【R語言數據視覺化：科技圖表繪製】

內容簡介

《R語言數據可視化：科技圖錶繪制》結合編者多年的資料分析與科研繪圖經驗精心編撰，旨在幫助讀者利用R語言及ggplot2在內的多種視覺化包繪製引人入勝的專業化圖表。 全書共11章，第1~3章主要講解R語言的基礎知識，包括對象與變數、資料結構、數據存取、傳統及網格繪圖系統的繪圖函數及參數控制，尤其對ggplot2包進行了詳細講解。 第4~11章結合R及其附加包的數據視覺化功能，分別講解類別比較數據、數值關係數據、分佈式數據、層次關係數據、網絡關係數據、局部整體型數據、時間序列數據、多元數據的視覺化實現方法。 幫助讀者儘快掌握利用R語言及視覺化包進行科技圖表的製作與數據展示。 《R語言數據可視化：科技圖錶繪制》注重基礎，內容翔實，突出示例講解，既適合廣大科研工作者、工程師和在校學生等不同層次的讀者自學使用，也可以作為大高職院校相關專業的教學參考書。

作者簡介

芯智（筆名）

畢業於航空航太大學，現就職於中國科學院，從事科研工作近二十年。 參與國家科技重大專項攻關任務，熟練掌握各種工程應用與資料分析軟件，曾獲得國家專利獎、北京市專利獎和中科院成果轉化特等獎等榮譽。

龍勝

畢業於重慶大學，現就職於陸軍工程大學，從事科研教學科研工作多年，精通R、MATLAB、Origin等工程應用軟體，擅長資料分析與科研圖表繪製。 發表SCI、EI及覈心論文多篇，申請獲授權國際/國內發明專利多項。

