MATLAB画图技巧与实例（二十）：等高线图contour和contourf函...

从本文开始，讲述使用MATLAB绘制等高线图，相关函数包括：

• contour-矩阵的等高线图
• contourf-填充的二维等高线图
• contourc-低级等高线图计算
• contour3-三维等高线图
• contourslice-在三维体切片平面中绘制等高线
• clabel-为等高线图添加高程标签
• fcontour-绘制等高线
  

本文讲述contour和contourf两个函数，用得最广泛，论文中经常能看到。
, l* m% f* q$ |, I1 常用函数
" x7 V% X9 a: P3 [
在介绍等高线函数前，先介绍几个常用函数。
7 S- S. z- P7 h7 \0 R$ X1.1 linspace函数
linspace函数用于生成线性等间距矢量。
用法如下
% U% o( o+ O5 w5 y' [y = linspace(x1,x2)y = linspace(x1,x2,n)
$ Z" O) W# e! c2 v用于在两点间均匀产生n个点，默认是100个点。
) T0 |9 Z; ^( |# O2 l2 Fy = linspace(0,pi,150);length(y)
返回值为150。
1.2 meshgrid函数
等高线图的对象为矩阵，因此需要将向量转化为矩阵。
可采用meshgrid函数。
7 R8 w$ a! Q+ f. E用法
[X,Y] = meshgrid(x,y)[X,Y] = meshgrid(x)[X,Y,Z] = meshgrid(x,y,z)[X,Y,Z] = meshgrid(x)
6 h1 X, h/ C+ `& B- G; H* K例如
# X- z3 F- p/ _* c4 Z+ R! Jclc %更多文章，www.52ocean.cn allclose ally = linspace(0,pi,4);Y = meshgrid(y);yY
' P5 o$ ~$ A3 `9 {& B1 \, u) T运行结果为
y =         0    1.0472    2.0944    3.1416Y =         0    1.0472    2.0944    3.1416         0    1.0472    2.0944    3.1416         0    1.0472    2.0944    3.1416         0    1.0472    2.0944    3.1416
$ I+ p, o$ S0 o5 x8 W2. contour和contourf函数
7 M8 e. C7 P( r
2.1 用法
contourf(Z)contourf(X,Y,Z)contourf(___,levels)contourf(___,LineSpec)contourf(___,Name,Value)contourf(ax,___)M = contourf(___)[M,c] = contourf(___)
; ?# C) `9 b' F8 ~/ \1 v6 j1 d+ y2 K

contourf(Z) 创建一个包含矩阵 Z 的等值线的填充等高线图，其中 Z 包含 x-y 平面上的高度值。MATLAB® 会自动选择要显示的等高线。Z 的列和行索引分别是平面中的 x 和 y 坐标。
contourf(X,Y,Z) 指定 Z 中各值的 x 和 y 坐标。
contourf(___,levels) 将要显示的等高线指定为上述任一语法中的最后一个参数。将 levels 指定为标量值 n，以在 n 个自动选择的层级（高度）上显示等高线。要在某些特定高度绘制等高线，请将 levels 指定为单调递增值的向量。要在一个高度 (k) 绘制等高线，请将 levels 指定为二元素行向量 [k k]。
" @0 h4 ]' x% U9 Ncontourf(___,LineSpec) 指定等高线的线型和颜色。
( O  f6 Q/ I0 q, K3 F2 ~5 @* @contourf(___,Name,Value) 使用一个或多个名称-值对组参数指定等高线图的其他选项。请在所有其他输入参数之后指定这些选项。有关属性列表，请参阅 Contour 属性。
2 o+ I( h0 [/ _9 z, I7 Wcontourf(ax,___) 在目标坐标区中显示等高线图。将坐标区指定为上述任一语法中的第一个参数。
M = contourf(___) 返回等高线矩阵 M，其中包含每个层级的顶点的 (x, y) 坐标。
[M,c] = contourf(___) 返回等高线矩阵和等高线对象 c。显示等高线图后，使用 c 设置属性。[1][2]

