參考書：《$\mathrm{MATLAB}$與學(xué)術(shù)圖表繪制》(關(guān)東升)。

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8.雙變量圖形繪制

8.1 散點(diǎn)圖

• 散點(diǎn)圖用于顯示兩個(gè)變量間的關(guān)系，每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)在圖上表示為一個(gè)點(diǎn)，一個(gè)變量在$\mathrm{X}$軸，一個(gè)變量在$\mathrm{Y}$軸，通過觀察散點(diǎn)圖，可以觀察兩個(gè)變量之間的趨勢(shì)、關(guān)聯(lián)性和離群值；

• 散點(diǎn)圖應(yīng)用情況：

  • 關(guān)聯(lián)分析：散點(diǎn)圖可以確定兩個(gè)變量之間是否存在關(guān)聯(lián)關(guān)系，如果散點(diǎn)圖顯示數(shù)據(jù)點(diǎn)在圖上形成一條趨勢(shì)線，則可以說明兩個(gè)變量間存在一定的關(guān)聯(lián)關(guān)系；
  • 異常值檢測(cè)：通過散點(diǎn)圖，可以識(shí)別任何偏離正常模式的異常值，異常值通常是圖上離群的數(shù)據(jù)點(diǎn)；
  • 集群識(shí)別：如果散點(diǎn)圖上存在多個(gè)簇(聚類)，則可以推斷數(shù)據(jù)在不同組之間具有不同的特性；
  • 趨勢(shì)分析：散點(diǎn)圖可以幫助分析數(shù)據(jù)的趨勢(shì)，如：是否存在周期性的模式或趨勢(shì)；
  • 相關(guān)性分析：通過計(jì)算兩個(gè)變量間的相關(guān)系數(shù)，可以定量衡量變量間的關(guān)聯(lián)程度；

• 散點(diǎn)圖應(yīng)用示例：

  • 金融市場(chǎng)分析：用于分析不同資產(chǎn)間的相關(guān)性，以便構(gòu)建投資組合；
  • 醫(yī)學(xué)研究：用于研究藥物劑量與患者癥狀間的關(guān)系；
  • 生態(tài)學(xué)：用于分析不同環(huán)境因素間的相互作用，如：溫度和物種多樣性間的關(guān)系；
  • 制造業(yè)質(zhì)量控制：用于檢測(cè)生產(chǎn)過程中的異常值和質(zhì)量問題；

• 散點(diǎn)圖繪制基本語(yǔ)法：

  % 散點(diǎn)圖繪制基本語(yǔ)法:
  % scatter(x, y)% 參數(shù)說明:
  % x：包含X軸數(shù)據(jù)的向量;
  % y：包含Y軸數(shù)據(jù)的向量；% 其他參數(shù)說明:
  % 'Marker'：用于指定標(biāo)記符號(hào);
  % 'MarkerFaceColor'：用于指定標(biāo)記的填充顏色;
  % 'MarkerEdgeColor'：用于指定標(biāo)記的邊框顏色;
  % 'SizeData'：用于指定標(biāo)記的大小;
  

  % ch08_01.m
  clear;
  clc;% 1.生成隨機(jī)模擬數(shù)據(jù);
  x = rand(500, 1);
  y = rand(500, 1);% 2.繪制散點(diǎn)圖;
  scatter(x, y, 'Marker', 'o', 'MarkerFaceColor', 'r', 'MarkerEdgeColor', 'g', 'SizeData', 20);% 3.標(biāo)題、標(biāo)簽;
  xlabel('X軸');
  ylabel('Y軸');
  title('散點(diǎn)圖基本繪制示例');% 4.保存高質(zhì)量圖像;
  dpi = 600;
  imagePath = 'D:\自動(dòng)控制理論\MATLAB繪圖\Images\ch08_01.png';
  print(imagePath, '-dpng', ['-r', num2str(dpi)]);
  

  

