基于matlab的全球海洋表面温度数据可视化

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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：

/ r% Q0 S9 C5 M9 G, m

%对图窗属性进行初始化 . U) R. t w: I2 g: Y5 ` p7 M 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 0 U7 C. L" y! `& ~' z) o C=zeros(180,360); %预分配内存 ( }( g' J% i, m0 ]& Q SY=zeros(22,1); %用于存储每一份数据的起始年份 STR1=cell(22,1); %用于存储变量名 STR2=STR1; %%用于存储文件名 $ N/ z$ ^/ Y e4 m2 B. v1 y( O } clim=[-1000,3500]; %设定imagesc的数值范围 $ \6 ]! ^8 L. d, p3 d; v im=imagesc(C,clim); %创建image初始对象 6 B5 {' J& T0 [8 B8 N4 C colormap(jet); %指定颜色映射类型为jet & o6 Z# R& _* U9 X' y9 Y6 x/ V, w txt=text(320,175,0,,"FontSize",20); %初始化一个text对象，用于显示年份和月份 % y- A; d: ]* j7 G& _+ Y title(Sea Surface Temperature (From 1870.1 to 2020.11),Interpreter,latex,FontSize,20); axis off 9 t# M: z1 e4 s* `- f0 V9 j hold on cbar(); %显示预先设定的colorbar %% % ]# s' j2 o* P- u" h' h! h filename = SST.mp4; fps=10; 2 y; l! @ R0 @/ M! g { WriteObject=VideoWriter(filename,MPEG-4); %创建视频写入对象 WriteObject.FrameRate=fps; WriteObject.Quality=100; . E+ z E( L$ p" B R open(WriteObject); 7 Z2 x. R/ e3 O; L4 f v& I %% SY(1:5,1)=[1870 1901 1931 1961 1991]; 5 F- ^- c. e$ U0 z* ?4 K STR1(1:5,1)={HadISST1SST18701900,HadISST1SST19011930,HadISST1SST19311960,HadISST1SST19611990,HadISST1SST19912003}; STR2(1:5,1)={SST1870_1900,SST1901_1930,SST1931_1960,SST1961_1990,SST1991_2003}; 3 b) V0 G5 o. d1 H2 ?$ V1 O for m=4:19 C7 O; ?- W( K' k- b1 Z# W$ J sy=2000+m; " g# a9 t! x0 r/ p str1=[HadISST1SST20,num2str(m,%02d)]; 0 b Q% {% o* H8 }& G5 U; V$ g str2=[SST20,num2str(m,%02d)]; $ z8 K ^: ^$ a" _2 i5 c1 ^ SY(m+2,1)=sy; STR1(m+2,1)={str1}; 5 I0 V( k: q9 ]% O9 e STR2(m+2,1)={str2}; 9 q0 W. c* B* z* P$ z5 l end SY(end)=2020; ( i8 o4 w8 {3 D$ C' _ STR1(end)={HadISST1SST1}; # {# N, G4 X% F STR2(end)={SST2020}; 1 _* s: I/ [% k3 N/ M [rowsize,~]=size(SY); + I- j- ^" [& w4 Z for i=1:rowsize shsst(STR1{i},STR2{i},C,SY(i),WriteObject,im,txt) 7 \3 c4 m( x4 n e end 5 D1 m5 d# P$ R6 G3 G4 Z4 O 2 Z, a9 @8 Q& M1 ]" e$ w5 N$ [$ M* x hold off ! G1 p. p1 j3 C E' o& ~ close(WriteObject) 6 Q: m' A! Q9 p# i& t9 m %% ! v+ S8 F9 |: P G% E functioncbar()Tem=(-10:5:35); labcell=cell(1,10); %用于存储colorbar标签 for i=1:10 labcell(i)={[${,int2str(Tem(i)),\,}^oC$]}; end cb=colorbar; % B& k% @# e: [. k cb.TickLabelInterpreter=latex; %设置colorbar的刻度标签解释器为latex cb.TickLabels=labcell; cb.FontSize=12; * z k0 O3 r6 Q4 d( Q end - k9 F; b4 d: F( {% ?( ~. O 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 - Z# N. t- ]6 F" y2 o$ F0 [% C for i=0:n1 eval([C(:,=,str1,(2+181*i:181+181*i,1:360);]); C(C==-32768)=NaN; 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 ' J; N/ W& \% O4 j* Q. f* [ set(txt,String,[int2str(sy+floor(i/12)),-,int2str(mod(i,12)+1)]); %更新文本 frame=getframe(gcf); writeVideo(WriteObject,frame); end eval([clear ,str1]); 9 X/ o% D# h9 V' Y _2 `8 G4 b end + d2 m7 z% X" V, s1 c; [

效果图：

2 I8 b9 v3 g* d) c5 t% M4 B

数据来源网站：

" @7 z' S+ k& T( s0 [9 x7 {

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

(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 7 J5 K( h1 ~) W 9 H$ F: A# [, c5 m, p0 K2 {: M # l5 ]2 `% N7 I