利用matlab绘制矩阵色块图.docx
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利用matlab绘制矩阵色块图
R语言中有一个根据实值矩阵绘制色块图的程序（用于绘制相关系数矩阵图），可以用丰富的颜色和形状形象的展示矩阵元素值的大小。
遗憾的是MATLAB中没有这样的函数，因此我就用MATLAB编写了一个matrixplot函数，下面给出示例和源码，与大家一起分享！
**********************************************
【例1】绘制网格线，网格中显示矩阵元素。
显示黑色文字：
>>x=[1,-0.2,0.3,0.8,-0.5
-0.2,1,0.6,-0.7,0.2
0.3,0.6,1,0.5,-0.3
0.8,-0.7,0.5,1,0.7
-0.5,0.2,-0.3,0.7,1];
>>XVarNames={'xiezhh','heping','keda','tust','tianjin'};
>>matrixplot（x,'FillStyle','nofill','XVarNames',XVarNames,'YVarNames',XVarNames）;
效果图1：
根据矩阵元素值自动设置文字颜色：
>>matrixplot（x,'FillStyle','nofill','XVarNames',XVarNames,'YVarNames',XVarNames,'TextColor','Auto','ColorBar','on'）;
效果图2：
【例2】绘制实值矩阵各元素对应的色块，通过不同的“参数/参数值”控制色块的形状、大小、颜色等属性。
方形色块，充满方格，灰白色字体
>>matrixplot（x,'XVarNames',XVarNames,'YVarNames',XVarNames,'TextColor',[0.6,0.6,0.6],'ColorBar','on'）;
效果图3：
方形色块，根据矩阵元素值自动确定色块的大小和颜色，不显示字体
>>matrixplot（x,'XVarNames',XVarNames,'YVarNames',XVarNames,'DisplayOpt','off','FigSize','Auto','ColorBar','on'）;
效果图4：
椭圆形色块，根据矩阵元素值自动确定色块的大小和颜色，不显示字体
>>matrixplot（x,'XVarNames',XVarNames,'YVarNames',XVarNames,'DisplayOpt','off','FigSize','Auto','ColorBar','on','FigShape','e'）;
效果图5：
圆形色块，根据矩阵元素值自动确定色块的大小和颜色，不显示字体，上三角形式显示
>>matrixplot（x,'XVarNames',XVarNames,'YVarNames',XVarNames,'DisplayOpt','off','FigSize','Auto','ColorBar','on','FigShape','c','FigStyle','Triu'）;
效果图6：
六边形色块，根据矩阵元素值自动确定色块的大小和颜色，显示字体，下三角形式显示
>>matrixplot（x,'XVarNames',XVarNames,'YVarNames',XVarNames,'DisplayOpt','on','FigSize','Auto','ColorBar','on','FigShape','h','FigStyle','Tril'）;
效果图7：
表盘形色块，根据矩阵元素值自动确定色块的颜色，不显示字体
>>matrixplot（x,'XVarNames',XVarNames,'YVarNames',XVarNames,'DisplayOpt','off','FigSize','Full','ColorBar','on','FigShape','d'）;
效果图8：
【例3】读取真彩图片，绘制伪红外图。
>>I=double（imread（'kids.tif'））;
>>matrixplot（I,'DisplayOpt','off','colorbar','on','grid','off'）;
效果图9：
最后贴上matrixplot函数的源码，源码中有详细的调用格式及参数说明，感兴趣的版友可以通过设置不同参数，做出更为精彩的图形，希望大家喜欢！
functionmatrixplot（data,varargin）
% 根据实值矩阵绘制色块图，用丰富的颜色和形状形象的展示矩阵元素值的大小。
%
% matrixplot（data）绘制矩阵色块图，data为实值矩阵，每一个元素对应一个色块，色
% 块颜色由元素值大小决定。
%
% matrixplot（data,'PARAM1',val1,'PARAM2',val2,...）
% 用成对出现的参数名/参数值控制色块的各项属性。
可用的参数名/参数值如下：
% 'FigShape'---设定色块的形状，其参数值为：
% 'Square' ---方形（默认）
% 'Circle' ---圆形
% 'Ellipse'---椭圆形
% 'Hexagon'---六边形
% 'Dial' ---表盘形
%
% 'FigSize'---设定色块的大小，其参数值为：
% 'Full' ---最大色块（默认）
% 'Auto' ---根据矩阵元素值自动确定色块大小
%
% 'FigStyle'---设定矩阵图样式，其参数值为：
% 'Auto' ---矩形矩阵图（默认）
% 'Tril' ---下三角矩阵图
% 'Triu' ---上三角矩阵图
%
% 'FillStyle'---设定色块填充样式，其参数值为：
% 'Fill' ---填充色块内部（默认）
% 'NoFill' ---不填充色块内部
%
% 'DisplayOpt'---设定是否在色块中显示矩阵元素值，其参数值为：
% 'On' ---显示矩阵元素值（默认）
% 'Off' ---不显示矩阵元素值
%
% 'TextColor'---设定文字的颜色，其参数值为：
% 表示单色的字符（'r','g','b','y','m','c','w','k'）,默认为黑色
