网上经常有人问起做三维光谱数据图的问题, 这个问题说难不难, 但是需要了解一些做三维图的基础知识. 知道了这些基础知识, 无论用matlab做, 还是用origin做, 都可以.

以一个三维光谱数据绘图为例吧. 一般保存的文件有三列, 如下面这样的

300.000000 0.100000  0.809010 300.000000 0.200000  0.663000 300.000000 0.300000  0.701000 300.000000 0.400000  0.677000 300.000000 0.500000  0.858000 300.000000 0.600000  0.799000 301.000000 0.100000  0.832660 301.000000 0.200000  0.672000 301.000000 0.300000  0.722000 301.000000 0.400000  0.782000 301.000000 0.500000  0.883000 301.000000 0.600000  0.939000 302.000000 0.100000  0.848650 302.000000 0.200000  0.685000 302.000000 0.300000  0.772000 302.000000 0.400000  0.826000 302.000000 0.500000  0.913000 302.000000 0.600000  0.952000...         ...       ...1098.000000 0.100000  0.0601001098.000000 0.200000 -0.5130001098.000000 0.300000 -0.4583801098.000000 0.400000 -0.3250001098.000000 0.500000 -0.3626501098.000000 0.600000 -0.4590001099.000000 0.100000  0.0618801099.000000 0.200000 -0.5140001099.000000 0.300000 -0.4600401099.000000 0.400000 -0.3260001099.000000 0.500000 -0.3644101099.000000 0.600000 -0.4620001100.000000 0.100000  0.0629601100.000000 0.200000 -0.5150001100.000000 0.300000 -0.4600401100.000000 0.400000 -0.3260001100.000000 0.500000 -0.3650001100.000000 0.600000 -0.463000

第一列代表扫描波长, 300到1100, 第二列代表浓度, 0.1到0.6, 第三列代表吸收强度. 这三列的含义根据情况可以不同, 但作图时的方法都是一致的, 所以我们这里不考虑每列的具体含义, 假定第一列为x, 第二列为y, 第三列为z, 这样就存在一个函数z=f(x,y). 三维绘图就是做出f(x,y)的图形, 只不过这个f(x,y)是以离散形式给出的.

上面的示例数据中, x和y是按一定的格点给出的, 格点的分布是均匀的, 数据也没有缺失, 这种数据是最理想的, 作图也最简单. 有时候x和y的格点分布不均匀, 或是数据有缺失, 这种数据作图就要麻烦一些, 需要先进行非均匀插值, 然后才能作图. 我们这里只考虑简单情况.

直接利用这种数据格式绘图的matlab脚本如下

# Language: matlabclc;[x,y,z]=textread('Spctr3D.dat');x=300:1:1100;y=0.1:0.1:0.6;[X, Y]=meshgrid(x, y);Z =reshape(z,size(X));mesh(X,Y,Z)

也可以先要把原始数据变成二维格点形式, 即按xy平面上个格点的形式重新排布数据, 排列后大概是这样子

Lambda  0.1      0.2     0.3       0.4     0.5       0.6300     0.80901  0.663   0.701     0.677   0.858     0.799301     0.83266  0.672   0.722     0.782   0.883     0.939302     0.84865  0.685   0.772     0.826   0.913     0.952303     0.85953  0.789   0.819     0.872   0.95      0.976304     0.87135  0.792   0.877     0.965   0.985     0.992305     0.89039  0.796   0.89      0.929   1.018     1.022306     0.91988  0.798   0.911     1.012   1.034     1.047...     ...       ...    ...       ...     ...       ...1097    0.05794 -0.513  -0.45838  -0.325  -0.36147  -0.4571098    0.0601  -0.513  -0.45838  -0.325  -0.36265  -0.4591099    0.06188 -0.514  -0.46004  -0.326  -0.36441  -0.4621100    0.06296 -0.515  -0.46004  -0.326  -0.365    -0.463

第一行给出x数据的含义和y的不同取值, 下面每行列出相应的z值.

有了整理好的数据之后, 就可以作三维图了. 利用origin可以直接导入整理后的数据, 再转换为矩阵直接作图. matlab则可利用下面的脚本

# Language: matlabclc;File ='3D.dat';Data =load(File);[Nlambda, Nspctr]=size(Data);x =Data(2:end,1);y =Data(1,2:end);[X, Y]=meshgrid(x, y);Z =Data(2:end,2:Nspctr)';mesh(X,Y,Z);

想要改变三维图的形式, 可参考MATLAB三维绘图命令基本XYZ立体绘图命令 或是一些matlab的教程.

◆图片/表格/公式/代码完整版请参看：三维光谱数据绘图◆

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