四维数据可视化

2026-02-09 12:57:26

1、用一个离散变量可视化四维数据

有时数据有一个变量,它是离散的,只有几个可能的值。

您可以为每个离散组中的数据创建相同类型的多个绘图。

例如,使用stem3函数查看三个变量之间的关系,其中第四个变量将种群划分为离散组。

命令行键入:

load patients Smoker Age Weight Systolic                           

nsIdx = Smoker == 0;

smIdx = Smoker == 1;

figure

stem3(Age(nsIdx), Weight(nsIdx), Systolic(nsIdx), 'Color', 'b')    

hold on

stem3(Age(smIdx), Weight(smIdx), Systolic(smIdx), 'Color', 'r')    

hold off

view(-60,15)

zlim([100 140])

xlabel('Age')                                                      

ylabel('Weight')

zlabel('Systolic Blood Pressure')

legend('Non-Smoker', 'Smoker', 'Location', 'NorthWest')

2、按“Enter”键。

如图1所示。

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3、用多地块可视化4-D数据

对于大型数据集,您可能希望查看单个变量是否相关。

您可以使用plotmatrix函数创建一个n×n的矩阵来查看变量之间的成对关系。

plotmatrix函数返回两个输出。

第一个输出是散点图中使用的线对象的矩阵。

第二个是创建的轴对象的矩阵。

plotmatrix函数还可以用于高阶数据集。

命令行键入:

load patients Height Weight Diastolic Systolic    

labels = {'Height' 'Weight' 'Diastolic' 'Systolic'};

data = [Height Weight Systolic Diastolic];

[h,ax] = plotmatrix(data);                        

for i = 1:4                                       

  xlabel(ax(4,i), labels{i})

  ylabel(ax(i,1), labels{i})

end

4、按“Enter”键。

如图2所示。

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5、三变量可视化函数

对于许多四维数据,你可以使用颜色来表示四维。

如果你有一个三个变量的函数,这很有效。

例如,在美国,高速公路死亡人数是根据经度、纬度以及地点是在农村还是在城市的函数来表示的。

图中的x、y和z值表示这三个变量。

颜色代表高速公路死亡人数。

命令行键入:

cla

load accidents hwydata                             

long = -hwydata(:,2);                              

lat = hwydata(:,3);                                

rural = 100 - hwydata(:,17);                       

fatalities = hwydata(:,11);                        

scatter3(long,lat,rural,40,fatalities,'filled')    

ax = gca;

ax.XDir = 'reverse';

view(-31,14)

xlabel('W. Longitude')

ylabel('N. Latitude')

zlabel('% Rural Population')

cb = colorbar;                                    

cb.Label.String = 'Fatalities per 100M vehicle-miles';

6、按“Enter”键。

如图3所示。

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7、在卷中可视化数据

您的数据可能包含物理对象的测量值,例如管道中的温度。

在这种情况下,物理尺寸可以表示为一个体积,颜色用来表示测量的大小。

例如,使用切片函数显示被测变量在体积内的横截面上的值。

命令行键入:

load fluidtemp x y z temp                       

xslice = [5 9.9];                               

yslice = 3;

zslice = ([-3 0]);

slice(x, y, z, temp, xslice, yslice, zslice)    

ylim([-3 3])

view(-34,24)

cb = colorbar;                                  

cb.Label.String = 'Temperature, C';

8、按“Enter”键。

如图4所示。

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9、绘制复变量的函数

复变函数的输入有实部和虚部,输出有实部和虚部。

你可以用一个三维图形和颜色来表示复杂的功能。

在这种情况下,x轴和y轴代表输入的实部和虚部。

z轴表示输出的实部,颜色表示输出的虚部。

命令行键入:

r = (0:0.025:1)';                        

theta = pi*(-1:0.05:1);

z = r*exp(1i*theta);

w = z.^3;                               

surf(real(z),imag(z),real(w),imag(w))    

xlabel('Real(z)')

ylabel('Imag(z)')

zlabel('Real(w)')

cb = colorbar;

cb.Label.String = 'Imag(w)';

10、按“Enter”键。

如图5所示。

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