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 8 H" ?/ e! q7 A7 g figure1 = figure(1); %创建图窗并获取图窗句柄 . n4 `" }7 k# e8 t$ C) B- [ 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 ' c) w2 |7 t. V 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 + L0 W. g2 A; V* W6 h3 e: t7 G8 { STR2=STR1; %%用于存储文件名 clim=[-1000,3500]; %设定imagesc的数值范围 6 _3 [0 N5 }, ~+ O/ i$ A/ f( H im=imagesc(C,clim); %创建image初始对象 colormap(jet); %指定颜色映射类型为jet . n t. A* K& h$ t txt=text(320,175,0,,"FontSize",20); %初始化一个text对象，用于显示年份和月份 4 D6 g* \; S8 u% a# i title(Sea Surface Temperature (From 1870.1 to 2020.11),Interpreter,latex,FontSize,20); axis off 4 P* S. R, y" p0 V$ K hold on cbar(); %显示预先设定的colorbar 4 E/ |+ W3 L# O |- E) e+ i+ |5 j7 q! m %% filename = SST.mp4; fps=10; ) a" N( H O+ Q& \ WriteObject=VideoWriter(filename,MPEG-4); %创建视频写入对象 + j, x0 a& o5 w( m$ `& Z) o WriteObject.FrameRate=fps; WriteObject.Quality=100; open(WriteObject); $ W5 P- |3 b4 W7 X7 J %% SY(1:5,1)=[1870 1901 1931 1961 1991]; STR1(1:5,1)={HadISST1SST18701900,HadISST1SST19011930,HadISST1SST19311960,HadISST1SST19611990,HadISST1SST19912003}; * u- x: {+ j- C9 ^2 y3 B STR2(1:5,1)={SST1870_1900,SST1901_1930,SST1931_1960,SST1961_1990,SST1991_2003}; 3 } h& F; l5 o3 x: f' E7 C4 \ for m=4:19 / s4 Q" ~8 f I* r y sy=2000+m; ' ]0 X' B, l0 ~0 z+ K str1=[HadISST1SST20,num2str(m,%02d)]; str2=[SST20,num2str(m,%02d)]; " M6 h* D$ k" n) }7 W+ i4 D. L, ] SY(m+2,1)=sy; STR1(m+2,1)={str1}; STR2(m+2,1)={str2}; $ _+ n) O* C1 @4 p1 R end SY(end)=2020; 5 N( i2 D4 c5 Z! N STR1(end)={HadISST1SST1}; , p9 E+ v9 E7 C6 R& H' O( ]& x STR2(end)={SST2020}; & C( f% G" h6 i [rowsize,~]=size(SY); for i=1:rowsize shsst(STR1{i},STR2{i},C,SY(i),WriteObject,im,txt) end 1 P8 C" ~& [/ s" t3 |0 ~, {6 V hold off & M4 E3 e- X! r" W6 a( u2 i( I& U close(WriteObject) / y# T5 K( ^6 T1 w# Z4 n %% 1 G* i. q+ w5 U functioncbar()Tem=(-10:5:35); % n: U. p" M5 a4 M labcell=cell(1,10); %用于存储colorbar标签 - [' o0 ~* F6 H$ N for i=1:10 labcell(i)={[${,int2str(Tem(i)),\,}^oC$]}; end cb=colorbar; $ K6 ?" {: O) C cb.TickLabelInterpreter=latex; %设置colorbar的刻度标签解释器为latex cb.TickLabels=labcell; 7 D1 c8 U0 a+ g# Z6 o cb.FontSize=12; ' H% d6 s* H; v& h, A2 Y end : S& c1 P" I! V8 L8 Z2 Y5 n1 C' Y. E+ N / Z/ ?' Y4 t' S4 y4 C% P1 G 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);]); 3 |% j5 p0 M% W' {+ C; [5 W C(C==-32768)=NaN; set(im,CData,C); %更新im的CData属性 % S# \" Y9 v& G8 P( k$ O 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 3 D5 Y2 f" I$ i2 a& V set(txt,String,[int2str(sy+floor(i/12)),-,int2str(mod(i,12)+1)]); %更新文本 ) ~( s8 m; b/ U0 F; y frame=getframe(gcf); writeVideo(WriteObject,frame); end eval([clear ,str1]); ! ~4 d0 s! ?1 c: Y end ( \% G- ^( I/ X6 {: U

效果图：

7 ]2 r& G+ Y# o% E3 I

数据来源网站：

! G/ @% { H# e- w

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

: X- D, N; z4 _) P) D

(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/)

: w$ a6 j3 D) W" u; l4 c

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：

) R4 S3 e" G$ j1 I

https://pan.baidu.com/s/1cZhZ35nhYMAjzzYs6HUSlA​pan.baidu.com/s/1cZhZ35nhYMAjzzYs6HUSlA

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）

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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 + P* L' J+ _) n# l2 \9 z7 ^% \0 H