1、根据采样点用 Matlab 实现地形地貌及物质元素分布的绘制及分析（自做）学号： 20104241姓名： 胡飞专业班级：2010 级信息与计算科学 1 班学校/学院：中南林业科技大学 理学院时间： 2012 年 4 月 28 日根据采样点用 Matlab 实现地形地貌及物质元素分布的绘制及分析胡飞（中南林业科技大学 理学院信息与计算科学 20104241，长沙）摘要：运用 Matlab 软件实现地形地貌的绘制可以比较形象的呈现出某一区域的高低起伏。便于有关研究人员结合其他相关领域的知识进行操作。运用 Matlab 软件实现物质元素的分布的三维图，结合以上的地形图，再加上其他影响元素，更能比较准
2、确的达到研究目的。关键字：Matlab 软件，地形地貌，物质元素，分布，三维图draw topography and the physical elements in Matlab According to Sample PointHufei(Central South University of Forestry and Technology college of science information and computing science 20104241,changsha)Abstract: Using Matlab software to realize landform map
3、 the can compare the image of the present of a given region, ups and downs. Facilitate the researchers combined with other related areas of knowledge for operation. Using Matlab software to realize the physical elements of the distribution of the 3 d map, combining with the above the topographic map
4、, plus other influence element, more can compare accurate to research purposes.Key words: Matlab software, topography, the physical elements, distribution, 3 d map 0、引言根据采样点的具体描述对象来用 Matlab 绘图功能实现相应的对象图像化（三维立体图形）描述，相关人员也可根据所绘制的图形较易的分析并得出相应的结论。三维图形可以比较形象的表达取样点所在地区的地形地貌。可以根据这一点有助于分析重金属污染物的流动走向。本篇论文是以
5、2011 年高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目 A 其中对1题城市的地形地貌分析及土壤中所含元素（重金属污染元素）的相应浓度的分析一项为基础，来讲述怎样利用 Matlab 相应功能来达到相应的目的。我们还画出根据这些数据的二维图像，根据取样点海拔（或取样点所含某种元素的浓度）给图像着色。可以更加形象的分析出污染源的地点。1、 数据分析下面给出 2011 年高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目 A 题中一些相关数据的部分列表，表一为测量城市的采样点具体位置及海拔，前 50 个样本点（共319 个取样点） 。附件 1. 取样点位置及其所属功能区编号 x(m) y(m) 海拔(m) 功能区 编号 x(
6、m) y(m) 海拔(m) 功能区1 74 781 5 4 26 5635 7965 29 42 1373 731 11 4 27 5394 8631 12 43 1321 1791 28 4 28 5291 7349 10 44 0 1787 4 2 29 4742 7293 9 25 1049 2127 12 4 30 4948 7293 6 26 1647 2728 6 2 31 5567 6782 7 27 2883 3617 15 4 32 7004 6226 11 48 2383 3692 7 2 33 7304 5230 10 19 2708 2295 22 4 34 7048
7、4600 24 410 2933 1767 7 4 35 8180 4496 15 411 4233 895 6 5 36 9328 4311 24 112 4043 1895 14 1 37 9090 5365 20 413 2427 3971 2 1 38 8049 5439 18 414 3526 4357 7 4 39 8077 6401 29 115 5062 4339 5 4 40 8017 7210 39 416 4777 4897 8 1 41 6869 7286 18 417 5868 4904 16 4 42 7056 8348 37 118 6534 5641 6 1 4
8、3 7747 8260 49 419 5481 6004 0 4 44 8457 8991 21 420 4592 4603 6 1 45 9460 8311 45 421 2486 5999 2 1 46 9062 7639 45 422 3299 6018 4 4 47 9319 6799 49 423 3573 6213 5 1 48 10631 6472 57 424 4741 6434 5 5 49 10685 5528 34 425 5375 8643 15 1 50 10643 4472 45 4功能区1 生活区2 工业区3 山区4 交通区5 公园绿地区表二为前 50 个样本点的
