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2024年4月21日发(作者：js new)
ＩＳＳＮ １ｏ０９－３０４４
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ｈｎｐ：／／ｗｗｗ．ｄｎｚｓ．ｎｅｔ．Ｏｉｌ
Ｔｅｌ：＋８６—５５ ｌ一５６９０９６３ ５６９０９６４
ＣｏｍｐｅｅｒＫｎｏｗｌｅｄｇｅａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ电脑知识与技术
Ｖｏｌ ７，Ｎｏ．１９，Ｊｕｌｙ ２０１１．
Ｍａｔｌａｂ中二维数据可视化及应用
张晓利
（西安邮电学院计算机学院，陕西西安７１０ｉ２１）
摘要：ＭＡＴＬＡＢ在数据可视化中的应用主要体现在数据的二维曲线、三维曲线和曲面等方面。该文以二维绘图指令为例，详细分析
指令中的绘图数据含义．并给出相应的实例，目的在于对形式多样的数据理解提供有力帮助。
关键词：ＭＡＴＬＡＢ；数据可视化；ｐｌｏｔ
中图分类号：ＴＰ３１２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—３０４４（２０１１）１９—４７４８—０２
Ｔｈｏｒｏｕｇｈ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｄａｔａ Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ Ｍａｆｌａｂ
ＺＨＡＮＧ Ｘｉａｏ－ｌｉ
（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｘｉ ａｎ Ｉｎｓｉｔｔｕｔｅ Ｏｆ Ｐｏｓｔ＆Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，Ｘｉ ａｎ ７１０１２１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＭＡＴＬＡＢ ｄａｔａ ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ｉｓ ｍａｉｎｌｙ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｔＷＯ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｃｕｒｖｅ，ｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｃｕｒｖｅｓ ａｎｄ ｓｕｒｆａｃｅｓ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ．Ｉｎ
ｔｈｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｇｒａｐｈｉｃｓ ｃｏｍｍａｎｄｓ，Ｔｈｅ ｍｅａｎｉｎｇｓ ｏｆ ｍａｐｐｉｎｇ ｄａｔａ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．Ａｉｍｓ ａｔ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｆｏｒｍｓ ｏｆ
ｄａｔａ ａｒｅ ｔＯ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｐｏｗｅｒｆｕｌ ｈｅｌｐ。
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＭＡＴＬＡＢ；ｄａｔａ ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ；ｐｌｏｔ
ＭＡＴＬＡＢ是国际上公认的最优秀的科技应用软件．已被广泛地应用到教学、工程计算、通信、图像处理、自动化控制等领域。
ＭＡＴＬＡＢ在数据可视化方面提供了强大的功能．它可以把数据用二维、三维乃至四维图形表现出来。通过对图形的线型、立面、色彩、
渲染、光线以及视角等属性的处理，将计算数据的特性表现得淋漓尽致。
正是ＭＡＴＬＡＢ绘图指令中数据形式的多样性，使得数据表现很丰富。在实际的教学过程中，学生对数据可视化很感兴趣，可是
对绘图指令中形式灵活的数据往往理解不清。因此，本文以二维绘图指令为例详细分析指令中各种形式数据的含义。
１数据的多样性
数据可视化的目的在于通过图形，从一堆杂乱的离散数据中观察数据间的内在关系，感受由图形所传递的内在本质。对于二维
曲线有连续曲线和离散图形。对于离散图形，只需要表示出这些实数对。对于连续曲线，进行可视化也必须先在一组离散自变量上
计算相应的函数值，并把这一组“数据对”用点图示，但这些离散的点不能表现函数的连续性，还需要做进一步的处理，将这些离散
点用线条连接起来。他们都是通过二维绘图指令ｐｌｏｔ来完成的，要通过不同的设置绘制连续曲线和离散图形。
