1、实验六 测量数据可视化实验六 测量数据可视化一、实验目的1、掌握用plot函数和fplot函数绘制曲线的方法2、通过练习熟悉三维曲线和曲面图的绘制方法3、掌握测量误差曲线和二维地形图等绘制方法二、实验环境1计算机2MATLAB7.0集成环境三、实验内容1测量平差中偶然误差分布图形绘制根据偶然误差服从 N (0 ,2)，可以应用MATLAB绘制出均方差为= 1 ,= 2 的正态分布概率密度函数的误差分布曲线，具体为x = - 40.14;y1 = normpdf ( x ,0 ,1) ;plot（x , y1 , r）hold on y2 = normpdf ( x ,0 ,2) ;plot（x
2、 , y2 , b）hold off2. 测量平差中误差椭圆的绘制平差后任一待定点坐标平差值可以计算出，而且还可计算出误差椭圆的三要素：长半轴E,短半轴F,极大值方向。function ellipse(x,y,A,B,angle)%参数说明: x,y-椭圆中点的横纵坐标;A,B-椭圆长短轴;angle-椭圆旋转角度%该函数可以通过无数个点的绘制，实现任意方向误差椭圆的绘制。 plot(y+A*sin(angle)*cos(0:pi/360:2*pi)+B*cos(angle)*sin(0:pi/360:2*pi), x+A*cos(angle)*cos(0:pi/360:2*pi)-B*sin
3、(angle)*sin(0:pi/360:2*pi); axis(equal);xlabel(x);ylabel(y);title(eclipse); %以上为函数式M文件运行ellipse(400,400,100,50,pi/4) 3、图形加注功能 例：t=0:0.1:10； y1=sin(t);y2=cos(t); plot(t,y1,r,t,y2,b-); x=1.7*pi;1.6*pi; y=-0.3;0.8; s=sin(t);cos(t); text(x, y, s); %指定位置加标注title(正弦和余弦曲线);legend(正弦,余弦)label(时间t); ylabel(正
4、弦、余弦);%自动打开gridaxis squaregrid off 4. 再看：下面表格是某城市的采样点的具体位置及海拔，取前50个样本点（共319个取样点）。附件1. 取样点位置及其所属功能区编号x(m)y(m)海拔(m)功能区编号x(m)y(m)海拔(m)功能区1747815426563579652942137373111427539486311243132117912842852917349104401787422947427293925104921271243049487293626164727286231556767827272883361715432700462261148238
5、336927233730452301019270822952243470484600244102933176774358180449615411423389565369328431124112404318951413790905365204132427397121388049543918414352643577439807764012911550624339544080177210394164777489781416869728618417586849041644270568348371186534564161437747826049419548160040444845789912142045
6、924603614594608311454212486599921469062763945422329960184447931967994942335736213514810631647257424474164345549106855528344255375864315150106434472454功能区1生活区2工业区3山区4交通区5公园绿地区下表是测量所得50个样本点的Cd浓度表二为前50个样本点的Cd的浓度：附件2. 8种主要重金属元素的浓度编号Cd (ng/g)编号Cd (ng/g)1153.80 26583.40 2146.20 27366.40 3439.20 28323.90 4
7、223.90 29424.50 5525.20 30630.00 61092.90 31635.30 7269.80 32463.40 81066.20 33532.00 91123.90 34778.70 10267.10 35754.80 11201.40 36396.30 12287.00 37687.80 13193.70 38526.00 14359.50 39449.10 15516.40 40852.70 161044.50 41459.00 17445.40 42337.30 18347.90 43568.10 19345.70 44599.00 20614.00 45635.
