.563138.6642112.5552210.516232.7073122.0383222.9793332.94104255.58114324.55參考程序：data = fscanf(fid,%f %f %f,3,inf);等值線 .txt,r);data=data; fclose(fid); scale=1e+8;x =data(:,1);y =data(:,2);z =data(:,3);scale;沿x得到 y

15、點(diǎn)得到值的點(diǎn)坐標(biāo)矩陣xb=min(x); xe=max(x); % 得到最小值 yb=min(y); ye=max(y); % 得到最小值Xl=linspace(xb,xe,200); %Yl=linspace(yb,ye,200); %X,Y=meshgrid(Xl,Yl);%method=cubic; % 插值方法Z =griddata(x,y,z,X,Y,method);%曲面figure;hold on;% 準(zhǔn)備圖形窗口 C,h=contour(X,Y,Z);% 畫等高13標(biāo)示等clabel(C,h);colormap cool;% box on;xlabel(x);ylabel(y);axis equal;title（ 等值線圖 :（ 單位 :scale）;%設(shè)置坐標(biāo)軸和標(biāo)題hold off;% 停止在當(dāng)前圖形窗口將網(wǎng)格請(qǐng)繪制等高線圖形：（ 此題目寫到報(bào)告中 ）四、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)（1）對(duì)沒有程序的題目，分析實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，寫出程序大致框架或完整的程序代碼。并寫到實(shí) 驗(yàn)報(bào)告中。（2）進(jìn)入 MATLAB7.0集成環(huán)境。（3）編輯或驗(yàn)證程序，