从本文开始，讲述使用MATLAB绘制等高线图，相关函数包括：
8 z' }" i* a9 S- 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
5 N, W& ~0 z- N" d* H' _3 }0 z
本文讲述contour和contourf两个函数，用得最广泛，论文中经常能看到。& {5 F9 u, S# j& a7 J: ^
1 常用函数. K6 K8 ?: {% |- j
+ M7 @2 n( q# B; u0 I' E
在介绍等高线函数前，先介绍几个常用函数。4 V( ~1 O: t, P* M2 k1 X
1.1 linspace函数7 |% S7 b6 y8 K5 x7 N4 H# C! g
linspace函数用于生成线性等间距矢量。1 y5 O8 y [9 p$ a5 Q( _
用法如下
7 u1 N& T# p# n9 t: J4 }5 [( yy = linspace(x1,x2)y = linspace(x1,x2,n)
% F' m% j- A9 y7 F用于在两点间均匀产生n个点，默认是100个点。
! p! ~3 r3 n9 c( M( w9 Gy = linspace(0,pi,150);length(y)2 V% R4 K0 {& t/ o+ }4 S2 b/ r
返回值为150。
" P- e0 r& O4 m2 b( G, v) g! B1.2 meshgrid函数
: D4 O3 s1 Z0 R4 S. ?等高线图的对象为矩阵，因此需要将向量转化为矩阵。
6 s8 ~$ I3 { |可采用meshgrid函数。
. {" b( A5 \( T7 }用法7 x* P9 m9 X) s! Y6 y
[X,Y] = meshgrid(x,y)[X,Y] = meshgrid(x)[X,Y,Z] = meshgrid(x,y,z)[X,Y,Z] = meshgrid(x)
* P9 N2 p8 s! W+ Z例如; x1 w" ?3 f: U! i' N
clc %更多文章，www.52ocean.cn allclose ally = linspace(0,pi,4);Y = meshgrid(y);yY
5 H* |" J+ G8 P A" L运行结果为
5 o1 Q( g" S7 Py = 0 1.0472 2.0944 3.1416Y = 0 1.0472 2.0944 3.1416 0 1.0472 2.0944 3.1416 0 1.0472 2.0944 3.1416 0 1.0472 2.0944 3.1416
' m, m5 h) N8 s' M) F# M- }- w2. contour和contourf函数6 i) V& i8 _# F9 u, b9 l4 G
- x' H4 Z3 _" E. u0 e0 F2.1 用法7 ?. q) T! a0 {7 n; z+ Y( W
contourf(Z)contourf(X,Y,Z)contourf(___,levels)contourf(___,LineSpec)contourf(___,Name,Value)contourf(ax,___)M = contourf(___)[M,c] = contourf(___)
# j' Q3 H% G/ D4 A) x* P; ncontourf(Z) 创建一个包含矩阵 Z 的等值线的填充等高线图，其中 Z 包含 x-y 平面上的高度值。MATLAB® 会自动选择要显示的等高线。Z 的列和行索引分别是平面中的 x 和 y 坐标。) z1 N& W) |8 y+ m2 e
contourf(X,Y,Z) 指定 Z 中各值的 x 和 y 坐标。
, B3 r2 K. ]( k# M( V& Econtourf(___,levels) 将要显示的等高线指定为上述任一语法中的最后一个参数。将 levels 指定为标量值 n，以在 n 个自动选择的层级（高度）上显示等高线。要在某些特定高度绘制等高线，请将 levels 指定为单调递增值的向量。要在一个高度 (k) 绘制等高线，请将 levels 指定为二元素行向量 [k k]。
1 N' H6 Z$ I; |* J- H4 \contourf(___,LineSpec) 指定等高线的线型和颜色。$ B0 [! X5 F* F& V. ^
contourf(___,Name,Value) 使用一个或多个名称-值对组参数指定等高线图的其他选项。请在所有其他输入参数之后指定这些选项。有关属性列表，请参阅 Contour 属性。+ A8 J( V- I, N) }
contourf(ax,___) 在目标坐标区中显示等高线图。将坐标区指定为上述任一语法中的第一个参数。
4 d& j* Q! k# f2 q- w# C' Q6 u6 a- KM = contourf(___) 返回等高线矩阵 M，其中包含每个层级的顶点的 (x, y) 坐标。" L' l# ^4 s% R% v
[M,c] = contourf(___) 返回等高线矩阵和等高线对象 c。显示等高线图后，使用 c 设置属性。[1][2] contour和contourf函数用法完全一致。/ {. q9 M+ K4 P7 J: m# _, G
2.2 示例1 q+ G' I0 J; S" B3 A& j$ l
clc %更多文章，www.52ocean.cn allclose allx = linspace(0,10,100);y = linspace(0,10,100);[X, Y] = meshgrid(x,y);Z = cos(5*X/pi) + sin(5*Y/pi);subplot(1,2,1)contour(X, Y, Z)subplot(1,2,2)contourf(X, Y, Z)
5 m- P" H( j) {这里绘制 函数在 和 上的图像。
F% V& J t- V& l" [左图为等高线图，只有线，颜色表示值的大小，黄色表示峰，蓝色表示谷。
2 X) y' X* p7 G* k7 x, c2 J右图为填充等高线图，色彩较为明艳，比较好看，因此用得比左图多。
' |$ Y, C( |- \) j b2.3 示例2：改变等高线数目2 d7 G6 j: |! r% d; p
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, 14)subplot(1,2,2)contourf(X, Y, Z, 14)
( V& n2 s& Q, W2 k7 q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。
% @) X- M. w! y( _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。0 X I/ w7 p/ T8 s
2.4 示例3：显示特定层级9 n0 W- F& r: ?5 `
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, [-0.5 0.5])subplot(1,2,2)contourf(X, Y, Z, [-0.5 0.5])/ B8 z) @" ]% I3 {# P1 S# j
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。
/ x5 M" u* j8 o. n/ X8 l2.5 示例4：属性控制8 h4 b" M* \7 z
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。
9 r: C$ l. C9 ]3 L" c3 e* c& X$ @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')
+ o+ F" f# x% I, f% N% S( Q7 k3 ~如，为每一条等高线添加数值标签，这个用的很多。; p; A. f2 g( ~) Z; a F1 O4 y( q
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, '--','linewidth',2)subplot(1,2,2)contourf(X, Y, Z, 4,'-.','linewidth',2)) \, d; i# H+ v6 m, b" F. p
也能改变线型和线宽。
1 \ E) s! ?2 f, x2.6 示例5：不显示某些特定值或区域
- P7 d$ l3 Y O. @ Yclc %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)
- o+ R7 p2 s# m7 @7 l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。$ V% W5 h; w5 i2 X' {; B2 ^' y
NaN即not a number。6 i+ G/ S+ s; M/ [+ m2 L
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' o3 u/ O2 B/ X# v! {( H Z专栏：MATLAB科学绘图0 _0 H8 b1 Z! X. u" b
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MATLAB画图技巧与实例：目录! _+ N1 O% X- {6 {
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MATLAB画图技巧与实例（一）：常用函数( Z( |* ]3 H& ?( |
- X$ X- b! f1 R8 j; R
9 D5 [4 k5 y$ d* E# P参考# _( |; X U1 W/ s- l) I# _
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