利用已知数据拟合三维图以及等高线 matlab 数学建模

Description


  给定所有三维的离散坐标(xi, yi, zi)的数据集,如国赛2011年A题附件1 [1] ,请绘制出三维图

思路


  因为给定的是离散点求解三维地势图,如果只用 plot3() 的话只能得到三维曲线,并不能拟合成曲面图,所以需要先插值再曲面拟合。

  对于插值方面,interp2() 只能处理网格型数据。所以对于离散点数据,我选择的插值方法是 griddata(x, y, z, XI, YI),其中XI,YI是期望的插值位置,与[XI, YI] = meshgrid(XI, YI) 效果相同。

  griddata 的语法为 [...] = griddata(..., method),method指定的是插值使用的算法,其值可以是以下几种类型:(1)nearest:线性最近项插值  (2)linear:线性插值(默认)  (3)cubic:双三次插值  (4)v4:MATLAB 4.0 版本中提供的插值算法

  得到了插值点集合,绘制曲面图的话可以用 mesh()、surf(),前者得到的是网格划分的三维曲面图,后者得到的是平滑着色的三维曲面图。在这里我选择surf(),用mesh()也是可以的。

  之后是绘制等高线、城区分类与图例。

  难点是在绘制图例,我采用的办法是使用函数 legend() 。首先利用 plot() 绘制五个线条并返回创建的图线条对象。然后,legend()通过将第一个输入参数指定为要包含的图线条对象的向量,创建一个只包括其中两个线条的图例。更多图例方法请参考 [2] 。

  以国赛2011年A题附件1 [1] 为例,matlab脚本代码如下:

clear all,clc;
data = load('data1.txt');
x = data(:, 1);
y = data(:, 2);
z = data(:, 3);
d = data(:, 4);
[X,Y,Z] = griddata(x,y,z,linspace(min(x),max(x))',linspace(min(y),max(y)),'v4'); %插值
subplot(1,2,1); 
surfc(X,Y,Z); %三维曲面
xlabel('X'); ylabel('Y'); zlabel('海拔/m');
title('地势图')
axis tight
N = 15;
subplot(1,2,2); 
[c, h] = contour(X, Y, Z, [0:30:308]);
clabel(c, h); xlabel('X'); ylabel('Y');
hold on
for i = 1:1:length(x)
    switch d(i)
        case 1
            p1 = plot(x(i), y(i), 'ro');
        case 2
            p2 = plot(x(i), y(i), 'khexagram');      
        case 3
            p3 = plot(x(i), y(i), 'g^'); 
        case 4
            p4 = plot(x(i), y(i), 'y*');
        case 5
            p5 = plot(x(i), y(i), 'gx'); 
    end     
end
legend([p1, p2, p3, p4, p5], '生活区', '工业区', '山区', '交通区', '公园绿地区', 'Location', 'northeastoutside');
hold off
title('等高线以及城区分类')

  效果如下:

  

              国赛2011年A题附件1插值拟合出来的三维地势图

   

           国赛2011年A题附件1的等高线以及城市分区

参考


  [1]:国赛2011年A题下载网址:http://www.matlabsky.com/thread-19740-1-1.html

       [2]:利用 legend() 添加图例:https://ww2.mathworks.cn/help/matlab/ref/legend.html#bt6ef_q-2_1

————全心全意投入,拒绝画地为牢
原文地址:https://www.cnblogs.com/Bw98blogs/p/8859298.html