[原创]MATLAB风场添加箭头标签的方法

沙颖凯

今天看到有人问而且长期没人来解决，就提供一下自己一直用的方法。这里面向Mapping Toolbox下的quiverm，但对任何调用了quiver.m的函数，比如M_Map下的，以及quiver.m都是适用的，对于画风向标的函数windbarb.m目前还没研究过，但想过去方法是类似的。

quiverm最常规的用法：quiverm(latitude, longitude, v, u, Size); 其中正数Size定义箭头大小，默认为1，这里提供的箭头标记的思路，是利用当前Size值与图像中箭头长度的对应关系，重画一个特定长度的箭头作为标记。

在quiver中，Size与风速u.^2+v.^2共同决定所画出箭头的尺度（长度），因此不同的[u, v]数据中Size的尺度是不一样的，当不同[u, v]的Szie经过尺度上的匹配后，他们就具有了可比性，也就有了绘制箭头标签的基础。关于quiver中的Size究竟如何工作，有兴趣的可以>> edit quiver;
这里上传一份我自己用于计算不同[u, v]下Size尺度的函数
Get_Autoscale.m (293 Bytes, 下载次数: 1051)

2014-3-31 21:17 上传

点击文件名下载附件

autoscale=Get_Autoscale(x, y, u, v)
autoscale为Size=1时[u,v]对应箭头的标准长度。称之为标准长度，是因为对任意Size，其尺度为autoscale*Size。

计算原始数据[u, v]中Size尺度和作为标签的[u, v]的尺度之比就实现了两者箭头长度的统一，然后就可以画箭头了
提供一个例子（load wind中的wind.mat是MATLAB自带的一份风场数据）。_____________________________________________________________________________
更新一下，labelx, labely要使用数据的真实x, y间隔，不然画出来的箭头长度可能有偏差
_____________________________________________________________________________

1. clear all; close all
   
2. %% Import data
   
3. load wind
   
4. load coast
   
5. %% GeoGrid
   
6. u=u(:, :, 5); v=v(:, :, 5);
   
7. latitude=y(:, :, 5); longitude=fliplr(-1.*x(:,:,5));
   
8. lonlim=[min(min(longitude)) max(max(longitude))];
   
9. latlim=[min(min(latitude)) max(max(latitude))];
   
10. clear x y z w
    
11. %% Figure
    
12. figure('Color', 'w')
    
13. axesm('MapProjection', 'Eqdcylin', 'MapLatLimit', latlim, 'MapLonLimit', lonlim);
    
14. framem on; gridm on; plabel on; mlabel('South')
    
15. setm(gca, 'MLineLocation', 10, 'PLineLocation', 10)
    
16. setm(gca, 'MLabelLocation', 10, 'PLabelLocation', 10)
    
17. tightmap; axis off; hold on
    
18. linem(lat, long, 'Color', 'k', 'LineWidth', 1.5)
    
19. % quiver
    
20. Handle=quiverm(latitude, longitude, v, u, 2.0); % <--------------------------- size: 2.0
    
21. set(Handle, 'Color', [0.5 0.5 0.5], 'LineWidth', 1.5)
    
22. %% quiver label
    
23. labelx=[-130 -131]; labely=[20.5 21]; % location of label % <------- Use the actual grid distance of the data
    
24. labelu=[25 0]; labelv=[0 0]; % set 25m/s as a standard
    
25. scale_auto=Get_Autoscale(longitude, latitude, v, u);
    
26. scale_label=Get_Autoscale(labelx, labely,  labelu, labelv);
    
27. scale_factor=scale_auto/scale_label;
    
28. Handle=quiverm(labely, labelx, labelv, labelu, 2.0*scale_factor); % <----- size: 2.0*scale_factor
    
29. set(Handle, 'Color', 'r', 'LineWidth', 2.5)
    
30. textm(labely(1)-1.5, labelx(2), [num2str(labelu(1)) ' m/s'],...
    
