MATLAB画图技巧与实例（二十）：等高线图contour和contourf函...

从本文开始，讲述使用MATLAB绘制等高线图，相关函数包括：
4 i+ C% v" c  b4 X% P

• contour-矩阵的等高线图
• contourf-填充的二维等高线图
• contourc-低级等高线图计算
• contour3-三维等高线图
• contourslice-在三维体切片平面中绘制等高线
• clabel-为等高线图添加高程标签
• fcontour-绘制等高线
  * N# q" m1 g' c* }

本文讲述contour和contourf两个函数，用得最广泛，论文中经常能看到。
1 常用函数
  I3 t( C& X! V7 I0 d2 w
% R) A1 w+ o8 O7 Z+ a2 i" g  w$ Z! q在介绍等高线函数前，先介绍几个常用函数。
1.1 linspace函数
, C$ C2 M; k7 [6 jlinspace函数用于生成线性等间距矢量。
* y* {3 s5 a! \: R用法如下
. R: c- B* m# z2 B$ M: X5 Ry = linspace(x1,x2)y = linspace(x1,x2,n)
3 t3 Z7 I. w8 N( w: \$ f用于在两点间均匀产生n个点，默认是100个点。
y = linspace(0,pi,150);length(y)
返回值为150。
6 C1 K# Y) n* y1.2 meshgrid函数
等高线图的对象为矩阵，因此需要将向量转化为矩阵。
可采用meshgrid函数。
5 ^5 K% m' ~) h$ b- c用法
& Y1 R8 a; r# ~9 L' Q* k[X,Y] = meshgrid(x,y)[X,Y] = meshgrid(x)[X,Y,Z] = meshgrid(x,y,z)[X,Y,Z] = meshgrid(x)
( ~5 Q5 L5 K2 h, q7 C例如
; A) P1 y8 E; R) |3 C+ d2 T/ e* G0 Xclc %更多文章，www.52ocean.cn allclose ally = linspace(0,pi,4);Y = meshgrid(y);yY
! n; y, v1 l* F% ]6 V/ ?运行结果为
y =         0    1.0472    2.0944    3.1416Y =         0    1.0472    2.0944    3.1416         0    1.0472    2.0944    3.1416         0    1.0472    2.0944    3.1416         0    1.0472    2.0944    3.1416
9 V+ T3 M# c  E+ k! z0 V2. contour和contourf函数

$ B. O" }: G6 h/ L  D6 Q: N2.1 用法
contourf(Z)contourf(X,Y,Z)contourf(___,levels)contourf(___,LineSpec)contourf(___,Name,Value)contourf(ax,___)M = contourf(___)[M,c] = contourf(___)

contourf(Z) 创建一个包含矩阵 Z 的等值线的填充等高线图，其中 Z 包含 x-y 平面上的高度值。MATLAB® 会自动选择要显示的等高线。Z 的列和行索引分别是平面中的 x 和 y 坐标。
0 |6 @5 r1 M; p+ e2 X' `- k9 A+ }contourf(X,Y,Z) 指定 Z 中各值的 x 和 y 坐标。
contourf(___,levels) 将要显示的等高线指定为上述任一语法中的最后一个参数。将 levels 指定为标量值 n，以在 n 个自动选择的层级（高度）上显示等高线。要在某些特定高度绘制等高线，请将 levels 指定为单调递增值的向量。要在一个高度 (k) 绘制等高线，请将 levels 指定为二元素行向量 [k k]。
# P- V  R* g9 X" Z* Econtourf(___,LineSpec) 指定等高线的线型和颜色。
7 b/ {- b! p3 u# S( T! F( vcontourf(___,Name,Value) 使用一个或多个名称-值对组参数指定等高线图的其他选项。请在所有其他输入参数之后指定这些选项。有关属性列表，请参阅 Contour 属性。
contourf(ax,___) 在目标坐标区中显示等高线图。将坐标区指定为上述任一语法中的第一个参数。
- U6 k# z  E4 NM = contourf(___) 返回等高线矩阵 M，其中包含每个层级的顶点的 (x, y) 坐标。
, Z2 U; X; n0 u[M,c] = contourf(___) 返回等高线矩阵和等高线对象 c。显示等高线图后，使用 c 设置属性。[1][2]