目錄

第1章R語言基礎1

1.1 R語言概述1

1.1.1 R語言的誕生1

1.1.2 R語言的特點2

1.1.3 R語言繪圖系統3

1.1.4圖形語法4

1.2 R語言的獲取與安裝5

1.2.1安裝程式下載5

1.2.2 R語言的安裝與啟動7

1.2.3輔助工具RStudio 8

1.2.4包的安裝與加載·10

1.3對象與變數13

1.3.1對象13

1.3.2變數14

1.4資料結構15

1.4.1資料類型16

1.4.2向量17

1.4.3矩陣與數組21

1.4.4數據框23

1.4.5清單26

1.4.6因數29

1.5數據存取與抽樣30

1.5.1數據存取30

1.5.2數據抽樣33

1.6獲取幫助資訊34

1.6.1使用內寘幫助函數34

1.6.2 R語言相關軟體和資料35

1.7本章小結35

第2章傳統繪圖系統36

2.1常用的繪圖函數36

2.1.1高級繪圖函數36

2.1.2低級繪圖函數41

2.2圖形參數控制·45

2.2.1圖形控制45

2.2.2顏色控制50

2.3頁面佈局53

2.3.1 par（）函數54

2.3.2 layout（）函數55

2.3.3同時打開多個繪圖視窗57

2.4本章小結58

第3章網格繪圖系統59

3.1基本語法59

3.1.1 ggplot2語法框架60

3.1.2數據和圖形内容映射60

3.1.3幾何對象63

3.1.4統計變換68

3.2座標系統72

3.2.1笛卡兒坐標系72

3.2.2極坐標系74

3.2.3地理坐標系75

3.3圖形分面76

3.4標度函數78

3.4.1顏色標度函數79

3.4.2座標標度函數85

3.5主題函數89

3.6注釋94

3.6.1添加文字注釋94

3.6.2通過嵌套為圖形做注釋98

3.6.3為坐標軸添加對數刻度線98

3.7頁面佈局與保存99

3.7.1頁面佈局100

3.7.2保存圖形105

3.8本章小結105

第4章類別比較數據視覺化106

4.1柱狀圖106

4.1.1柱狀圖釋義106

4.1.2單一柱狀圖107

4.1.3分組柱狀圖108

4.1.4堆積柱狀圖109

4.1.5百分比柱狀圖110

4.1.6平均值柱狀圖111

4.1.7不等寬柱狀圖112

4.2條形圖113

4.3棒棒糖圖114

4.3.1基礎棒棒糖圖115

4.3.2帶基線的棒棒糖圖119

4.3.3克利夫蘭點圖120

4.3.4啞鈴圖122

4.4雷達圖124

4.5玫瑰圖131

4.6徑向柱狀圖135

4.6.1基礎徑向柱狀圖135

4.6.2帶標籤的徑向柱狀圖137

4.6.3帶中斷點的徑向柱狀圖138

4.6.4分組徑向柱狀圖139

4.6.5為徑向柱狀圖添加元素142

4.6.6分組堆疊徑向柱狀圖144

4.7詞雲圖147

4.8本章小結150

第5章數值關係數據視覺化151

5.1散點圖151

5.1.1二維散點圖152

5.1.2三維散點圖153

5.1.3線性擬合與置信區間154

5.1.4帶標定區域的散點圖·156

5.1.5利用viridis包繪製散點圖158

5.2氣泡圖161

5.2.1繪製基礎氣泡圖161

5.2.2美化氣泡圖162

5.3等高線圖164

5.4三元相圖167

5.5瀑布圖171

5.6火山圖172

5.7本章小結179

第6章分佈式數據視覺化180

6.1長條圖180

6.2核密度圖182

6.3箱線圖185

6.4小提琴圖188

6.5金字塔圖195

6.6脊線圖201

6.7點陣圖204

6.8本章小結208

第7章層次關係數據視覺化209

7.1旭日圖209

7.2樹狀圖215

7.3桑基圖223

7.4矩形樹狀圖228

7.5圓堆積圖233

7.6本章小結239

第8章網絡關係數據視覺化240

8.1節點連結圖240

8.2弧線圖248

8.3蜂巢圖253

8.4和絃圖256

8.5邊綁定圖262

8.6本章小結269

第9章局部整體型數據視覺化270

9.1餅圖270

9.2散點複合餅圖273

9.3華夫圖275

9.4馬賽克圖280

9.5本章小結285

第10章時間序列數據視覺化286

10.1折線圖286

10.2面積圖289

10.3地平線圖294

10.4螺旋圖298

10.5行事曆圖304

10.6本章小結307

第11章多元數據視覺化308

11.1熱圖308

11.2矩陣散點圖314

11.3平行座標圖320

11.4本章小結·325

參考文獻326

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【Python數據視覺化：科技圖表繪製】

內容簡介

《Python數據可視化：科技圖錶繪制》結合編者多年的資料分析與科研繪圖經驗，詳細講解Python語言及包括Matplotlib在內的多種視覺化包在資料分析與科研圖表製作中的使用方法與技巧。 《Python數據可視化：科技圖錶繪制》分為兩部分，共11章，第1部分主要講解Python語言的基礎知識，包括基本語法結構、控制語句、函數、資料處理與清洗等，尤其對Matplotlib、Seaborn、Plotnie庫進行較為詳細的講解。 第2部分結合Python及其附加包的數據視覺化功能，分別講解類別比較數據、數值關係數據、層次關係數據、局部整體型數據、分佈式數據、時間序列數據、多元數據、網絡關係數據的視覺化實現方法。 《Python數據可視化：科技圖錶繪制》可幫助讀者儘快掌握利用Python及視覺化庫進行科技圖表的製作與數據展示。

《Python數據可視化：科技圖錶繪制》注重基礎，內容翔實，突出示例講解，既適合廣大科研工作者、工程師和在校學生等不同層次的讀者自學使用，也可以作為大高職院校相關專業的教學參考書。

