基于matlab的全球海洋表面温度数据可视化

最近准备参加美赛，队伍拿了2020年美赛A题磨合。得到数据后我便在想着怎么把图做得好看点，不得不说matlab作为商业软件这方面确实好用，使用imagesc()函数便可以非常好地实现我的目的。

matlab程序代码：

%对图窗属性进行初始化 ! N, A! j/ h9 {* [4 } figure1 = figure(1); %创建图窗并获取图窗句柄 SIZE=get(0); %获取显示屏信息 set(figure1,outerposition,SIZE.ScreenSize); %设置图窗位置和外部尺寸为显示屏大小 ( P+ [6 z; x+ u1 b& k1 w. K C=zeros(180,360); %预分配内存 SY=zeros(22,1); %用于存储每一份数据的起始年份 & E7 L" A, G1 t% y$ [( E3 X# x6 [ STR1=cell(22,1); %用于存储变量名 STR2=STR1; %%用于存储文件名 clim=[-1000,3500]; %设定imagesc的数值范围 7 w8 ?2 p$ L$ N- W* D im=imagesc(C,clim); %创建image初始对象 colormap(jet); %指定颜色映射类型为jet ; w5 F; y* F P0 s* k+ e3 S txt=text(320,175,0,,"FontSize",20); %初始化一个text对象，用于显示年份和月份 ) u/ A3 x2 V& u( H2 i" b) I& x title(Sea Surface Temperature (From 1870.1 to 2020.11),Interpreter,latex,FontSize,20); % f1 o7 d4 [- F/ B0 h1 J' _7 e axis off hold on 7 B: M7 T- x6 k) C cbar(); %显示预先设定的colorbar 8 d6 b4 ~$ S! t) v/ E! |! X; Y% M %% filename = SST.mp4; fps=10; 9 K# r& E! i3 e( L, T WriteObject=VideoWriter(filename,MPEG-4); %创建视频写入对象 WriteObject.FrameRate=fps; ' T K0 x7 g% T! q' j7 P& @ Q7 Q. |5 g WriteObject.Quality=100; open(WriteObject); 3 Q/ W6 t' s& d6 f- C %% SY(1:5,1)=[1870 1901 1931 1961 1991]; STR1(1:5,1)={HadISST1SST18701900,HadISST1SST19011930,HadISST1SST19311960,HadISST1SST19611990,HadISST1SST19912003}; + y! h; M6 _7 i1 ?% Z; W STR2(1:5,1)={SST1870_1900,SST1901_1930,SST1931_1960,SST1961_1990,SST1991_2003}; for m=4:19 a7 e1 h. u4 {+ O+ t9 F sy=2000+m; * n, ], f, X, [1 s str1=[HadISST1SST20,num2str(m,%02d)]; str2=[SST20,num2str(m,%02d)]; SY(m+2,1)=sy; STR1(m+2,1)={str1}; STR2(m+2,1)={str2}; * A5 w9 \& I' l, G3 B5 L end 6 n: F! d; j: M' S( u6 t9 Y( j SY(end)=2020; " ^) h' @' k! C& s) x STR1(end)={HadISST1SST1}; & b1 T8 X2 x6 m. g STR2(end)={SST2020}; [rowsize,~]=size(SY); for i=1:rowsize shsst(STR1{i},STR2{i},C,SY(i),WriteObject,im,txt) end ) _; a* A) p6 X1 {9 _* z* W6 e7 m hold off & D( s2 ?" k( _2 H' H close(WriteObject) ; G9 Q( P* X, k% K %% 7 J1 T2 S( J9 V* @8 ^( s5 U functioncbar()Tem=(-10:5:35); ! \2 O K; d% e, k labcell=cell(1,10); %用于存储colorbar标签 for i=1:10 8 m2 S% X Q% t% }- Z8 h labcell(i)={[${,int2str(Tem(i)),\,}^oC$]}; end # ^7 v7 R. R0 X cb=colorbar; ( g' r* r2 @/ Z" }4 N i7 @# k cb.TickLabelInterpreter=latex; %设置colorbar的刻度标签解释器为latex % T3 ] j) N$ R8 ~- l cb.TickLabels=labcell; cb.FontSize=12; end 5 V3 { k# S/ P+ p4 W1 p functionshsst(str1,str2,C,sy,WriteObject,im,txt)load([str2,.mat],str1); eval([[n1,~]=size(,str1,);]); %利用eval()函数执行文本代表的语句 n1=n1/181-1; %数据每181行是一个月的全球SST数据 ( H$ d1 k- q) Z5 s6 W9 J for i=0:n1 eval([C(:,=,str1,(2+181*i:181+181*i,1:360);]); C(C==-32768)=NaN; : n4 B% Q; G' m9 D6 q7 e+ Y4 F set(im,CData,C); %更新im的CData属性 set(im,alphadata,1-isnan(C).*0.9); %利用isnan()函数标出NaN的位置并修改相应位置图形的透明度 4 \! `$ \6 `1 t: h4 N( [, W set(txt,String,[int2str(sy+floor(i/12)),-,int2str(mod(i,12)+1)]); %更新文本 3 @& M( O5 l7 y5 G/ { frame=getframe(gcf); writeVideo(WriteObject,frame); end ) R$ ?. p1 S( \ eval([clear ,str1]); 0 @( M0 C2 w% m6 c end ) E6 _3 q9 i0 J* M$ r

6 U4 s3 a0 f) q0 m7 E! ^

效果图：

9 E3 m3 a# D y: A/ ?: K: n

数据来源网站：

https://www.metoffice.gov.uk/hadobs/hadisst/​www.metoffice.gov.uk/hadobs/hadisst/

2 f* B. O; _$ y

(引用声明：HadISST data were obtained from https://www.metoffice.gov.uk/hadobs/hadisst/ and are © British Crown Copyright, Met Office, [year of first publication], provided under a Non-Commercial Government Licence http://www.nationalarchives.gov.uk/doc/non-commercial-government-licence/version/2/)

代码中使用的文件数据都是我已经处理好的，如果自己导入数据的话记得修改代码对应位置的文件名和变量名。这是我导出完成的mat文件：

https://pan.baidu.com/s/1cZhZ35nhYMAjzzYs6HUSlA​pan.baidu.com/s/1cZhZ35nhYMAjzzYs6HUSlA

提取码8xt8。

2021.2.2更新

有小伙伴私信问我那么一大堆数据具体是代表了个啥，在这里解释一下：原始数据是每181行储存了一个月的全球海洋表面温度数据，其中第一行是年月等信息，后面180行是180*360的矩阵，是将世界地图分成了180*360个小块，每一个数值大小代表了所在小块的温度，其中-32768代表陆地。（P.S.我看地图最北边越过陆地那块很多数值只是-1000或者-180，这是为啥我也不太清楚）

参考文献：

Rayner, N. A.; Parker, D. E.; Horton, E. B.; Folland, C. K.; Alexander, L. V.; Rowell, D. P.; Kent, E. C.; Kaplan, A. (2003) Global analyses of sea surface temperature, sea ice, and night marine air temperature since the late nineteenth century J. Geophys. Res.Vol. 108, No. D14, 4407 10.1029/2002JD002670 ( {- s" ?; t4 Q6 a