Matlab中插值函數(shù)

MATLAB中的插值函數(shù)為interp1赏殃,其調(diào)用格式為: yi= interp1(x,y,xi,'method')

其中x,y為插值點(diǎn),yi為在被插值點(diǎn)xi處的插值結(jié)果;x,y為向量瘟忱, 'method'表示采用的插值方法,MATLAB提供的插值方法有幾種: 'method'是最鄰近插值苫幢, 'linear'線性插值访诱; 'spline'三次樣條插值; 'cubic'立方插值.缺省時(shí)表示線性插值韩肝。

注意:所有的插值方法都要求x是單調(diào)的触菜,并且xi不能夠超過x的范圍。

例:在一 天24小時(shí)內(nèi)哀峻,從零點(diǎn)開始每間隔2小時(shí)測(cè)得的環(huán)境溫度數(shù)據(jù)分別為

12涡相,9,9剩蟀,10催蝗,18 ,24育特,28丙号,27,25缰冤,20犬缨,18,15棉浸,13
問題:推測(cè)中午12點(diǎn)(即13點(diǎn))時(shí)的溫度.

x=0:2:24;
y=[12   9   9   10   18  24   28   27   25   20  18  15  13];
x1=13;
y1=interp1(x,y,x1,'spline')
plot(x,y,'o' ,xi,yi)   %插值得到一天24小時(shí)的溫度曲線

命令1 interp1

功能 一維數(shù)據(jù)插值(表格查找)怀薛。該命令對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)之間計(jì)算內(nèi)插值。它找出一元函數(shù)f(x)在中間點(diǎn)的數(shù)值迷郑。其中函數(shù)f(x)由所給數(shù)據(jù)決定枝恋。
x:原始數(shù)據(jù)點(diǎn)
Y:原始數(shù)據(jù)點(diǎn)
xi:插值點(diǎn)
Yi:插值點(diǎn)

(1)yi = interp1(x,y,xi,method)

用指定的算法計(jì)算插值:
’nearest’:最近鄰點(diǎn)插值迂苛,直接完成計(jì)算;
’linear’:線性插值(缺省方式)鼓择,直接完成計(jì)算三幻;
’spline’:三次樣條函數(shù)插值。
’cubic’:該方法保留單調(diào)性與數(shù)據(jù)的外形呐能;

x = 0:10; y = x.*sin(x);

xx = 0:.25:10; yy = interp1(x,y,xx);

plot(x,y,'kd',xx,yy)

命令2 interp2

功能 二維數(shù)據(jù)內(nèi)插值
(1)ZI = interp2(X,Y,Z,XI,YI,method)
返回矩陣ZI念搬,其元素包含對(duì)應(yīng)于參量XI 與YI(可以是向量、或同型矩陣) 的元素摆出, 即Zi(i,j) ←[Xi(i,j),yi(i,j)]朗徊。用戶可以輸入行向量和列向量Xi 與Yi,此時(shí)偎漫,輸出向量Zi 與矩陣meshgrid(xi,yi)是同型的爷恳。
(2)ZI = interp2(Z,XI,YI)
缺省地,X=1:n象踊、Y=1:m温亲,其中[m,n]=size(Z)。再按第一種情形進(jìn)行計(jì)算杯矩。

用指定的算法method 計(jì)算二維插值:
’linear’:雙線性插值算法(缺省算法)栈虚;
’nearest’:最臨近插值;
’spline’:三次樣條插值史隆;
’cubic’:雙三次插值魂务。

[X,Y] = meshgrid(-3:.25:3);
Z = peaks(X,Y);
[XI,YI] = meshgrid(-3:.125:3);
ZZ = interp2(X,Y,Z,XI,YI);
surfl(X,Y,Z);hold on;
surfl(XI,YI,ZZ+15)
axis([-3 3 -3 3 -5 20]);shading flat
hold off

命令3 interp3

(4)VI = interp3(X,Y,Z,V,XI,YI,ZI,method)
找出由參量X,Y,Z決定的三元函數(shù)V=V(X,Y,Z)在點(diǎn)(XI,YI,ZI)的值。
%用指定的算法method 作插值計(jì)算:
‘linear’:線性插值(缺省算法)泌射;
‘cubic’:三次插值粘姜;
‘spline’:三次樣條插值;
‘nearest’:最鄰近插值熔酷。

[x,y,z,v] = flow(20);

[xx,yy,zz] = meshgrid(.1:.25:10, -3:.25:3, 
-3:.25:3);

vv = interp3(x,y,z,v,xx,yy,zz);

slice(xx,yy,zz,vv,[6 9.5],[1 2],[-2 .2]); shading interp;colormap cool

命令4 griddata

功能 數(shù)據(jù)格點(diǎn)
(1)ZI = griddata(x,y,z,XI,YI,method)
用二元函數(shù)z=f(x,y)的曲面擬合有不規(guī)則的數(shù)據(jù)向量x,y,z孤紧。griddata 將返回曲面z 在點(diǎn)(XI,YI)處的插值。曲面總是經(jīng)過這些數(shù)據(jù)點(diǎn)(x,y,z)的輸入?yún)⒘浚╔I,YI)通常是規(guī)則的格點(diǎn)(像用命令meshgrid 生成的一樣)纯陨。

用指定的算法method 計(jì)算:
‘linear’:基于三角形的線性插值(缺省算法)坛芽;
‘cubic’: 基于三角形的三次插值;
‘nearest’:最鄰近插值法翼抠;
‘v4’:MATLAB 4 中的griddata 算法咙轩。

命令5 spline

功能 三次樣條數(shù)據(jù)插值
格式
(1)yy = spline(x,y,xx)

x = [0 2 4 5 8 12 12.8 17.2 19.9 20]; y = exp(x).*sin(x);

xx = 0:.25:20;

yy = spline(x,y,xx);

plot(x,y,'o',xx,yy)

命令6 meshgrid

功能 生成用于畫三維圖形的矩陣數(shù)據(jù)
格式 [X,Y] = meshgrid(x,y) 將由向量x,y(可以是不同方向的)指定的區(qū)域[min(x)阴颖,max(x) 活喊, min(y) , max(y)] 用直線x=x(i),y=y(j) ( i=1,2,…,length(x) 量愧,j=1,2,…,length(y))進(jìn)行劃分钾菊。這樣帅矗,得到了length(x)*length(y)個(gè)點(diǎn),
這些點(diǎn)的橫坐標(biāo)用矩陣X 表示煞烫,X 的每個(gè)行向量與向量x 相同浑此;這些點(diǎn)的縱坐標(biāo)用矩陣Y 表示,Y 的每個(gè)列向量與向量y 相同滞详。其中X,Y可用于計(jì)算二元函數(shù)z=f(x,y)與三維圖形中xy 平面矩形定義域的劃分或曲面作圖凛俱。

[X,Y] = meshgrid(x) %等價(jià)于[X,Y]=meshgrid(x,x)。
[X,Y,Z] = meshgrid(x,y,z) %生成三維陣列X,Y,Z料饥,用于計(jì)算三元函數(shù)v=f(x,y,z)或三維容積圖蒲犬。

[X,Y] = meshgrid(1:3,10:14)
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