作者簡介

芯智

畢業於北京航空航太大學，現就職於中國科學院，高級工程師，從事科研工作近二十年。 現時參與國家科技重大專項攻關任務，熟練掌握各種工程應用與資料分析軟件，曾獲得國家專利獎、北京市專利獎和中科院成果轉化特等獎等榮譽。

目錄

第1章Python基礎知識1

1.1 Python語言概述1

1.1.1 Python的誕生1

1.1.2 Python的特點2

1.1.3 Python繪圖系統3

1.2 Python的獲取與安裝4

1.2.1安裝程式下載4

1.2.2安裝與啟動5

1.2.3輔助開發工具7

1.2.4包的安裝與加載11

1.3 Python的基礎語法13

1.3.1識別字13

1.3.2注釋14

1.3.3續行14

1.3.4輸入/輸出函數15

1.3.5運算子16

1.3.6資料結構17

1.3.7序列20

1.4程式控制語句21

1.4.1條件語句22

1.4.2 for迴圈語句23

1.4.3 while迴圈語句24

1.4.4其他語句26

1.5函數28

1.5.1定義函數28

1.5.2調用函數30

1.5.3匿名函數（Lambda函數）31

1.6本章小結32

第2章資料處理與清洗33

2.1 NumPy：數值計算33

2.1.1數組的創建33

2.1.2數組的索引與切片35

2.1.3數組的變換36

2.1.4基本運算37

2.2 Pandas：資料處理38

2.2.1資料結構38

2.2.2資料類型41

2.2.3數據的導入與匯出44

2.2.4合併數據46

2.2.5數據選擇47

2.2.6數據過濾47

2.2.7數據排序48

2.2.8數據合併48

2.2.9數據重塑49

2.2.10缺失值處理50

2.2.11重複值處理51

2.3本章小結51

第3章Python繪圖系統52

3.1 Matplotlib 52

3.1.1圖表對象53

3.1.2創建圖形57

3.1.3添加子圖與佈局59

3.1.4圖表元素函數67

3.1.5繪圖函數69

3.1.6坐標系70

3.1.7圖表風格71

3.2 Seaborn74

3.2.1繪圖函數74

3.2.2繪圖風格77

3.2.3顏色主題78

3.2.4圖表分面79

3.3 Plotnine80

3.3.1語法框架81

3.3.2底層函數83

3.3.3繪圖函數83

3.3.4圖表主題87

3.3.5圖表分面89

3.4本章小結91

第4章類別比較數據視覺化92

4.1柱狀圖92

4.2條形圖101

4.3棒棒糖圖106

4.4包點圖117

4.5雷達圖120

4.6徑向柱狀圖124

4.7詞雲圖132

4.8玫瑰圖136

4.9本章小結140

第5章數值關係數據視覺化141

5.1散點圖141

5.2邊際圖149

5.3曼哈頓圖156

5.4氣泡圖160

5.5等高線圖165

5.6三元相圖172

5.7瀑布圖174

5.8生存曲線圖177

5.9火山圖179

5.10本章小結182

第6章層次關係數據視覺化183

6.1旭日圖183

6.2樹狀圖191

6.3桑基圖196

6.4矩形樹狀圖198

6.5圓堆積圖202

6.6本章小結204

第7章局部整體型數據視覺化205

7.1餅圖205

7.2嵌套餅圖211

7.3華夫圖212

7.4馬賽克圖217

7.5本章小結220

第8章分佈式數據視覺化221

8.1長條圖221

8.2核密度圖229

8.3箱線圖234

8.4小提琴圖242

8.5金字塔圖250

8.6脊線圖253

8.7累積分佈曲線圖258

8.8本章小結260

第9章時間序列數據視覺化261

9.1折線圖261

9.2 K線圖272

9.3子彈圖274

9.4儀錶圖278

9.5面積圖280

9.6行事曆圖286

9.7本章小結287

第10章多元數據視覺化288

10.1熱圖288

10.2矩陣散點圖296

10.3平行座標圖300

10.4安德魯斯曲線305

10.5本章小結306

第11章網絡關係數據視覺化307

11.1節點連結圖307

11.2弧線圖311

11.3蜂巢圖313

11.4和絃圖315

11.5切爾科斯圖319

11.6本章小結322

參考文獻323

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【Origin科技繪圖與資料分析】

內容簡介

《Origin科技繪圖與數據分析》以Origin 2023中文版為軟體平臺，結合編者多年的資料分析經驗，通過大量應用實例詳細介紹Origin在科研資料處理與數據作圖中的使用方法與技巧。 全書共13章：第1～6章主要講解Origin的基礎知識與科技繪圖，包括Origin的操作介面、視窗類型、繪圖基本設定、數據操作管理、二維及三維圖的繪製、統計圖形繪製等； 第7～13章結合Origin資料處理與統計分析功能，分別講解線性擬合、非線性擬合、數據操作與分析、基礎統計分析、參數與非參數檢驗、數位信號處理等知識，後介紹如何在Origin中進行版面設計與輸出操作。 通過閱讀本書，可以幫助讀者快速掌握Origin的應用，從而更好地處理和分析科研數據。

