MATLAB 中的 3D 海洋温度插值答案

【问题标题】：3D Oceanic Temperature Interpolations in MATLABMATLAB 中的 3D 海洋温度插值
【发布时间】：2020-07-23 18:06:56
【问题描述】：

我正在运行自主水下航行器任务，这些任务为我提供了尝试创建 3D 插值的纬度、经度、深度和温度数据。我能够创建环境的 3D 模型，但我试图将颜色填充为每个相关位置的插值温度。

下图是我得到的 3d 深度图表，我希望填充颜色为这些位置的温度：

我尝试使用颜色图，其中 surf(X, Y, Z, C) 和 C 是温度数据，但这不起作用。

这就是我的代码，其中 VPSA 是我的数据集，X = 经度，y = 纬度，Z = 深度，C = 温度

%Making Variables:
X = VPSA {:,1};
Y = VPSA {:,2};
Z = VPSA {:,3};
C = VPSA {:,4};

%Three axis plot
%Plotting Variable with coordinates
xi = linspace(min(X),max(X),1000);
yi = linspace(min(Y),max(Y),1000);

[Xi,Yi] = meshgrid(xi,yi);
Zi = griddata(X,Y,Z, Xi,Yi);
mesh (Xi,Yi,-Zi)
    xlabel('Latitude')
    ylabel('Longitude')
    zlabel('Depth')

更新：我添加了以下代码行

Ci = griddata(X,Y,C,Xi,Yi);
mesh(Xi,Yi,-Zi,Ci)

要得到下图，但很难说出发生了什么，我想知道是否有一种方法可以将插值平滑到一个盒子中，这样它就不会像锯齿一样。

谢谢！！

【问题讨论】：

表面不是在 3D 中表示标量的好载体。一个表面可以代表你的温度等值。对于完整卷（3D 域），您可能需要阅读：Volume Visualization。
@Hoki 感谢您的建议！我认为您是正确的，因为这不是可视化这些数据的最佳方式。

标签： matlab interpolation temperature ocean

【解决方案1】：

我假设原始的X,Y,Z,C 数据点是匹配的，您可以使用命令mesh(X,Y,Z,C) 来获得可用的绘图。现在您正在寻求做同样的事情，但使用的是插值数据集。

在这种情况下，您只需给mesh 命令提供颜色数据C。

C 也需要插值，所以可能是这样的：

Ci = griddata(X,Y,C,Xi,Yi); % Interpolate C the same way you did for Z
mesh(Xi,Yi,-Zi,Ci)

编辑： 为之前的错误答案道歉。

【讨论】：

谢谢！在与 Z 相同的矩阵中添加温度数据，然后对其进行网格划分对我来说效果很好！你知道是否有办法平滑插值，使其不那么锯齿状？我将使用更新后的数字编辑我的原始帖子，以便您明白我的意思。非常感谢！
函数griddata 提供了几种不同的插值方法docs。使用的默认方法是线性插值，因此是锯齿状特征；其他可能给出“更平滑”结果的方法是自然邻居griddata(...,'natural') 和三次插值griddata(...,'cubic')。您必须决定这些是否适用于您的用例。除此之外，您还必须考虑其他选项，例如取插值数据集的平均值等。
有没有办法插入到定义的多维数据集？而不是在 griddata 函数中使用平滑因子？
不幸的是，我不知道任何允许您使用自定义插值方法的 MATLAB 函数。这是 MathWorks 提供的插值方法的 full documentation page。最接近我认为您想要的的是函数mkpp，它允许您创建任意次数的分段多项式函数。尽管您必须弄清楚如何从中制作插值函数。

【解决方案2】：

很难确切知道“不起作用”是什么意思，或者温度矩阵 C 的性质是什么，但 C 的规范如下：

与 Z 大小相同（更具体地说，Z 中的每个元素对应于 C 中相同位置的每个元素）
C 中的每个元素都是一个整数，对应于当前颜色图中的一个位置。（这意味着如果您更新颜色图，您的曲面图将相应更新）
可以在绘图后通过曲面图的cdata 属性检查/更改整数。
您可能必须更改绘图将颜色图视为缩放还是直接（即 cdatamapping）。查看对象的属性以找出答案。

【讨论】：