• 分類散點(diǎn)圖：

  % 分類散點(diǎn)圖是用于可視化分類或分組數(shù)據(jù)的圖形表示方法，數(shù)據(jù)點(diǎn)按類別分組，并以不同顏色或標(biāo)記符號(hào)區(qū)分；
  % gscatter函數(shù)基本語(yǔ)法：
  gscatter(x, y, group, colors, markers)% 參數(shù)說明：
  % x、y：數(shù)據(jù)點(diǎn)的X坐標(biāo)和Y坐標(biāo),分別表示在散點(diǎn)圖中水平和垂直的位置;
  % group：一個(gè)包含分類信息的單元數(shù)組或單元矩陣,定義了每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)所屬的類別或分組;
  % colors：一個(gè)包含顏色的字符串?dāng)?shù)組,定義了每個(gè)組的顏色;
  % markers：一個(gè)包含標(biāo)記符號(hào)的字符串?dāng)?shù)組,定義了每個(gè)組的標(biāo)記符號(hào);
  

  % ch08_02.m
  clear;
  clc;% 1.生成模擬數(shù)據(jù);
  data = [randn(200, 1), randn(200, 1);2 + randn(200, 1), 2 + randn(200, 1)];% 2.分組標(biāo)簽;
  group = [repmat({'Group1'}, 200, 1);repmat({'Group2'}, 200, 1)];% 3.創(chuàng)建分類散點(diǎn)圖;
  gscatter(data(:,1), data(:,2), group, 'bg', 'xo');% 4.標(biāo)簽、標(biāo)題、圖例;
  xlabel('X軸');ylabel('Y軸');
  title('分類散點(diǎn)圖');
  legend('Group1', 'Group2');
  grid on;% 5.生成高質(zhì)量圖像;
  dpi = 600;
  imagePath = 'D:\自動(dòng)控制理論\MATLAB繪圖\Images\ch08_02.png';
  print(imagePath, '-dpng', ['-r', num2str(dpi)]);
  

  

8.2 折線圖

• 折線圖：用于顯示兩個(gè)變量之間的趨勢(shì)隨時(shí)間的變化；

• 折線圖應(yīng)用示例：

  • 股票價(jià)格趨勢(shì)圖：用于展示股票價(jià)格隨時(shí)間的波動(dòng)情況，幫助投資者分析股票的走勢(shì)和趨勢(shì)；
  • 氣溫變化趨勢(shì)圖：用來展示某個(gè)地區(qū)的氣溫隨季節(jié)或年份的變化，幫助人們理解氣候模式和季節(jié)性變化；
  • 銷售數(shù)據(jù)趨勢(shì)圖：用來跟蹤產(chǎn)品銷售數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化，幫助企業(yè)管理者了解產(chǎn)品銷售的季節(jié)性、趨勢(shì)和周期性模式；
  • 生產(chǎn)指標(biāo)趨勢(shì)圖：用來監(jiān)控生產(chǎn)指標(biāo)，如：產(chǎn)量、質(zhì)量和效率隨時(shí)間的變化，有助于優(yōu)化生產(chǎn)流程和識(shí)別潛在問題；

• 折線圖的基本繪制流程：

  % plot函數(shù)基本語(yǔ)法：
  plot(X, Y);% plot函數(shù)設(shè)置線條樣式;
  plot(X, Y, 'LineSpec');% 線條樣式說明:
  % 'r、g、b'：紅色、綠色、藍(lán)色;
  % 'k、c、m、y'：黑色、青色、品紅色、黃色;
  % '--'：虛線;
  % ':'：點(diǎn)線;
  % 'o'：圓圈標(biāo)記;
  % '+'：加號(hào)標(biāo)記;
  % 'x'：叉號(hào)標(biāo)記;
  % 's'：方形標(biāo)記;
  % 'd'：菱形標(biāo)記;
  % 'v'：下三角標(biāo)記;
  % '^'：上三角標(biāo)記;
  % '<'：左尖角標(biāo)記;
  % '>'：右尖角標(biāo)記;
  % 'p'：五角星標(biāo)記;
  % 'h'：六邊形標(biāo)記;
  