8、50 21257.20 46600.70 221213.50 47567.60 23325.80 48228.50 24212.10 49568.60 2590.50 50214.70 根据数据可知，取样点之间的地理距离是无关的，在考虑重金属污染元素的分布式，只需把海拔换成浓度。在编写程序中发现这不是一般的函数曲面，而是不规则采样点的集合。调用linespace函数在采样点范围内生成非均匀分布的数。联合调用griddata函数将数据内插到图中。程序清单我们给出地形图和Cd元素的分析程序代码：程序1：A=xlsread(附件_数据.xls,1,B4:E53); %先将数据放在电子表格中，再读取把
9、第1页中数据读取,必须会!x1=A(:,1);y1=A(:,2);z1=A(:,3);X1,Y1,Z1=griddata(x1,y1,z1,linspace(min(x1),max(x1),200),linspace(min(y1),max(y1),200),v4); %插值，v4是一种插值算法surf(X1,Y1,Z1);shading interp; %在flat的基础上进行色彩的插值处理，使色彩平滑过渡title(含量分布三维曲面);程序2：A=xlsread(附件_数据.xls,1,B4:E53);B=xlsread(附件_数据.xls,2,H4:I53);D=A B;x1=D(:,1
10、);y1=D(:,2);z1=D(:,6);X1,Y1,Z1=griddata(x1,y1,z1,linspace(min(x1),max(x1),200),linspace(min(y1),max(y1),200),v4);surf(X1,Y1,Z1);shading interp;title(Cd含量分布三维曲面);实现图形分析第一个图是城市地形图即地形地貌，海拔越高越趋向于红。在分析重金属污染源时，研究人员可以根据流体相关知识结合本图及当地降水量等信息，进行数据分析，以促进研究的准确性。第二个图是Cd元素在这个城市分布的三位立体图，视觉越高颜色越深则此重金属元素含量越高。第三个图是和第二
11、个图相对性的二维，颜色越趋近于红色则所含浓度越高。6. 要在某山区方圆大约27平方公里范围内修建一条公路，从山脚出发经过一个居民区，再到达一个矿区。横向纵向分别每隔400米测量一次，得到一些点的高程，下表为数据表，请利用matlab绘制该山区地貌图、等高线图和立体等高线图。提示：meshz(x,y,z)绘制地貌图 contour(x,y,z)绘制等高线图 contour3(x,y,z)绘制立体等高线图 y x1200 1600 2000 2400 2800 3200 3600 400012001130 1250 1280 1230 1040 900 500 7001320 1490 1420
12、1400 1300 700 900 8501390 1500 1500 1400 900 1100 1060 9501500 1200 1100 1350 1450 1200 1150 10101500 1200 1100 1550 1600 1550 1380 10701500 1550 1600 1550 1600 1600 1600 15501480 1500 1550 1540 1450 1300 1200 980160020002400280032003600x=1200:400:4000;y=1200:400:3600;xx,yy=meshgrid(x,y);zz=1130,125
13、0,1280,1230,1040,900,500,700;1320,1450,1420,1400,1300,700,900,850;1390,1500,1500,1400,900,1100,1060,950;1500,1200,1100,1350,1450,1200,1150,1010;1500,1200,1100,1550,1600,1550,1380,1070;1500,1550,1600,1550,1600,1600,1600,1550;1480,1500,1550,1510,1430,1300,1200,980; surf(xx,yy,zz);hold on;7.已知测量碎部点三维坐标
14、如下表所示，根据下述程序经过内插绘制等高线图表 观测数据表序号X(10M)Y(10M)H(M)1115.142129.563138.6642112.5552210.516232.7073122.0383222.9793332.94104255.58114324.55 参考程序：fid=fopen(D:My DocumentsMATLAB等值线.txt,r);data = fscanf(fid,%f %f %f,3,inf);data=data;fclose(fid);scale=1e+8;x =data(:,1);y =data(:,2);z =data(:,3);scale;xb=min(x
15、); xe=max(x); %得到最小值yb=min(y); ye=max(y); %得到最小值Xl=linspace(xb,xe,200); %沿xYl=linspace(yb,ye,200); %得到y点X,Y=meshgrid(Xl,Yl);%得到值的点坐标矩阵method=cubic; %插值方法Z =griddata(x,y,z,X,Y,method);%曲面figure;hold on;%准备图形窗口C,h=contour(X,Y,Z);%画等高clabel(C,h);colormap cool;%标示等box on;xlabel(x);ylabel(y);axis equal;t
16、itle(等值线图:(单位:scale);%设置坐标轴和标题hold off;%停止在当前图形窗口将网格 请绘制等高线图形：（此题目写到报告中）四、实验注意事项（1）对没有程序的题目，分析实验内容，写出程序大致框架或完整的程序代码。并写到实验报告中。（2）进入MATLAB7.0集成环境。（3）编辑或验证程序，并进行保存。（4）运行程序，若有错误，修改错误后再次运行，如此反复进行到不显示出错为止。（5）检查程序输出结果。五、实验心得 本次上机实验是测量数据可视化，这很复杂其中包含了许多其他方面的东西。自己在课前做了预习，课堂上听取了老师所讲的知识。然后做实验报告时，一些简单的基础操作没有什么问题。但是其中有一部分拟合与差值的部分不是很懂，加上实验中这块的内容很少，将数据放在电子表格中，再数据读取这一块也不是很懂，需要多加的练习，很快就做出来了。 实验成绩_实验时间和地点_ 实验指导老师_