本書注重基礎，內容翔實，突出示例講解，既可以作為從事資料分析處理的科研工程技術人員的自學用書，也可以作為高等學校相關專業的大學生、研究生的教學用書。

作者簡介

丁金濱，畢業於北京航空航太大學，現就職於中國科學院，從事科研工作近二十年，熟練掌握各種工程應用與資料分析軟件，曾獲得國家專利獎、北京市專利獎、中科院成果轉化獎。

目錄

第1章Origin與科技繪圖1

1.1 Origin功能應用1

1.1.1資料處理基本步驟2

1.1.2圖形3

1.1.3曲線擬合4

1.1.4數據操作與分析5

1.1.5統計分析5

1.2 Origin操作介面6

1.2.1功能表列7

1.2.2工具列7

1.2.3工作區（子視窗）9

1.2.4項目管理器10

1.2.5對象管理器11

1.2.6 Apps（應用）12

1.2.7狀態列12

1.3子視窗類型12

1.3.1工作簿視窗12

1.3.2圖形視窗13

1.3.3矩陣簿視窗15

1.3.4佈局視窗16

1.3.5記事本視窗17

1.4繪圖基本設定17

1.4.1圖形視窗基本元素17

1.4.2圖層設定18

1.4.3坐標軸設定21

1.4.4繪圖内容22

1.4.5圖例設定22

1.5本章小結23

第2章數據操作管理24

2.1工作簿與工作表24

2.1.1工作簿的操作25

2.1.2工作簿管理27

2.1.3工作表的操作28

2.2矩陣簿與矩陣錶31

2.2.1矩陣簿和矩陣錶的操作31

2.2.2矩陣簿管理32

2.2.3矩陣視窗設定33

2.2.4矩陣錶的操作34

2.3數據變換與填充35

2.3.1數據變換35

2.3.2自動數據填充37

2.3.3工作表與矩陣錶的轉換38

2.3.4數據的查找與替換39

2.4數據導入40

2.4.1工具導入（ASCII格式）40

2.4.2導入嚮導（導入ASCII

檔案）41

2.4.3其他導入管道46

2.5本章小結47

第3章基礎二維圖形繪製48

3.1繪製線圖48

3.1.1折線圖49

3.1.2水准階梯圖51

3.1.3垂直階梯圖51

3.1.4樣條圖52

3.1.5樣條連接圖52

3.1.6 Y偏移堆積線圖54

3.1.7顏色映射線條序列54

3.2繪製符號圖55

3.2.1散點圖55

3.2. 2中軸散點圖57

3.2.3 Y誤差圖57

3.2.4 XY誤差圖59

3.2.5垂線圖60

3.2.6氣泡圖60

3.2.7顏色映射圖61

3.2.8氣泡顏色映射圖62

3.3繪製點線符號圖64

3.3.1點線圖64

3.3.2線條序列圖66

3.3.3 2點線段圖67

3.3.4 3點線段圖68

3.3.5散點圖參照線68

3.3.6點密度圖70

3.4繪製條形圖71

3.4.1柱狀圖71

3.4.2帶標籤的柱狀圖73

3.4.3條形圖73

3.4.4堆積柱狀圖74

3.4.5堆積條形圖74

3.4.6浮動柱狀圖75

3.4.7浮動條形圖76

3.5繪製餅圖76

3.5.1 3D彩色餅圖77

3.5.2不同厚度的3D彩色餅圖77

3.5.3 2D彩色餅圖78

3.5.4複合條餅圖79

3.5.5複合餅圖79

3.5.6環形圖80

3.5.7複合環餅圖81

3.5.8同心圓弧圖83

3.5.9多半徑餅圖85

3.5.10多半徑環形圖86