  % ch08_03.m
  clear;
  clc;% 1.生成模擬數(shù)據(jù);
  X1 = 1:15;
  Y1 = [1, 3, 4, 3, 6, 7, 5, 7, 6, 8, 11, 14, 13, 15, 16];X2 = 1:15;
  Y2 = [2, 5, 6, 4, 5, 9, 10, 7, 8, 9, 13, 7, 14, 11, 13];% 2.繪制折線圖;
  plot(X1, Y1, 'b--o', 'LineWidth', 2, 'MarkerSize', 8, 'MarkerFaceColor', 'b');
  hold on;
  plot(X2, Y2, 'r:o', 'LineWidth', 2, 'MarkerSize', 8, 'MarkerFaceColor', 'r');% 3.標(biāo)簽、標(biāo)題、圖例;
  xlabel('X軸數(shù)據(jù)');
  ylabel('Y軸數(shù)據(jù)');
  title('折線圖');
  legend('X1-Y1折線圖', 'X2-Y2折線圖');
  grid on;% 4.生成高質(zhì)量圖像;
  dpi = 600;
  imagePath = 'D:\自動(dòng)控制理論\MATLAB繪圖\Images\ch08_03.png';
  print(imagePath, '-dpng', ['-r', num2str(dpi)]);
  

  

• 高州市第一中學(xué)某同學(xué)$2024$年語(yǔ)、數(shù)、英成績(jī)排名變化折線圖示例：

  % ch08_04.m
  clear;
  clc;% 1.生成模擬數(shù)據(jù);
  month = 1:12;
  Chinese_grade_rank = [200, 180, 160, 150, 175, 155, 120, 100, 80, 95, 60, 10];
  math_grade_rank = [250, 190, 175, 120, 135, 105, 80, 60, 30, 25, 40, 20];
  English_grade_rank = [230, 150, 135, 100, 105, 95, 85, 70, 50, 35, 50, 15];% 2.繪制折線圖;
  plot(month, Chinese_grade_rank, 'b--o', 'LineWidth', 2, 'MarkerSize', 8, 'MarkerFaceColor', 'b');
  hold on;
  plot(month, math_grade_rank, 'g:o', 'LineWidth', 2, 'MarkerSize', 8, 'MarkerFaceColor', 'g');
  hold on;
  plot(month, English_grade_rank, 'r:o', 'LineWidth', 2, 'MarkerSize', 8, 'MarkerFaceColor', 'r');% 3.標(biāo)簽、標(biāo)題、圖例;
  xlabel('月份/月');
  ylabel('各科成績(jī)排名');
  title('高州市第一中學(xué)陳同學(xué)2024年各科成績(jī)排名折線圖');
  legend('語(yǔ)文成績(jī)排名折線圖', '數(shù)學(xué)成績(jī)排名折線圖', '英語(yǔ)成績(jī)排名折線圖');
  grid on;% 4.生成高質(zhì)量圖像;
  dpi = 600;
  imagePath = 'D:\自動(dòng)控制理論\MATLAB繪圖\Images\ch08_04.png';
  print(imagePath, '-dpng', ['-r', num2str(dpi)]);
  

  

• 嬰兒出生數(shù)據(jù)變化折線圖繪制：

  % ch08_05.m
  clear;
  clc;% 任務(wù)：繪制嬰兒出生數(shù)據(jù)折線圖;
  % 1.讀取數(shù)據(jù);
  data = readtable('ch08_05.csv');% 2.日期格式轉(zhuǎn)換;
  date = string(data.year) + "-" + string(data.month) + "-" + string(data.day);
  date = datetime(date, 'InputFormat', 'yyyy-MM-dd');% 3.設(shè)置文本解釋器;
  set(groot, 'defaultTextInterpreter', 'none');% 4.繪制折線圖;
  figure('Position', [100 100 1000 600]);
  plot(date, data.births, 'r-', 'LineWidth', 1.5);% 5.標(biāo)題、標(biāo)簽;
  xlabel('出生日期');
  ylabel('嬰兒出生數(shù)量');
  title('嬰兒出生數(shù)據(jù)折線圖');
  grid on;
  set(gca, 'TickLabelInterpreter', 'none');
  datetick('x', 'yyyy-MM-dd', 'keeplimits');% 6.生成高質(zhì)量圖像;
  dpi = 600;
  imagePath = 'D:\自動(dòng)控制理論\MATLAB繪圖\Images\ch08_05.png';
  print(imagePath, '-dpng', ['-r', num2str(dpi)]);
  