9、 Cd 的浓度：附件 2. 8 种主要重金属元素的浓度编号 Cd (ng/g) 编号 Cd (ng/g)1 153.80 26 583.40 2 146.20 27 366.40 3 439.20 28 323.90 4 223.90 29 424.50 5 525.20 30 630.00 6 1092.90 31 635.30 7 269.80 32 463.40 8 1066.20 33 532.00 9 1123.90 34 778.70 10 267.10 35 754.80 11 201.40 36 396.30 12 287.00 37 687.80 13 193.70 38 5
10、26.00 14 359.50 39 449.10 15 516.40 40 852.70 16 1044.50 41 459.00 17 445.40 42 337.30 18 347.90 43 568.10 19 345.70 44 599.00 20 614.00 45 635.50 21 257.20 46 600.70 22 1213.50 47 567.60 23 325.80 48 228.50 24 212.10 49 568.60 25 90.50 50 214.70 本论文主要是根据这两项分析来讲述怎样根据采样点用 Matlab 实现地形地貌及物质元素分布的绘制及分析根据
11、数据可知取样点之间的地理距离是没有关系的，在考虑重金属污染元素的分布式，只需把海拔换成浓度。而在编写程序中发现这不是一般的函数曲面，而是不规则采样点的集合。我运用调用 linespace 函数在采样点范围内生成非均匀分布的数 。2据联合调用 griddata 函数将数据内查到图中。以下程序皆是如此。2、 程序清单我们只给出地形图和 Cd 元素的分析程序代码：程序 1：functionoutput_args=analyst1(input_args)A=xlsread(Aacumcm2011A附件_数据.xls,1,B4:E322);B=xlsread(Aacumcm2011A附件_数据.xls,
12、2,B4:I322);D=A B;x1=D(:,1);y1=D(:,2);z1=D(:,3);X1,Y1,Z1=griddata(x1,y1,z1,linspace(min(x1),max(x1),200),linspace(min(y1),max(y1),200),v4);surf(X1,Y1,Z1);shading interp;title(含量分布三维曲面);程序 2：functionoutput_args=analyst2(input_args)A=xlsread(Aacumcm2011A附件_数据.xls,1,B4:E322);B=xlsread(Aacumcm2011A附件_数据.
13、xls,2,B4:I322);D=A B;x1=D(:,1);y1=D(:,2);z1=D(:,6);X1,Y1,Z1=griddata(x1,y1,z1,linspace(min(x1),max(x1),200),linspace(min(y1),max(y1),200),v4);surf(X1,Y1,Z1);shading interp;title(Cd含量分布三维曲面);程序3：functionoutput_args=analyst3(input_args)A=xlsread(Aacumcm2011A_.xls,1,B4:E322);B=xlsread(Aacumcm2011A_.xls
14、,2,B4:I322);D=A B;x1=D(:,1);y1=D(:,2);z1=D(:,6);X1,Y1,Z1=griddata(x1,y1,z1,linspace(min(x1),max(x1),200),linspace(min(y1),max(y1),200),v4);pcolor(X1,Y1,Z1);shading interptitle();hold on;3、 实现图形分析第一个图是城市地形图即地形地貌，海拔越高越趋向于红。在分析重金属污染源时，研究人员可以根据流体相关知识结合本图及当地降水量等信息，进行数据分析，以促进研究的准确性。第二个图是 Cd 元素在这个城市分布的三位立体
15、图，视觉越高颜色越深则此重金属元素含量越高。第三个图是和第二个图相对性的二维，颜色越趋近于红色则所含浓度越高。研究人员可以结合地形地貌及当地降水冲刷对重金属分布的影响和所指定元素在城市的分布图来更准确的分析重金属污染源所在地。4、 结束语本篇论文主要是实现地形地貌及化学元素分布立体图，而相关的进一步研究并未将明。其他相关还应考虑到降水量，元素扩散速度，相对原子质量等等的专业知识。本文只是给出了怎样根据采样点用 Matlab 实现地形地貌及物质元素分布的绘制及分析，所以本文并不完全。但是根据本文所做出的图形足以粗略估算出重金属污染源的位置。5、 参考文献1 2011 年高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目2 罗军辉，冯平，哈力旦 A 等 Matlab7.0 在图像处理中的应用M.北京：机械工业出版社.2005.6 59
