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：

%对图窗属性进行初始化 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 ! q* R. m2 o6 x) y+ c4 B 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 * S8 s u! W, {: v* n STR2=STR1; %%用于存储文件名 clim=[-1000,3500]; %设定imagesc的数值范围 im=imagesc(C,clim); %创建image初始对象 colormap(jet); %指定颜色映射类型为jet txt=text(320,175,0,,"FontSize",20); %初始化一个text对象，用于显示年份和月份 2 ^6 V: C" e9 ~# J- T" k title(Sea Surface Temperature (From 1870.1 to 2020.11),Interpreter,latex,FontSize,20); axis off hold on * W6 X, C& d$ S2 J+ t0 R$ A cbar(); %显示预先设定的colorbar 7 D# h) O7 ^" a$ P %% 5 l' b+ @# c) j3 c; f filename = SST.mp4; fps=10; WriteObject=VideoWriter(filename,MPEG-4); %创建视频写入对象 WriteObject.FrameRate=fps; WriteObject.Quality=100; open(WriteObject); %% SY(1:5,1)=[1870 1901 1931 1961 1991]; STR1(1:5,1)={HadISST1SST18701900,HadISST1SST19011930,HadISST1SST19311960,HadISST1SST19611990,HadISST1SST19912003}; : G t& ]- d3 H; ]; N8 t STR2(1:5,1)={SST1870_1900,SST1901_1930,SST1931_1960,SST1961_1990,SST1991_2003}; for m=4:19 sy=2000+m; : N8 N0 q/ ^& Z w' M! c3 r5 ~8 h1 e str1=[HadISST1SST20,num2str(m,%02d)]; ' ]+ h9 \! N# \$ E* K. L str2=[SST20,num2str(m,%02d)]; SY(m+2,1)=sy; , t# T/ a# c9 n" n+ u: W3 J0 m! Q STR1(m+2,1)={str1}; STR2(m+2,1)={str2}; ) B& x' W1 C# T4 V# k a# k end 1 o& w7 s' m' x* V SY(end)=2020; STR1(end)={HadISST1SST1}; STR2(end)={SST2020}; " k* \$ c' J# z! \! E- J" v& O+ p 1 E$ ]3 t1 u- h0 Z# k/ H; ]+ x [rowsize,~]=size(SY); 1 R8 P% r6 X/ y; @$ ^4 z for i=1:rowsize . V' k' ]; b' W/ k shsst(STR1{i},STR2{i},C,SY(i),WriteObject,im,txt) end hold off close(WriteObject) $ [1 C: Y( E; W" j( \4 b %% 1 [1 p* A5 `/ h( v# l3 A) p% x functioncbar()Tem=(-10:5:35); 2 h) f* Z4 n& O$ @: ~! z$ [ labcell=cell(1,10); %用于存储colorbar标签 7 j2 x2 r/ \; z, x: X T3 h+ P) K for i=1:10 labcell(i)={[${,int2str(Tem(i)),\,}^oC$]}; 7 s$ y4 `7 M! ?" l [5 p5 [ end cb=colorbar; # S& }- C0 V+ W- J. U- l cb.TickLabelInterpreter=latex; %设置colorbar的刻度标签解释器为latex 0 m" ^! N0 c' M/ t6 m cb.TickLabels=labcell; cb.FontSize=12; h# j% T3 J6 l! P' q end 7 f, K+ x. Y0 G) G5 B/ S L0 x 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; ' R _2 r' u1 S( @5 ^ 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 / T- x* V8 B- Q3 y4 S5 o6 R6 M7 A; m set(txt,String,[int2str(sy+floor(i/12)),-,int2str(mod(i,12)+1)]); %更新文本 ) i4 k' J, N- \& T6 @% } frame=getframe(gcf); 2 \0 p( U$ Q& i+ ~+ A3 i writeVideo(WriteObject,frame); # ~9 x8 g% t$ C" D' T; o end eval([clear ,str1]); end

) c( d% `/ U( c" c+ J3 z

效果图：

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数据来源网站：

! R% l3 D2 s2 L" ?2 @

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

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(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/)

, g" e1 G( H! a% ^# R3 r6 f w

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

6 \" s9 A( ?1 ?6 N. S* _ B7 [% I; M

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）

. e' N& v8 ^* Z6 U3 e: z

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 ( F5 F% b5 S S' `7 W7 Q & |/ r* {$ E- A8 o4 j, U7 x. S5 _9 h