  

• 分類折線圖：分類折線圖用于顯示不同類別或組別之間的趨勢(shì)或關(guān)系，通常用于比較不同類別之間的數(shù)據(jù)變化；

• 分類折線圖基本繪制示例：

  % ch08_06.m
  clear;
  clc;% 1.產(chǎn)生模擬數(shù)據(jù);
  categories = {'class1', 'class2', 'class3', 'class4', 'class5', 'class6'};
  values1 = [1, 2, 4, 5, 6, 7];
  values2 = [4, 3, 2, 9, 7, 8];
  values3 = [2, 4, 5, 6, 9, 10];% 2.numel函數(shù)用于計(jì)算數(shù)組中的元素?cái)?shù)量;
  figure;
  plot(1:numel(categories), values1, 'o-', 'LineWidth', 1.5, 'DisplayName', 'Series1');
  hold on;
  plot(1:numel(categories), values2, 's-', 'LineWidth', 1.5, 'DisplayName', 'Series2');
  hold on;
  plot(1:numel(categories), values3, 'd-', 'LineWidth', 1.5, 'DisplayName', 'Series3');% 3.設(shè)置X軸的刻度位置;
  set(gca, 'XTick', 1:numel(categories));% 4.將X軸刻度的標(biāo)簽設(shè)置為實(shí)際的分類名稱;
  set(gca, 'XTickLabel', categories);% 5.標(biāo)簽、標(biāo)題、圖例;
  xlabel('不同類別');
  ylabel('不同類別的值');
  title('分類折線圖基本示例');
  legend('Location', 'Best');grid on;
  hold off;% 6.生成高質(zhì)量圖像;
  dpi = 600;
  imagePath = 'D:\自動(dòng)控制理論\MATLAB繪圖\Images\ch08_06.png';
  print(imagePath, '-dpng', ['-r', num2str(dpi)]);
  

  

• 按性別對(duì)嬰兒出生數(shù)據(jù)進(jìn)行繪制折線圖：

  % ch08_07.m
  clear;
  clc;% 1.讀取數(shù)據(jù);
  data = readtable('ch08_07.csv');
  date = datetime(data.year, data.month, data.day);figure('Position', [100, 100, 1000, 600]);% 2.使用不同顏色表示不同性別的折線;
  unique_genders = unique(data.gender);
  colors = {'b', 'r', 'g', 'm', 'c'};
  legend_labels = cell(length(unique_genders), 1);% 3.繪制分類折線圖;
  hold on;
  for i = 1:length(unique_genders)gender = unique_genders{i};index = strcmp(data.gender, gender); subset = data(index, :);plot(date(index), subset.births, 'Color', colors{i});legend_labels{i} = gender;
  end
  hold off;% 4.標(biāo)簽、標(biāo)題、圖例、網(wǎng)格;
  xlabel('日期');
  ylabel('出生數(shù)量');
  title('嬰兒出生數(shù)據(jù)分類折線圖');
  legend(legend_labels, 'Location', 'Best');
  grid on;% 5.生成高質(zhì)量圖像;
  dpi = 600;
  imagePath = 'D:\自動(dòng)控制理論\MATLAB繪圖\Images\ch08_07.png';
  print(imagePath, '-dpng', ['-r', num2str(dpi)]);
  

  

8.3 面積圖

• 面積圖：用于顯示數(shù)據(jù)序列隨時(shí)間或有序類別的變化趨勢(shì)，面積圖常用于展示不同類別或組的數(shù)據(jù)在總體中的相對(duì)占比或堆積情況；