3.6本章小結88

第4章高級二維圖形繪製89

4.1繪製面積圖89

4.1.1面積圖90

4.1.2堆積面積圖90

4.1.3填充面積圖91

4.1.4百分比堆積面積圖91

4.1.5雙色填充圖92

4.1.6子彈圖92

4.1.7歸一化子彈圖93

4.1.8風箏圖94

4.1.9螺旋條形圖94

4.2繪製多面板/多軸圖97

4.2.1雙Y軸圖97

4.2.2 3Y軸Y-YY圖98

4.2.3 3Y軸Y-Y-Y圖98

4.2.4 4Y軸Y-YYY圖99

4.2.5 4Y軸YY-YY圖99

4.2.6多Y軸圖100

4.2.7瀑布圖101

4.2.8 Y數據顏色映射的瀑布圖102

4.2.9 Z數據顏色映射的瀑布圖102

4.2.10上下單挑圖102

4.2.11左右單挑圖103

4.2.12 4窗格103

4.2.13 9窗格104

4.2.14堆積圖105

4.2.15縮放圖106

4.3繪製專業圖107

4.3.1極座標圖108

4.3.2風玫瑰圖111

4.3.3三元圖113

4.3.4史密斯圖115

4.3.5雷達圖117

4.3.6 XYAM向量圖118

4.3.7 XYXY向量圖120

4.4繪製分組圖120

4.4.1沖積圖121

4.4.2弦圖122

4.4.3比例弦圖124

4.4.4圓形嵌套圖125

4.4.5旭日圖126

4.4.6網絡圖128

4.4.7平行索引圖130

4.4.8平行座標圖131

4.4.9平行集圖132

4.4.10帶狀圖/百分比帶狀圖133

4.4.11桑基圖134

4.5利用函數繪圖135

4.5.1 2D函數繪圖135

4.5.2創建函數數據142

4.5.3 2D參數函數繪圖143

4.6主題繪圖基礎145

4.6.1創建和應用主題繪圖146

4.6.2主題管理器和系統主題148

4.7本章小結149

第5章三維圖形繪製150

5.1矩陣資料視窗151

5.1.1創建矩陣簿151

5.1.2行列數/標籤設定151

5.1.3内容設定152

5.1.4設定值152

5.1.5矩陣基本操作153

5.2三維資料轉換156

5.2.1導入數據到工作表156

5.2.2將工作表中的資料轉換為矩陣158

5.2.3 XYZ網格化159

5.2.4 XYZ對數網格化159

5.3構造矩陣三維作圖160

5.3.1從矩陣視窗創建三維圖形161

5.3.2通過資料轉換建立三維圖形163

5.3.3三維圖形設定164

5.3.4三維圖形旋轉167

5.4內寘三維圖類型167

5.4.1三維曲面圖168

5.4.2三維XYY圖181

5.4.3三維符號、條狀、向量圖183

5.4.4等高線圖184

5.5函數繪圖186

5.5.1 3D函數繪圖186

5.5.2 3D參數函數繪圖188

5.6本章小結191

第6章統計圖形繪製192

6.1統計圖形192

6.2長條圖類圖形193

6.2.1長條圖193

6.2.2直方概率圖194

6.2.3多面板長條圖195

6.2.4分佈長條圖196

6.2.5長條圖軸須196

6.2.6分佈圖軸須196

6.2.7帶標籤的長條圖197

6.3箱線圖197

6.3.1單列數據箱線圖197

6.3.2多列數據箱線圖198

6.4品質控制（平均值極差）圖201