31.     'FontWeight', 'bold', 'Color', 'r', 'FontName', 'Helvetica', 'FontSize', 12)
    
32. % title
    
33. title('\fontsize{14}Wind quiver with label', 'FontWeight', 'bold', 'FontName', 'Helvetica')

复制代码

Output

如果想把标签放在图外面，可以用下面的代码新建一个axis，再进行上面的操作，当然，在新的axis里不用设定投影了，用quiver.m直接画就行

1. Handle_Axes=axes('Position', [right upper width height]); % eg. [0.15 0.1 0.25 0.20]
   
2.         % *Position: +right +upper +width +height
   
3. axes(Handle_Axes); % Select newly defined axes

复制代码

lqe2004

楼主你好，首先非常感谢你的这篇帮了我大忙也提供了很好的思路，但是我也是最近才发现legend的坐标是不能随便设的，跟实际风场一样都不行，必须跟实际风场一模一样，实际风场的横纵坐标是什么矩阵，legend的横纵坐标就必须是什么样的矩阵，画出来的比例尺才能和原来画的真是风场完全一致。请你有空再修正一下一楼的帖子吧，谢谢

沙颖凯

wangmol 发表于 2014-7-29 15:14
貌似不考虑scale_factor即可，是吧？楼主加个好友吧，多多想你学习啊

不考虑scale_factor得到的箭头“不具有正确的长度”，无法作为标签（不过如果你仅是用来装饰就无所谓了，选一个小一点风速作为基准就看不出差别了）。

MATLAB画图时箭头长度是根据图中平均风速的大小确定的，如果几张图平均风速相差比较大，那是没法直接统一比例的，具体的做法是首先以一张图作为基准，然后在画其后的图时先计算后来的图与第一张图之间的scale_factor.

scale_standard=Get_Autoscale(longitude, latitude, v_standard, u_standard);
scale_current=Get_Autoscale(longitude, latitude,  u_current, v_current);
scale_factor=scale_standard/scale_current;
Handle=quiverm(latitude, longitude, v, u, 2.0*scale_factor);
% PAT: size "2.0" should in accord with what you used for u_standard, v_standard

然后这样画出来的图可以和u_standard, v_standard共用u_standard, v_standard的标尺，它自己就不需要标尺了（画出来也和u_standard, v_standard的一样）。

泰达巴神

huayun123 发表于 2015-11-6 11:19
给老师点个赞

axes(Handle_Axes); % Select newly defined axes
set(Handle_Axes,'xcolor','w','ycolor','w','box', 'off');
set(Handle_Axes,'xtick',[],'ytick',[],'xticklabel',[]);
axis off;
加这几行

泰达巴神

landiao707 发表于 2016-5-5 15:38
遇到同样问题，请问如何解决？

并没有找到非常好的方式，我觉得还是用grads或ncl比较好

wangmol

非常感谢楼主分享。弱弱的问一句，如果画多个时次的图，如何用统一的比例（我的意思是现在画出来不同时次图25m/s红色标注的长度是不一样的，也就是说您定义的autoscale不同时次不一样，如何做到不同时次一样呢？）

kongfeng0824

感谢分享  

蓝紫星雨

感谢分享，楼主好人

s7udY

谢谢楼主分享

wlzhongouc

楼主的一系列帖子都很好，非常感谢，可以加精@Aires

njushuyu

感谢分享，已受用

Aires

不好意思，这些天没有看到。楼主的帖子非常好！这个有很多人会需要的！谢谢楼主分享~

kmdqlb

感谢分享 ，这些天没有看到。楼主的帖子非常好

逆手一文字

我按照你这个方法，到了最后能加上比例尺的红色→，但是出不来箭头下面的字  25m/s

沙颖凯

逆手一文字 发表于 2014-5-5 19:52
我按照你这个方法，到了最后能加上比例尺的红色→，但是出不来箭头下面的字  25m/s

箭头下面的字原理是textm(lat, lon, 'text')，你自己找个地方加上就行