• 面積圖繪制基本語(yǔ)法：

  % 面積圖繪制基本語(yǔ)法:
  area(x, y)% 參數(shù)說明:
  % 1.x：X軸上的數(shù)據(jù)點(diǎn)的位置,通常是一個(gè)數(shù)值數(shù)組或向量;
  % 2.y：Y軸上的數(shù)據(jù)點(diǎn)的位置,可以是一個(gè)矩陣,每一行代表一個(gè)不同的數(shù)據(jù)系列;% area函數(shù)常用參數(shù)或選項(xiàng):
  % 'BaseValue'：指定填充區(qū)域的基準(zhǔn)值,即從該值開始填充區(qū)域;
  % 'FaceAlpha'：設(shè)置填充區(qū)域的透明度,可以在0到1之間調(diào)整;
  % 'EdgeColor'：指定填充區(qū)域的邊緣顏色;
  % 'LineWidth'：設(shè)置填充區(qū)域的邊緣線寬度;
  

  % ch08_08.m
  clear;
  clc;% 1.生成模擬數(shù)據(jù);
  x = 1:100;
  y1 = sin(x) + 1;
  y2 = cos(x) + 1;
  y3 = sin(x) + cos(x) + 2;
  y4 = sin(x) - cos(x) + 2;% 2.繪制面積圖;
  figure;
  area(x, [y1; y2; y3; y4]','FaceAlpha', 0.8);% 3.標(biāo)簽、標(biāo)題、圖例;
  xlabel('X軸');ylabel('Y軸');
  title('面積圖繪制示例');
  legend({'series1', 'series2', 'series3', 'series4'}, 'Location', 'Best');
  grid on;% 4.生成高質(zhì)量圖像;
  dpi = 600;
  imagePath = 'D:\自動(dòng)控制理論\MATLAB繪圖\Images\ch08_08.png';
  print(imagePath, '-dpng', ['-r', num2str(dpi)]);
  

  

8.4 柱狀圖

• 柱狀圖用于比較不同類別或組之間的兩個(gè)變量，一個(gè)變量表示在$\mathrm{X}$軸上的不同類別或組，另一個(gè)變量表示在$\mathrm{Y}$軸上的值，柱狀圖常用于顯示類別數(shù)據(jù)的比較；

• 柱狀圖基本語(yǔ)法：

  % 柱狀圖基本語(yǔ)法:
  bar(Y);			% 繪制垂直柱狀圖,Y是一個(gè)包含數(shù)據(jù)的向量或矩陣;
  bar(X,Y);		% 繪制垂直柱狀圖,X是一個(gè)包含X軸刻度標(biāo)簽的單元格數(shù)組或字符串?dāng)?shù)組,Y是數(shù)據(jù)的向量或矩陣;% 參數(shù)說明:
  % Y：包含數(shù)據(jù)的向量或矩陣;
  % X：用于指定X軸的刻度標(biāo)簽,長(zhǎng)度和Y相同;
  % width：用于設(shè)置柱形的寬度,默認(rèn)寬度0.8;
  

  % ch08_09.m
  clear;
  clc;% 柱狀圖基本示例:廣東海洋大學(xué)2015級(jí)機(jī)械各班人數(shù)柱狀圖;% 1.定義X軸、Y軸數(shù)據(jù);
  className = {'機(jī)電1', '機(jī)電2', '機(jī)電3', '機(jī)電4', '機(jī)電5',...'機(jī)電6', '模具7', '模具8', '制造9', '制造10'};
  classNum = [36, 35, 37, 38, 40, 42, 45, 39, 42, 43];% 2.繪制柱狀圖,設(shè)置柱狀圖顏色、透明度;
  bar(1:numel(className), classNum, 'FaceColor', [0.9, 0.8, 0.5], 'FaceAlpha', 0.5);% 3.設(shè)置X軸刻度標(biāo)簽
  set(gca, 'XTick', 1:numel(className))
  set(gca, 'XTickLabel', className)% 4.標(biāo)簽、標(biāo)題;
  xlabel('班級(jí)名稱');
  ylabel('各班級(jí)人數(shù)');
  title('廣東海洋大學(xué)2015級(jí)機(jī)械各班人數(shù)');% 5.生成高質(zhì)量圖像;
  dpi = 600;
  imagePath = 'D:\自動(dòng)控制理論\MATLAB繪圖\Images\ch08_09.png';
  print(imagePath, '-dpng', ['-r', num2str(dpi)]);
  

  