6.5矩陣散點圖202

6.6概率類圖形204

6.6.1帕累托圖204

6.6.2概率圖206

6.6.3 Q-Q圖（分位數－分位數圖）207

6.7高級統計圖形207

6.7.1人口金字塔圖207

6.7.2脊線圖210

6.7.3組邊際圖212

6.8本章小結212

第7章線性擬合213

7.1分析報表213

7.1.1報表資訊構成214

7.1.2報表基本操作215

7.1.3分析報表的輸出216

7.2線性擬合216

7.2.1線性擬合217

7.2.2擬合參數設置218

7.2.3快速線性擬合222

7.2.4遮罩數據的線性擬合224

7.2.5帶誤差棒的線性擬合226

7.2.6多元線性回歸227

7.3本章小結228

第8章非線性擬合229

8.1非線性擬合230

8.1.1多項式擬合230

8.1.2指數擬合231

8.1.3非線性曲線擬合233

8.1.4非線性曲面擬合239

8.1.5非線性隱函數曲線擬合241

8.2非線性擬合類比242

8.2.1擬合曲線類比243

8.2.2擬合曲面類比244

8.3自定義擬合函數與比較245

8.3.1擬合函數管理器245

8.3.2自定義函數246

8.3.3用自定義函數擬合247

8.3.4擬合模型比較249

8.3.5擬合結果分析251

8.4擬合應用254

8.4.1自定義函數擬合254

8.4.2指數函數線性回歸258

8.5本章小結260

第9章數據操作與分析261

9.1插值與外推261

9.1.1從X插值/外推Y262

9.1.2軌線插值264

9.1.3插值/外推265

9.1.4 3D插值265

9.1.5從XY插值Z266

9.1.6 XYZ軌線插值267

9.2數學運算268

9.2.1簡單曲線運算268

9.2.2垂直和水准移動269

9.2.3平均多條曲線269

9.2.4减去參攷數據與减去直線270

9.3微分和積分運算271

9.3.1曲線微分271

9.3.2曲線積分272

9.4數據排序及曲線歸一化273

9.4.1數據排序273

9.4.2曲線歸一化274

9.5本章小結274

第10章基礎統計分析275

10.1描述統計275

10.1.1列統計276

10.1.2行統計276

10.1.3相關係數統計277

10.1.4頻數分佈統計278

10.1.5離散頻數統計279

10.1.6正態性檢驗280

10.1.7二維頻數分佈統計280

10.2方差分析281

10.2.1單因素方差分析281

10.2.2單因素重複量測方差分析284

10.2.3雙因素方差分析285

10.2.4雙因素重複量測方差分析287

10.2.5三因素方差分析288

10.3本章小結288

第11章參數與非參數檢驗289

11.1參數檢驗290

11.1.1單樣本t檢驗290

11.1.2雙樣本t檢驗291

11.1.3配對樣本t檢驗292

11.1.4單樣本比率檢驗293

11.1.5雙樣本比率檢驗293

11.1.6單樣本方差檢驗294

11.1.7雙樣本方差檢驗295

11.1.8行雙樣本t檢驗296

11.2非參數檢驗297

11.2.1樣本Wilcoxon符號秩檢驗297

11.2.2配對樣本Wilcoxon符號秩檢驗298

11.2.3配對樣本符號檢驗298