contour和contourf函数用法完全一致。
0 P% {. h$ B- I5 @2.2 示例1
% ]# ~4 R0 d* I& \( jclc %更多文章，www.52ocean.cn allclose allx = linspace(0,10,100);y = linspace(0,10,100);[X, Y] = meshgrid(x,y);Z = cos(5*X/pi) + sin(5*Y/pi);subplot(1,2,1)contour(X, Y, Z)subplot(1,2,2)contourf(X, Y, Z)
6 A1 G# E& h1 E3 |; H# o7 ?: L这里绘制  函数在  和  上的图像。
8 {8 p  d3 f# F* a  F; `左图为等高线图，只有线，颜色表示值的大小，黄色表示峰，蓝色表示谷。
右图为填充等高线图，色彩较为明艳，比较好看，因此用得比左图多。
9 p! s. E6 A5 j( I9 {2.3 示例2：改变等高线数目
  q1 H! C, |8 Iclc %更多文章，www.52ocean.cn allclose allx = linspace(0,10,100);y = linspace(0,10,100);[X, Y] = meshgrid(x,y);Z = cos(5*X/pi) + sin(5*Y/pi);subplot(1,2,1)contour(X, Y, Z, 14)subplot(1,2,2)contourf(X, Y, Z, 14)
& W; ]' Y9 i* ^# u等高线数目是等高线图的重要参数，2.2中的图从最高点到最低点，默认为7个线条。
% r8 }5 i) H3 w% I; x, b  T这里，数量增加到14。不建议数目太多，看起来感觉乱，Ps密集恐惧症简直要犯了，也不建议太少。
2.4 示例3：显示特定层级
clc %更多文章，www.52ocean.cn allclose allx = linspace(0,10,100);y = linspace(0,10,100);[X, Y] = meshgrid(x,y);Z = cos(5*X/pi) + sin(5*Y/pi);subplot(1,2,1)contour(X, Y, Z, [-0.5 0.5])subplot(1,2,2)contourf(X, Y, Z, [-0.5 0.5])
我们可以控制显示区间，例如这里只显示[-0.5 0.5]之间的数据，大于0.5位黄色，小于-0.5白色，深蓝色为中间值。
2.5 示例4：属性控制
在图形句柄中有很多参数可以设定，包括颜色、线型、线宽、标签值等等。
  n* m/ t( ?! l( e; fclc %更多文章，www.52ocean.cn allclose allx = linspace(0,10,100);y = linspace(0,10,100);[X, Y] = meshgrid(x,y);Z = cos(5*X/pi) + sin(5*Y/pi);subplot(1,2,1)contour(X, Y, Z, 4, 'ShowText','on')subplot(1,2,2)contourf(X, Y, Z, 4,'ShowText','on')
" L! k/ m! {; n* w如，为每一条等高线添加数值标签，这个用的很多。
clc %更多文章，www.52ocean.cn allclose allx = linspace(0,10,100);y = linspace(0,10,100);[X, Y] = meshgrid(x,y);Z = cos(5*X/pi) + sin(5*Y/pi);subplot(1,2,1)contour(X, Y, Z, '--','linewidth',2)subplot(1,2,2)contourf(X, Y, Z, 4,'-.','linewidth',2)
+ |' ?9 U3 p8 d2 W5 [# b) E也能改变线型和线宽。
2.6 示例5：不显示某些特定值或区域
8 o0 A1 P1 }2 p$ r) A* xclc %更多文章，www.52ocean.cn allclose allx = linspace(0,8,100);y = linspace(0,5,100);[X, Y] = meshgrid(x,y);Z = cos(5*X/pi) + sin(5*Y/pi);X(45:55, = NaN;Y(:,45:55) = NaN;contourf(X, Y, Z)
$ q8 V; @1 @% P) d- t论文中经常遇到某些值、区域不想显示出来，留作空白。那么可以让这些区域的坐标或者值抠除即可，采用NaN赋值即可，如上图所示。
NaN即not a number。
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) z4 e8 k: S* g' f6 c1 s: `MATLAB画图技巧与实例：目录

1 @0 @4 Z. C  |8 O( _MATLAB画图技巧与实例（一）：常用函数
3 |* z) b- Y% a8 Z/ a. A9 p( @' ^& C
% L# K3 B3 r8 I0 G2 f0 |. ?1 v+ c( s' K: N
: A4 \" S$ z4 p: u  o参考

• ^MATLAB帮助文档 www.52ocean.cn
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