• 繪制不同汽車型號(hào)的燃油效率柱狀圖：

  % ch08_10.m
  clear;
  clc;% 1.加載"carsmall"數(shù)據(jù)集
  load carsmall;% 2.選擇要繪制柱狀圖的數(shù)據(jù)列，例如 MPG（每加侖英里數(shù)）
  mpgData = MPG;% 3.創(chuàng)建一個(gè)新的圖形窗口并設(shè)置其尺寸
  figure('Position', [100, 100, 1200, 400]); % 調(diào)整圖表的寬度為1200，高度為400（可以根據(jù)需要調(diào)整）% 4.創(chuàng)建柱狀圖
  bar(mpgData);% 5.添加標(biāo)題和軸標(biāo)簽
  xlabel('汽車索引');
  ylabel('每加侖英里數(shù) (MPG)');
  title('Carsmall數(shù)據(jù)集 MPG 數(shù)據(jù)');% 6.獲取車輛名稱（X軸標(biāo)簽）
  carNames = cellstr(Model);% 7.設(shè)置X軸標(biāo)簽的間隔，例如每隔2個(gè)車輛顯示一個(gè)標(biāo)簽
  xTickInterval = 2;% 8.顯示部分標(biāo)簽
  xTickPositions = 1:xTickInterval:length(carNames);
  xTickLabels = carNames(xTickPositions);% 9.在圖上設(shè)置X軸標(biāo)簽位置和標(biāo)簽值
  set(gca, 'XTick', xTickPositions);
  set(gca, 'XTickLabel', xTickLabels);% 10.使X軸標(biāo)簽傾斜以提高可讀性
  xtickangle(45);
  grid on;% 11.生成高質(zhì)量圖像;
  dpi = 600;
  imagePath = 'D:\自動(dòng)控制理論\MATLAB繪圖\Images\ch08_10.png';
  print(imagePath, '-dpng', ['-r', num2str(dpi)]);
  

  

8.5 條形圖

• 條形圖通常用于比較不同類別或組之間的數(shù)據(jù)值，由一組垂直或水平的條形組成，每個(gè)條形的高度(或長(zhǎng)度)表示相應(yīng)類別或組的數(shù)據(jù)值；

• 條形圖和柱狀圖區(qū)別：

  • 條形圖一般是水平的，條形從左到右，每個(gè)條形的長(zhǎng)度表示相應(yīng)類別或組的數(shù)據(jù)值；
  • 柱狀圖一般是垂直的，柱狀從下到上，每個(gè)柱子的高度表示相應(yīng)類別或組的數(shù)據(jù)值；
  • 條形圖常用于比較不同類別或組間的數(shù)據(jù)，特別是當(dāng)類別名稱較長(zhǎng)或需要顯示在圖形的底部時(shí)；
  • 柱狀圖常用于比較不同類別或組的數(shù)據(jù)，通常在類別名稱較短或可以垂直顯示時(shí)；

• 條形圖繪制基本示例：

  % ch08_11.m
  clear;
  clc;% 1.創(chuàng)建數(shù)據(jù);
  data = [13 20 18 15 16 12];% 2.繪制條形圖;
  figure;
  barh(data, 'FaceColor', 'b');% 3.標(biāo)簽、標(biāo)題;
  xlabel('數(shù)據(jù)值');
  ylabel('類別');
  title('條形圖繪制基本示例');% 4.設(shè)置類別;
  set(gca, 'YTickLabel', {'類1', '類2', '類3', '類4', '類5', '類6'});% 5.生成高質(zhì)量圖像;
  dpi = 600;
  imagePath = 'D:\自動(dòng)控制理論\MATLAB繪圖\Images\ch08_11.png';
  print(imagePath, '-dpng', ['-r', num2str(dpi)]);
  

  