11.2.4 Friedman方差分析299

11.2.5 Mann-Whitney檢驗300

11.2.6 Kruskal-Wallis方差分析301

11.2.7雙樣本Kolmogorov-Smirnox檢驗301

11.2.8 Mood中位數檢驗302

11.3本章小結303

第12章數位信號處理304

12.1信號處理概述304

12.1.1數位信號與信號處理305

12.1.2 Origin與信號處理305

12.2數據平滑和濾波306

12.2.1平滑306

12.2.2 FFT濾波308

12.2.3 IIR濾波310

12.3傅裡葉變換311

12.3.1快速傅裡葉變換（FFT）311

12.3.2反向快速傅裡葉變換

（IFFT）313

12.3.3短時傅裡葉變換

（STFT）314

12.3.4希爾伯特變換315

12.3.5包絡315

12.4小波變換316

12.4.1連續小波變換317

12.4.2分解318

12.4.3重建319

12.4.4多尺度離散小波變換320

12.4.5降噪321

12.4.6平滑322

12.5本章小結323

第13章版面設計與輸出324

13.1佈局視窗的使用324

13.1.1向佈局視窗添加圖形、

工作表等325

13.1.2佈局視窗對象的編輯327

13.1.3排列佈局視窗中的對象328

13.2圖形輸出330

13.2.1通過剪貼板輸出330

13.2.2圖形輸出基礎331

13.2.3圖形格式選擇332

13.3列印輸出333

13.3.1元素顯示控制333

13.3.2列印頁面設定和預覽334

13.3.3列印對話方塊設定334

13.3.4論文出版圖形輸出技巧335

13.4對象嵌入共亯335

13.4.1共亯Origin圖形概述336

13.4.2嵌入圖形到其他軟體336

13.4.3在其他軟體中創建圖形連結338

13.5本章小結339

參考文獻340

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【MATLAB科技繪圖與資料分析】

內容簡介

《MATLAB科技繪圖與數據分析》結合作者多年的資料分析與科研繪圖經驗，詳細講解MATLAB在科技圖表製作與資料分析中的使用方法與技巧。 全書分為3部分，共12章，第1部分（第1～3章）主要講解MATLAB的基礎知識，包括MATLAB的操作環境、檔案操作、程式設計等； 第2部分（第4～8章）結合MATLAB在數據視覺化方面的功能，詳細講解MATLAB中的圖窗資訊、二維圖繪製、三維圖繪製、專業圖繪製、控制碼圖形對象等科技繪圖方面的知識； 第3部分（第9～12章）講解數據描述性分析、插值與擬合、回歸分析、優化問題求解等

內容。 《MATLAB科技繪圖與數據分析》還配套提供了近300個示例的教學視頻與上機練習資源檔，可幫助讀者大大提升學習效率。

《MATLAB科技繪圖與數據分析》注重實操，示例豐富，圖表精美，適合從事數據視覺化與資料分析的科研工程技術人員、工程師，以及高校相關專業的大學生和研究生閱讀。

作者簡介

丁金濱

畢業於航空航太大學，現就職於中國科學院，高級工程師，從事科研工作近二十年。 現時參與國家科技重大專項攻關任務，熟練掌握各種工程應用與資料分析軟件，曾獲得國家專利獎、北京市專利獎和中科院成果轉化特等獎等榮譽。