contour和contourf函数用法完全一致。
2.2 示例1
; d2 ^5 ?# u- vclc %更多文章，www.52ocean.cn allclose allx = linspace(0,10,100);y = linspace(0,10,100);[X, Y] = meshgrid(x,y);Z = cos(5*X/pi) + sin(5*Y/pi);subplot(1,2,1)contour(X, Y, Z)subplot(1,2,2)contourf(X, Y, Z)
这里绘制  函数在  和  上的图像。
' q- n0 c% f  \/ z左图为等高线图，只有线，颜色表示值的大小，黄色表示峰，蓝色表示谷。
右图为填充等高线图，色彩较为明艳，比较好看，因此用得比左图多。
. q1 N# x/ f; S. i: t2.3 示例2：改变等高线数目
2 T* u5 h9 Y) S% Zclc %更多文章，www.52ocean.cn allclose allx = linspace(0,10,100);y = linspace(0,10,100);[X, Y] = meshgrid(x,y);Z = cos(5*X/pi) + sin(5*Y/pi);subplot(1,2,1)contour(X, Y, Z, 14)subplot(1,2,2)contourf(X, Y, Z, 14)
等高线数目是等高线图的重要参数，2.2中的图从最高点到最低点，默认为7个线条。
) k; T4 S$ D! ?* ?/ r9 l这里，数量增加到14。不建议数目太多，看起来感觉乱，Ps密集恐惧症简直要犯了，也不建议太少。
2.4 示例3：显示特定层级
% B+ i7 X8 |% ^( t# _* _  A4 Aclc %更多文章，www.52ocean.cn allclose allx = linspace(0,10,100);y = linspace(0,10,100);[X, Y] = meshgrid(x,y);Z = cos(5*X/pi) + sin(5*Y/pi);subplot(1,2,1)contour(X, Y, Z, [-0.5 0.5])subplot(1,2,2)contourf(X, Y, Z, [-0.5 0.5])
我们可以控制显示区间，例如这里只显示[-0.5 0.5]之间的数据，大于0.5位黄色，小于-0.5白色，深蓝色为中间值。
6 ^1 D. E) x% e! _, R: w2.5 示例4：属性控制
在图形句柄中有很多参数可以设定，包括颜色、线型、线宽、标签值等等。
clc %更多文章，www.52ocean.cn allclose allx = linspace(0,10,100);y = linspace(0,10,100);[X, Y] = meshgrid(x,y);Z = cos(5*X/pi) + sin(5*Y/pi);subplot(1,2,1)contour(X, Y, Z, 4, 'ShowText','on')subplot(1,2,2)contourf(X, Y, Z, 4,'ShowText','on')
如，为每一条等高线添加数值标签，这个用的很多。
( J4 N" q' d4 j+ Z1 pclc %更多文章，www.52ocean.cn allclose allx = linspace(0,10,100);y = linspace(0,10,100);[X, Y] = meshgrid(x,y);Z = cos(5*X/pi) + sin(5*Y/pi);subplot(1,2,1)contour(X, Y, Z, '--','linewidth',2)subplot(1,2,2)contourf(X, Y, Z, 4,'-.','linewidth',2)
" X. D$ z. l* T; o& y/ D: `也能改变线型和线宽。
2.6 示例5：不显示某些特定值或区域
2 p' K1 w, p# W! z2 Oclc %更多文章，www.52ocean.cn allclose allx = linspace(0,8,100);y = linspace(0,5,100);[X, Y] = meshgrid(x,y);Z = cos(5*X/pi) + sin(5*Y/pi);X(45:55, = NaN;Y(:,45:55) = NaN;contourf(X, Y, Z)
" F% W) P" [, C- y% x; G3 \3 R论文中经常遇到某些值、区域不想显示出来，留作空白。那么可以让这些区域的坐标或者值抠除即可，采用NaN赋值即可，如上图所示。
2 |  R* L" c3 v9 d7 l" Y( M+ ENaN即not a number。
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8 `) D1 T# Z* r$ z- T+ ^" IMATLAB画图技巧与实例（一）：常用函数

. v9 h" R9 E- h% v& |5 L% ]
参考
9 j7 }; g, D8 w) C3 f0 E( z
0 w# }4 N9 G" e/ n) D  h* t

• ^MATLAB帮助文档 www.52ocean.cn
• ^MATLAB帮助文档 www.52ocean.cn
  

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