在大学阶段所学的数学相关课程中，大家都有一个共识，解决问题默认在实数范围内考虑问题，同时有了Ｃ语言的基础，变量
局限于标量范围内。但是ＭＡＴＬＡＢ软件默认的数据范围是复数范围内，数据有可能是实数，有可能是复数，默认变量为矩阵，矩阵又
分为１Ｘ１的标量、ｌＸｎ或ｎＸ１的向量、ｍＸｎ的二维矩阵乃至高维矩阵，对于形式多样的数据作为绘图指令中的数据具有不同的含
义。
２数据的二维曲线表现图函数
函数ｐｌｏｔ是ＭＡＴＬＡＢ二维曲线绘图中最简单、最重要、使用最广泛的一个线性绘图函数，它不仅可以绘制连续曲线图，也可以
绘制离散图形。它有三种调用方式，同时作为ｐｌｏｔ函数的数据参数又是灵活多样的。下面详细分析不同的形式参数在不同的ｐｌｏｔ调
用格式中的含义。
２．１ ｐｌｏｔ的第一种调用格式：ｐｌｏｔ（Ｘ，‘ｓ’）
当Ｘ是实向量时，以该向量元素的下标为横坐标、元素值为纵坐标画出一条连续曲线，这实际上是绘制折线图。
当Ｘ是复数向量时。以向量元素的实部为横坐标、虚部为纵坐标绘制一条曲线。
当Ｘ是实矩阵ｍＸｎ时．则绘制出ｎ条曲线，每条曲线按所在的列绘制，横坐标为列所在的行号，纵坐标为元素值。
当ｘ是复数矩阵ｍＸｎ时，则绘制出ｎ条曲线，每条曲线分别以所在的列元素的实部为横坐标、虚部为纵坐标绘制曲线。
ｓ是用来指定线型、色彩、数据点形的选项字符串。它可以缺省，此时线形、色彩将由ＭＡＴＬＡＢ的默认设置确定。
２．２ ｐｌｏｔ的第二种调用格式：ｐｌｏｔ（Ｘ，Ｙ，‘Ｓ’）
当Ｘ、Ｙ是同维向量时，绘制以Ｘ、Ｙ元素为横、纵坐标的曲线。
当Ｘ是向量，Ｙ是有一维与Ｘ等维的矩阵时。则绘制出多根不同色彩的曲线。曲线数等于Ｙ阵的另一维数，Ｘ被作为这些曲线
的共同横坐标。
收稿日期：２０１１－０４－１６
作者简介：张晓利（１９７６－），女，陕西临潼人，讲师，主要研究方向为计算机应用。
４７４８ 计算机工疆应用技术 本栏目责任编辑：粱书
第７卷第１９期（２０１１年７月） ＣｏｍｐｕｔｅｒＫｎｏｗｌｅｄｇｅ ａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ电脑知识与技术
当Ｘ是矩阵，Ｙ是向量时，情况与上相同，只是曲线都以Ｙ为共同纵坐标。
当ｘ、Ｙ是同维矩阵时，则以Ｘ、Ｙ对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线，曲线条数等于矩阵的列数。
Ｓ的意义与其在ｐｌｏｔ（Ｘ，‘Ｓ’）格式中的意义相同。
２．３ ｐｌｏｔ的第三种调用格式：ｐｌｏｔ（Ｘ１，Ｙ１，‘ｓｌ’，Ｘ２，Ｙ２，‘ｓ２’，…）
在此格式中，每个“三元组”（ｘ，Ｙ，‘ｓ’）的结构和作用，与ｐｌｔ（ｏＸ，Ｙ，‘ｓ’）相同。不同的“三元组”之间没有约束关系。它可以在同一
个图形窗口上绘制多条曲线。
２．４ ｐＩｏｔ绘制二维连续曲线和离散图形的设置
连续图形的绘制是在足够多的离散点基础上，将相邻的两点用直线连接起来绘制的。从它的绘制过程来看，离散图形和
连续图形有相同之处。所以在ＭＡＴＬＡＢ中使用同一个函数ｐｌｏｔ绘制连续曲线和离散图形，数据参数ｘ，ｙ的含义相同，只是第三
个参数‘ｓ’的含义不同。‘ｓ’代表的是线型和颜色，默认情况下，‘Ｓ’取蓝色的细实线。线型包括连续曲线的线类型和离散点的形状，若
给的是线型，则绘制连续曲线，若给的是点的形状，则绘制离散图形。
３实例
用图形表示连续调制波形ｙ＝ｓｉｎ（ｔ）ｓｉｎ（９ｔ），并把与ｘ轴相交的点用兰色的圆圈表示出来。
ｔ＝『０：ｐｉ／１００：ｐｉ）＇；
ｙｌ＝ｓｉｎ（ｔ） ［１，一１】；
ｙ２＝ｓｉｎ（ｔ）． ｓｉｎ（９ ｔ）；
ｔ３＝ｐｉ （０：９），９；
ｙ３＝ｓｉｎ（ｔ３）． ｓｉｎ（９ ｔ３）；
ｐｌｔ（ｏｔ，ｙｌ，，ｒ： ｔ，ｙ２，，ｂ，）
ｔ，ｙ１绘制以ｔ为共同的横坐标，以列元素为纵坐标绘制２条红色的曲线
ｔ，ｖ２绘制一条蓝色的曲线
ｈｏｌｄ ｏｎ‘接着绘制
ｐｌｔ￣３，ｏｙ３， ｏ，）’ｔ３，ｙ３绘制离散点为蓝色的圆圈
ａｘｉｓ（［０，ｐｉ，－１，１】）
ｘｌａｂｅｌ（‘ｔ）。’；ｙｌａｂｅｌ（‘Ｙ’）；
ｓｅｔ（ｇｃａ， ｔｉｃｋ ，［Ｏ：ｐｉ／９：ｐｉ］，＂Ｙｔｉｃｋ＇，卜１：０．５：１】）；
４结束语
通过对常用绘图指令ｐｌｏｔ中的数据的详细分析，给学习ＭＡＴＬＡＢ图形表现功能的有关人员提供一个有力的帮助。使得Ｍａｔｌａｈ
的图形功能可实际应用于高等数学、线性代数、计算方法等课程的教学过程中，使抽象的教学内容变得可视化，增加了课程内容的生
动性与表现力。
参考文献：
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ｔ４１陈本富，王贵武，沈慧，等．基于Ｍａｄａｈ的数据处理方法在ＧＰＳ高程拟合中的应用【Ｊ１．昆明理工大学学报：理工舨，２００９（５）－６２—６４．
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本栏目责任编辑：梁书 一 ＊－计算机工租应用技术 ４７４９
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