% 1行3列的红、绿、蓝三元色灰度值向量（[r,g,b]）
% 'Auto' ---根据矩阵元素值自动确定文字颜色
%
% 'XVarNames'---设定X轴方向需要显示的变量名（默认为X1,X2,...），其参数值为：
% 字符串矩阵或字符串元胞数组，若为字符串矩阵，其行数应与data的列数相同
% 若为字符串元胞数组，其长度应与data的列数相同。
%
% 'YVarNames'---设定Y轴方向需要显示的变量名（默认为Y1,Y2,...），其参数值为：
% 字符串矩阵或字符串元胞数组，若为字符串矩阵，其行数应与data的行数相同
% 若为字符串元胞数组，其长度应与data的行数相同。
%
% 'ColorBar'---设定是否显示颜色条，其参数值为：
% 'On' ---显示颜色条
% 'Off' ---不显示颜色条（默认）
%
% 'Grid'---设定是否显示网格线，其参数值为：
% 'On' ---显示网格线（默认）
% 'Off' ---不显示网格线
%
% Example:
% x=[1,-0.2,0.3,0.8,-0.5
% -0.2,1,0.6,-0.7,0.2
% 0.3,0.6,1,0.5,-0.3
% 0.8,-0.7,0.5,1,0.7
% -0.5,0.2,-0.3,0.7,1];
% matrixplot（x）;
% matrixplot（x,'DisplayOpt','off'）;
% matrixplot（x,'FillStyle','nofill','TextColor','Auto'）;
% matrixplot（x,'TextColor',[0.7,0.7,0.7],'FigShap','s','FigSize','Auto','ColorBar','on'）;
% matrixplot（x,'TextColor','k','FigShap','d','FigSize','Full','ColorBar','on','FigStyle','Triu'）;
% XVarNames={'xiezhh','heping','keda','tust','tianjin'};
% matrixplot（x,'FigShap','e','FigSize','Auto','ColorBar','on','XVarNames',XVarNames,'YVarNames',XVarNames）;
%
% CopyRight：
xiezhh（谢中华）,2013.01.24编写
%对第一个输入参数类型进行判断
if~ismatrix（data）||~isreal（data）
error（'输入参数类型不匹配：
第一个输入参数应为实值矩阵'）;
end
%解析成对出现的参数名/参数值
[FigShape,FigSize,FigStyle,FillStyle,DisplayOpt,TextColor,XVarNames,...
YVarNames,ColorBar,GridOpt]=parseInputs（varargin{:
}）;
%产生网格数据
[m,n]=size（data）;
[x,y]=meshgrid（0:
n,0:
m）;
data=data（:
）;
maxdata=nanmax（data）;
mindata=nanmin（data）;
rangedata=maxdata-mindata;
ifisnan（rangedata）
warning（'MATLAB:
warning1','请检查您输入的矩阵是否合适！
'）;
return;
end
z=zeros（size（x））+0.2;
sx=x（1:
end-1,1:
end-1）+0.5;
sy=y（1:
end-1,1:
end-1）+0.5;
ifstrncmpi（FigStyle,'Tril',4）
z（triu（ones（size（z））,2）>0）=NaN;
sx（triu（ones（size（sx））,1）>0）=NaN;
elseifstrncmpi（FigStyle,'Triu',4）
z（tril（ones（size（z））,-2）>0）=NaN;
sx（tril（ones（size（sx））,-1）>0）=NaN;
end
sx=sx（:
）;
sy=sy（:
）;
id=isnan（sx）|isnan（data）;
sx（id）=[];
sy（id）=[];
data（id）=[];
ifisempty（XVarNames）
XVarNames=strcat（'X',cellstr（num2str（（1:
n）'）））;
else
if（iscell（XVarNames）&&（numel（XVarNames）~=n））||（~iscell（XVarNames）&&（size（XVarNames,1）~=n））
error（'X轴方向变量名应为字符串矩阵或字符串元胞数组，其长度与输入矩阵的列数相同'）;
end
end
ifisempty（YVarNames）
YVarNames=strcat（'Y',cellstr（num2str（（1:
m）'）））;
else
if（iscell（YVarNames）&&（numel（YVarNames）~=m））||（~iscell（YVarNames）&&（size（YVarNames,1）~=m））
error（'Y轴方向变量名应为字符串矩阵或字符串元胞数组，其长度与输入矩阵的行数相同'）;
end
end
%绘图
figure（'color','w',...
'units','normalized',...
'pos',[0.289165,0.154948,0.409956,0.68099]）;
axes（'units','normalized','pos',[0.1,0.022,0.89,0.85]）;
ifstrncmpi（GridOpt,'On',2）
mesh（x,y,z,...
'EdgeColor',[0.7,0.7,0.7],...
'FaceAlpha',0,...
'LineWidth',1）; %参考网格线
end
holdon;
axisequal;
axis（[-0.1,n+0.1,-0.1,m+0.1,-0.5,0.5]）;
view
（2）;
%设置X轴和Y轴刻度位置及标签
set（gca,'Xtick',（1:
n）-0.5,...