• 廣東海洋大學(xué)$2015$級(jí)機(jī)械專業(yè)高等數(shù)學(xué)各分?jǐn)?shù)段人數(shù)條形圖：

  % ch08_12.m
  clear;
  clc;% 1.生成各分?jǐn)?shù)段人數(shù);
  scoreData = [25 30 60 65 80 75 40 30 20];% 2.繪制條形圖;
  figure;
  barh(scoreData, 'FaceColor', 'c');% 3.標(biāo)簽、標(biāo)題;
  xlabel('各分?jǐn)?shù)段值');
  ylabel('各分?jǐn)?shù)段區(qū)間');
  title('廣東海洋大學(xué)2015級(jí)機(jī)械專業(yè)高等數(shù)學(xué)各分?jǐn)?shù)段人數(shù)條形圖');% 4.設(shè)置類別;
  set(gca, 'YTickLabel', {'95-100', '90-95', '85-90', '80-85', '75-80', '70-75', '65-70', '60-65', '0-60'});% 5.生成高質(zhì)量圖像;
  dpi = 600;
  imagePath = 'D:\自動(dòng)控制理論\MATLAB繪圖\Images\ch08_12.png';
  print(imagePath, '-dpng', ['-r', num2str(dpi)]);
  

  

8.6 熱力圖

• 熱力圖用于可視化兩個(gè)分類變量之間的關(guān)系，通過顏色編碼來表示不同組合的頻率或值，可以幫助識(shí)別變量之間的相關(guān)性和模式；

• 熱力圖在科技領(lǐng)域中常見的應(yīng)用場(chǎng)景：

  • 溫度分布：氣象學(xué)中，熱力圖用于顯示地理區(qū)域的溫度分布情況，每個(gè)單元格表示一個(gè)地理位置，顏色表示溫度；
  • 基因表達(dá)分析：生物學(xué)中，熱力圖用于可視化基因表達(dá)數(shù)據(jù)，行表示基因，列表示樣本，單元格的顏色表示基因在不同樣本中的表達(dá)水平；
  • 金融分析：金融領(lǐng)域中，熱力圖用于可視化不同股票或資產(chǎn)之間的相關(guān)性，每個(gè)單元格可以表示兩種資產(chǎn)之間的相關(guān)性，顏色深淺表示相關(guān)性的強(qiáng)度；
  • 圖像處理：計(jì)算機(jī)視覺中，熱力圖用于表示圖像中不同區(qū)域的像素強(qiáng)度，有助于完成圖像分割、特征提取等任務(wù)；

• 熱力圖繪制基本示例：

  % ch08_13.m
  clear;
  clc;% 1.生成隨機(jī)模擬數(shù)據(jù);
  data = rand(10, 10);% 2.繪制熱力圖;
  heatmap(data);% 3.設(shè)置顏色映射;
  colormap('parula');% 4.生成高質(zhì)量圖像;
  dpi = 600;
  imagePath = 'D:\自動(dòng)控制理論\MATLAB繪圖\Images\ch08_13.png';
  print(imagePath, '-dpng', ['-r', num2str(dpi)]);
  

  

• 熱力圖常用的顏色映射：

  • $\mathrm{Jet}$：$\mathrm{Jet}$顏色映射使用明亮的彩虹色彩，從藍(lán)色到紅色；
  • $\mathrm{Hot}$：$\mathrm{Hot}$顏色映射使用溫度感應(yīng)的顏色，從黑色到紅色到黃色，適用于表示熱度或溫度變化；
  • $\mathrm{Cool}$：$\mathrm{Cool}$顏色映射使用冷色調(diào)，從藍(lán)色到紫色，常用于表示冷熱程度的變化；
  • $\mathrm{Spring}$：$\mathrm{Spring}$顏色映射使用春季感覺的顏色，從品紅色到黃色；
  • $\mathrm{Copper}$：$\mathrm{Copper}$顏色映射用于表示銅金屬的顏色；
  • $\mathrm{Gray}$：$\mathrm{Gray}$顏色映射使用不同灰度級(jí)別的顏色；
  • $\mathrm{Bone}$：$\mathrm{Bone}$顏色映射使用骨骼顏色，從黑色到白色；
  • $\mathrm{Pink}$：$\mathrm{Pink}$顏色映射使用粉紅色系的顏色；

8.7 針狀圖

• 針狀圖常用于可視化離散數(shù)據(jù)或序列的變化趨勢(shì)，強(qiáng)調(diào)離散數(shù)據(jù)點(diǎn)的振幅或值，并在圖形上以垂直線段的形式表示這些值；

