07 - matlab m_map地学绘图工具基础函数 - 绘制等高线

0. 引言

   本篇介绍下m_map中添加绘制等高线的一系列函数及其用法，主要函数包括m_elev、m_contour、m_contourf还有一些函数也和绘制等高线有关(如：m_tbase、m_etopo2)，但没有合适的数据，未完成调用测试，所以不进行展开。

1. 关于绘制m_contour

  m_contour 函数用于在地图投影上绘制等值线图。等值线图是一种常用的展示地理数据的方法，通过连接相同数值的点来展示数据的变化趋势。使用m_contour函数可以在地图上直观地显示这些等值线，并帮助分析地理数据的特征。

  m_contour 函数的一般调用形式：

 [cs,h]=m_contour(long,lat,data,varargin)

  其中，long,lat为绘制数据的一系列经纬度坐标，data为高度起伏数据，long,lat和data都是矩阵形式，且行列必须一致，long,lat和data可以理解为投影区域的一系列3维点，m_contour是将相同或相近起伏的点进行连接的过程；varargin为可选参数，控制绘制的等高线的样式，如linecolor线的颜色、linewidth线宽、edgecolor边缘颜色等；返回的cs存储等高线矩阵，h包含了绘制等高线的一些其它参数，cs和h如果没用，可以省略输出。

  示例： 示例中使用的外部数据是全球的GLDAS水文模型，绘制了下图区域的水文等高线图。测试数据在网盘中，提取码为n67r。

clc;clear;
ncFilePath = 'GLDAS_NOAH10_M.A200602.021.nc4';
lon = ncread(ncFilePath,'lon');
lat = ncread(ncFilePath,'lat');    
soilmoi_data = ncread(ncFilePath,'SoilMoi0_10cm_inst'); [LN,LT]=meshgrid(lon,lat);figure;
m_proj('mercator','lon',[0 105.5],'lat',[0 60]);% 绘制填充的等值线图
[cs,h] = m_contour(LN,LT, soilmoi_data', 'linecolor', 'r', 'linewidth', 1);
%m_contour(LN,LT, soilmoi_data','edgecolor','r','facecolor','g');% 添加地图边界和海岸线
m_coast('line', 'color', 'k');
m_grid('linestyle', 'none', 'box', 'fancy');% 添加颜色条
colorbar;

2. 关于绘制m_contourf

  m_contourf函数用于在地图上绘制填充等值线图。它与Matlab自带的contourf函数相似，差异是m_contourf在制图中应用，能够基于投影直接绘制地理图件。

  m_contourf的一般形式：

[cs,h]=m_contourf(long,lat,data,varargin)

  其调用形式和m_contour基本一致，差异在varargin中部分属性是控制填充的，这个是m_contour中没有的。

  示例如下：测试数据在网盘中，提取码为n67r。

clc;clear;
ncFilePath = 'GLDAS_NOAH10_M.A200602.021.nc4';
lon = ncread(ncFilePath,'lon');
lat = ncread(ncFilePath,'lat');    
soilmoi_data = ncread(ncFilePath,'SoilMoi0_10cm_inst'); [LN,LT]=meshgrid(lon,lat);figure;
m_proj('mercator','lon',[0 105.5],'lat',[0 60]);% 绘制填充的等值线图
[CS,CH] = m_contourf(LN,LT, soilmoi_data');% 添加地图边界和海岸线
m_coast('line', 'color', 'k');
m_grid('linestyle', 'none', 'box', 'fancy');% 添加颜色条
colorbar;

3. 关于绘制m_elev

  m_elev函数可以利用1°高程数据集绘制多种类型的地图，上面提到m_contour(绘制等高线) 和m_contourf(填充等高线)两个函数都可以看作是 m_elev函数功能的一部分。

  m_elev函数有多种调用形式，主要形式如下：

• 一般形式1：

[ELEV,LONG,LAT]=M_ELEV([LONG_MIN LONG_MAX LAT_MIN LAT_MAX])

  形式1输入绘图区域经纬度四至即 [最小经度 最大经度 最小维度 最大维度]，返回四至区域高程数据格点，分辨率为1°；

   示例： 形式1的调用主要用于提取研究范围的高程数据，并不会绘制等高线，下面两图为有等高线和没等高线的对比：

m_proj('mercator','long',[-160 -40],'lat',[30 80]);
m_coast('patch',[1 .85 .7]);%m_elev('contourf',[500:500:6000]);
% 提取范围内高程数据
[ele,lon,lat] = m_elev([-160 -100 30 60]);m_grid('box','fancy','tickdir','in');
colormap(flipud(copper));

• 一般形式2：

M_ELEV(OPTN,args,...)

  第二种调用形式，OPTN参数为功能选择参数，可以选择绘制等高线（contour）图、等高线填充（contourf）图、pcolor图、栅格图像（image）和阴影（shadedrelief）图共5种类型的地图; args表示其他可选项，可以控制绘图的线条样式、颜色等属性：

%        OPTN: 'contour' -  contour lines are drawn.
%              'contourf' -  filled contours are drawn. 
%                               LEVELS are the levels used, and ARGS
%                               are optional patch arguments of line types, 
%                               colors, etc. 
%              'pcolor'    - pcolor call
%              'image'     - displays pixellated image  展示栅格图像
%              'shadedrelief' - shaded relief map. 阴影地形图

  下面示例，包含了上述五种类型的有关命令，并展示了五种图的图示：

m_proj('mercator','long',[-160 -40],'lat',[30 80]);
m_coast('patch',[1 .85 .7]);% 一般形式1
%[ELEV,LONG,LAT]=m_elev([-100 -40 50 80]);
% 一般形式2
%m_elev('contourf',[500:500:6000]);  % 绘制等高线
%m_elev('contour',[500:500:6000]);   % 绘制等高线填充
%m_elev('image');
m_elev('shadedrelief','gradient',.5);
%m_elev('pcolor')m_grid('box','fancy','tickdir','in');
colormap(flipud(copper));

contour	image
shadedrelief	pcolor

4. 结语

  本篇介绍了m_map中绘制等高线的几个方法，通过示例展示了各函数的基本用法，对于绘制常见地学图已经够用了，后面若发现还有其他和绘制等高线有关的函数再进行补充。希望对绘图的你有所帮助

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