'XtickLabel',XVarNames,...
'Ytick',（1:
m）-0.5,...
'YtickLabel',YVarNames,...
'XAxisLocation','top',...
'YDir','reverse',...
'Xcolor',[0.7,0.7,0.7],...
'Ycolor',[0.7,0.7,0.7],...
'TickLength',[0,0]）;
axisoff
%绘制填充色块
ifstrncmpi（FillStyle,'Fill',3）
MyPatch（sx',sy',data',FigShape,FigSize）;
end
%显示数值文本信息
ifstrncmpi（DisplayOpt,'On',2）
str=num2str（data,'%4.2f'）;
scale=0.1*max（n/m,1）/（max（m,n）^0.55）;
ifstrncmpi（TextColor,'Auto',3）
ColorMat=get（gcf,'ColorMap'）;
nc=size（ColorMat,1）;
cid=fix（mapminmax（data',0,1）*nc）+1;
cid（cid<1）=1;
cid（cid>nc）=nc;
TextColor=ColorMat（cid,:
）;
fori=1:
numel（data）
text（sx（i）,sy（i）,0.1,str（i,:
）,...
'FontUnits','normalized',...
'FontSize',scale,...
'fontweight','bold',...
'HorizontalAlignment','center',...
'Color',TextColor（i,:
））;
end
else
text（sx,sy,0.1*ones（size（sx））,str,...
'FontUnits','normalized',...
'FontSize',scale,...
'fontweight','bold',...
'HorizontalAlignment','center',...
'Color',TextColor）;
end
end
%设置X轴和Y轴刻度标签的缩进方式
MyTickLabel（gca,FigStyle）;
%添加颜色条
ifstrncmpi（ColorBar,'On',2）
ifany（strncmpi（FigStyle,{'Auto','Triu'},4））
colorbar（'Location','EastOutside'）;
else
colorbar（'Location','SouthOutside'）;
end
end
end
%---------------------------------------------------
% 调整坐标轴刻度标签子函数
%---------------------------------------------------
functionMyTickLabel（ha,tag）
% 根据显示范围自动调整坐标轴刻度标签的函数
% ha 坐标系句柄值
% tag 调整坐标轴刻度标签的标识字符串，可用取值如下：
% 'Auto'---将x轴刻度标签旋转90度，y轴刻度标签不作调整
% 'Tril'---将x轴刻度标签旋转90度，并依次缩进，y轴刻度标签不作调整
% 'Triu'---将x轴刻度标签旋转90度，y轴刻度标签依次缩进
% Example:
% MyTickLabel（gca,'Tril'）;
%
% CopyRight：
xiezhh（谢中华）,2013.1编写
if~ishandle（ha）
warning（'MATLAB:
warning2','第一个输入参数应为坐标系句柄'）;
return;
end
if~strcmpi（get（ha,'type'）,'axes'）
warning（'MATLAB:
warning3','第一个输入参数应为坐标系句柄'）;
return;
end
axes（ha）;
xstr=get（ha,'XTickLabel'）;
xtick=get（ha,'XTick'）;
xl=xlim（ha）;
ystr=get（ha,'YTickLabel'）;
ytick=get（ha,'YTick'）;
yl=ylim（ha）;
set（ha,'XTickLabel',[],'YTickLabel',[]）;
x=zeros（size（ytick））+xl
（1）-range（xl）/30;
y=zeros（size（xtick））+yl
（1）-range（yl）/70;
nx=numel（xtick）;
ny=numel（ytick）;
ifstrncmpi（tag,'Tril',4）
y=y+（1:
nx）-1;
elseifstrncmpi（tag,'Triu',4）
x=x+（1:
ny）-1;
end
text（xtick,y,xstr,...
'rotation',90,...
'Interpreter','none',...
'color','r',...
'HorizontalAlignment','left'）;
text（x,ytick,ystr,...
'Interpreter','none',...
'color','r',...
'HorizontalAlignment','right'）;
end
%---------------------------------------------------
% 根据散点数据绘制3维色块图子函数
%---------------------------------------------------
function MyPatch（x,y,z,FigShape,FigSize）
% 根据散点数据绘制3维色块图
% MyPatch（x,y,z,FigShape,FigSize） x,y,z是实值数组，用来指定色块中心点三维
% 坐标。
FigShape是字符串变量，用来指定色块形状。
% FigSize是字符串变量，用来指定色块大小。
%
% CopyRight:
xiezhh（谢中华）,2013.01编写
%
% Example：
% x=rand（10,1）;
% y=rand（10,1）;
% z=rand（10,1）;
% MyPatch（x,y,z,'s','Auto'）;
%
%输入参数类型判断
ifnargin<3
error（'至少需要三个输入参数'）;
end
if~isreal（x）||~isreal（y）||~isreal（z）
error（'前三个输入应为实值数组'）;
end
n=numel（z）;
ifnumel（x）~=n||numel（y）~=n
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