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。

/ v% k) n2 i9 d/ u+ ?

matlab程序代码：

: w, q7 f8 J) c0 S0 U; {4 T

%对图窗属性进行初始化 figure1 = figure(1); %创建图窗并获取图窗句柄 # N5 g0 _ a" P% f$ L; z 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 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 STR1=cell(22,1); %用于存储变量名 0 B# E/ u7 Z `8 ?5 G" j4 D8 w7 } STR2=STR1; %%用于存储文件名 clim=[-1000,3500]; %设定imagesc的数值范围 0 Q4 T3 `* e; t7 b" |/ q im=imagesc(C,clim); %创建image初始对象 5 l) Z$ e9 W" s! I% {4 u colormap(jet); %指定颜色映射类型为jet 5 k x$ x+ F; u" H0 y, T" f txt=text(320,175,0,,"FontSize",20); %初始化一个text对象，用于显示年份和月份 title(Sea Surface Temperature (From 1870.1 to 2020.11),Interpreter,latex,FontSize,20); axis off hold on % ?4 w7 H! q3 |* ~$ Z cbar(); %显示预先设定的colorbar # X7 g* e8 O; i) @$ c' w %% 6 o! F' c4 ~. l/ U# ~" P filename = SST.mp4; fps=10; 3 t ~8 y/ o9 J2 y9 d WriteObject=VideoWriter(filename,MPEG-4); %创建视频写入对象 2 a8 F, p0 w: T) q" n) r3 V WriteObject.FrameRate=fps; WriteObject.Quality=100; open(WriteObject); 8 u/ G, g* u! `5 F! K %% SY(1:5,1)=[1870 1901 1931 1961 1991]; z& c) D4 Y6 x3 I STR1(1:5,1)={HadISST1SST18701900,HadISST1SST19011930,HadISST1SST19311960,HadISST1SST19611990,HadISST1SST19912003}; STR2(1:5,1)={SST1870_1900,SST1901_1930,SST1931_1960,SST1961_1990,SST1991_2003}; for m=4:19 + X# q4 \9 Z. E; v$ e sy=2000+m; 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}; r$ [. B! T* w7 O9 q7 ` end SY(end)=2020; STR1(end)={HadISST1SST1}; STR2(end)={SST2020}; ( |& \0 A: `* i3 Q2 ] [rowsize,~]=size(SY); & S9 H' E$ g+ t# v for i=1:rowsize ; T2 {6 V* ?# o# g" k1 M9 ~ shsst(STR1{i},STR2{i},C,SY(i),WriteObject,im,txt) end ; i3 K6 }9 V' u hold off close(WriteObject) 4 C3 V( g' s# V: b %% functioncbar()Tem=(-10:5:35); labcell=cell(1,10); %用于存储colorbar标签 0 h/ {/ G4 e1 ~- f$ x for i=1:10 4 e$ c0 U0 p" D1 X& k labcell(i)={[${,int2str(Tem(i)),\,}^oC$]}; end cb=colorbar; " H2 Q8 N0 t4 a0 m$ O/ Z" `& l cb.TickLabelInterpreter=latex; %设置colorbar的刻度标签解释器为latex % b# L$ s9 ]9 L2 m8 Y cb.TickLabels=labcell; cb.FontSize=12; end - r" a; E5 s5 \ % H' h" H8 X5 ~6 a% \ 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 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 1 o* a! M* w: H. a7 W" n/ I8 V0 | 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]); ! H, ]/ K2 `) t# R, I5 X end ) k7 O0 d, T! {# x# [: `6 g! h4 Q

效果图：

数据来源网站：

. [: X" e. s5 M* P' B9 h( m/ P( C

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

2 l3 x) k: X" K: a a, d; P

(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

5 k9 o2 |( n8 k% x

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）

+ I ~. ]1 q% {' M! H7 H

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 $ h0 F- K* m9 o# ?7 }+ N4 z 1 ]9 U9 W. l$ X" j! F6 {% `