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！
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【例1】绘制网格线，网格中显示矩阵元素。
显示黑色文字：
-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与参数说明，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，假如为字符串矩阵，其行数应与data的列数一样% 假如为字符串元胞数组，其长度应与data的列数一样。
%% '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，假如为字符串矩阵，其行数应与data的行数一样% 假如为字符串元胞数组，其长度应与data的行数一样。
%% '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）;%%
%对第一个输入参数类型进展判断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适宜！
'）; return;endz=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;endsx=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一样'）; endendifisempty（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一样'）; endend
%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endholdon;axisequal;axis（[-0.1,n+0.1,-0.1,m+0.1,-0.5,0.5]）;view
（2）;%设置X轴和Y轴刻度位置与标签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）; endend
%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'）; endendend
%---------------------------------------------------% 调整坐标轴刻度标签子函数%---------------------------------------------------functionMyTickLabel（ha,tag）
% 根据显示X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'）;%%
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'）;endif~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 error（'坐标应等长'）;end
ifstrncmpi（FigSize,'Auto',3）&&~strncmpi（FigShape,'Ellipse',1） id=（z==0）; x（id）=[]; y（id）=[]; z（id）=[];endifisempty（z） return;end
%求色块顶点坐标rab1=ones（size（z））;maxz=max（abs（z））;ifmaxz==0 maxz=1;endrab2=abs（z）/maxz;ifstrncmpi（FigShape,'Square',1） %方形 ifstrncmpi（FigSize,'Full',3） r=rab1; else r=sqrt（rab2）; end SquareVertices（x,y,z,r）;elseifstrncmpi（FigShape,'Circle',1） %圆形 ifstrncmpi（FigSize,'Full',3） r=0.5*rab1; else r=0.5*sqrt（rab2）; end CircleVertices（x,y,z,r）;elseifstrncmpi（FigShape,'Ellipse',1） %椭圆形 a=0.48+rab2*（0.57-0.48）
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