• 針狀圖常見應(yīng)用場(chǎng)景：

  • 信號(hào)處理：信號(hào)處理中，針狀圖常用于顯示數(shù)字信號(hào)的樣本或脈沖序列，幫助分析信號(hào)的振幅、頻譜和時(shí)域特性；
  • 數(shù)學(xué)教育：教育領(lǐng)域中，針狀圖用于教授數(shù)學(xué)中的點(diǎn)、向量、序列或分布概念，可用于可視化離散數(shù)據(jù)集；
  • 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析：科學(xué)實(shí)驗(yàn)中采集到的數(shù)據(jù)點(diǎn)，如：溫度測(cè)量、壓力測(cè)量等，幫助分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的趨勢(shì)；
  • 時(shí)間序列分析：針狀圖適用于表示時(shí)間序列數(shù)據(jù)，特別是在離散時(shí)間點(diǎn)上的觀測(cè)值，如：氣象數(shù)據(jù)、股票價(jià)格等；
  • 數(shù)字濾波器分析：針狀圖可用于表示濾波器的沖激響應(yīng)，顯示濾波器如何影響信號(hào)；
  • 峰值檢測(cè)：信號(hào)處理中，針狀圖可用于檢測(cè)信號(hào)中的峰值或特定事件；

• 針狀圖繪制基本示例：

  % ch08_14.m
  clear;
  clc;% 1.生成隨機(jī)整數(shù)數(shù)據(jù);
  x = 1:100;
  y = randi([1, 100], 1, 100);% 2.創(chuàng)建針狀圖;
  stem(x, y, 'b', 'filled');% 3.標(biāo)簽、標(biāo)題;
  xlabel('X軸(數(shù)據(jù)點(diǎn))');
  ylabel('Y軸(值)');
  title('針狀圖基本示例');% 4.生成高質(zhì)量圖像;
  dpi = 600;
  imagePath = 'D:\自動(dòng)控制理論\MATLAB繪圖\Images\ch08_14.png';
  print(imagePath, '-dpng', ['-r', num2str(dpi)]);
  

  

8.8 階梯圖

• 階梯圖常用于表示離散數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)，階梯圖的特點(diǎn)是在數(shù)據(jù)點(diǎn)之間使用水平或垂直的線段來顯示數(shù)據(jù)的變化；

• 階梯圖常見應(yīng)用場(chǎng)景：

  • 時(shí)間序列數(shù)據(jù)：用于可視化時(shí)間序列數(shù)據(jù)的變化，如：股票價(jià)格、氣溫、電力使用情況等，每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)代表一個(gè)特定時(shí)間點(diǎn)的觀測(cè)值；
  • 累積數(shù)據(jù)：用于表示累積數(shù)據(jù)的變化，如：累積銷售額或總體積，每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)代表一個(gè)累積事件后的觀測(cè)值；
  • 分類數(shù)據(jù)：用于表示不同類別或分組之間的變化，如：市場(chǎng)份額、不同地區(qū)的銷售額等，每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)代表一個(gè)不同的類別；
  • 財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)：用于表示各種會(huì)計(jì)賬戶的變化，如：資產(chǎn)、負(fù)債和所有者權(quán)益；

• 階梯圖基本繪制示例：

  % ch08_15.m
  clear;
  clc;% 1.創(chuàng)建時(shí)間、溫度模擬數(shù)據(jù);
  x = 1:12;
  y = [20, 22, 23, 23, 23.5, 21, 22, 24, 25, 28, 30, 35];% 2.創(chuàng)建基本階梯圖;
  stairs(x, y, 'b', 'LineWidth', 1.5);% 3.標(biāo)簽、標(biāo)題;
  xlabel('時(shí)間');
  ylabel('溫度');
  title('2024-08-15凌晨0點(diǎn)到中午12點(diǎn)每小時(shí)溫度變化');% 4.生成高質(zhì)量圖像;
  dpi = 600;
  imagePath = 'D:\自動(dòng)控制理論\MATLAB繪圖\Images\ch08_15.png';
  print(imagePath, '-dpng', ['-r', num2str(dpi)]);