目錄

第1章MATLAB的基本操作1

1.1工作環境1

1.1.1工作介面1

1.1.2選項卡2

1.1.3命令列視窗3

1.1.4命令歷史記錄視窗4

1.1.5當前資料夾5

1.1.6工作區和變數編輯器5

1.2蒐索路徑7

1.2.1路徑蒐索機制7

1.2.2設定蒐索路徑8

1.3檔案操作9

1.3.1打開文件9

1.3.2關閉檔案11

1.3.3讀取二進位檔案11

1.3.4寫入二進位檔案12

1.3.5寫入文字檔13

1.3.6讀取文字檔15

1.4數據存取17

1.4.1使用嚮導導入數據17

1.4.2使用函數存取數據18

1.5幫助系統20

1.5.1文字幫助20

1.5.2演示幫助22

1.5.3幫助導航視窗23

1.6本章小結23

第2章資料類型與基本運算24

2.1資料類型24

2.1.1數值類型25

2.1.2字元類型29

2.1.3結構體30

2.1.4元胞數組33

2.1.5函數控制碼36

2.1.6映射容器38

2.2運算子與運算42

2.2.1算術運算子42

2.2.2關係運算子43

2.2.3邏輯運算子44

2.2.4運算優先順序46

2.3矩陣基礎46

2.3.1矩陣與數組46

2.3.2創建矩陣47

2.3.3改變矩陣結構49

2.3.4矩陣元素索引50

2.3.5矩陣資訊53

2.4本章小結56

第3章程式設計57

3.1變數與語句57

3.1.1變數命名57

3.1.2變數類型58

3.1.3特殊變數58

3.1.4關鍵字59

3.1.5語句構成60

3.2程式控制60

3.2.1順序結構60

3.2.2分支結構61

3.2.3迴圈結構67

3.2.4其他常用控制命令70

3.3 M檔案73

3.3.1 M檔案編輯器73

3.3.2函數式M檔案75

3.3.3腳本式M檔案76

3.4本章小結77

第4章圖窗資訊78

4.1圖窗視窗78

4.1.1創建圖窗78

4.1.2獲取當前座標區或圖79

4.1.3創建笛卡兒座標區80

4.1.4清除座標區81

4.1.5清空圖窗82

4.2分塊圖佈局83

4.2.1分塊圖佈局函數83

4.2.2創建佈局84

4.2.3指定流式圖塊排列85

4.2.4創建佈局標題和軸標籤86

4.2.5創建佔據多行和多列的座標區87

4.2.6從特定編號的圖塊開始放置座標區對象89

4.2.7替換圖塊的內容91

4.3子圖佈局92

4.3.1劃分子圖函數92

4.3.2創建子圖93

4.3.3繪製大小不同的子圖94

4.3.4自定義子圖位置95

4.3.5創建包含極座標區的子圖96

4.3.6將子圖置為當前座標區97

4.3.7將現有座標區轉換為子圖97

4.3.8將不同圖窗中的座標區轉換為子圖98

4.4坐標軸資訊99

4.4.1添加軸標籤99

4.4.2設定坐標軸範圍100

4.4.3設定坐標軸刻度103

4.4.4設定坐標軸刻度標籤104

4.4.5旋轉坐標軸刻度標籤105

4.4.6顯示座標區輪廓106

4.4.7設定坐標軸範圍和縱橫比107

4.4.8顯示或隱藏座標區格線110

4.4.9創建雙Y軸圖112

4.5添加標題與圖例114

4.5.1添加標題114

4.5.2添加副標題116

4.5.3添加副標題到子圖網格118

4.5.4添加圖例119

4.6本章小結124

第5章二維圖繪製125

5.1基於數據繪圖125

5.1.1圖形繪製的基本步驟125

5.1.2基本繪圖函數127

5.1.3工作區繪圖131

5.2函數圖繪製131

5.2.1泛函繪圖131

5.2.2一元函數繪圖133

5.2.3隱函數繪圖135

5.3圖形修飾136

5.3.1線型、標記和顏色136

5.3.2“名稱-值對”參數138

5.3.3圖案填充139

5.4特殊座標圖143

5.4.1極座標圖143

5.4.2對數座標圖144

5.4.3柱座標/球座標圖147

5.5本章小結148

第6章三維圖繪製149

6.1三維圖形繪製149

6.1.1基本繪圖步驟149

6.1.2基本繪圖函數151

6.1.3圖形的修飾154

6.2網格與曲面圖155

6.2.1生成栅格數據155

6.2.2數據生成函數156

6.2.3繪製網格圖158

6.2.4繪製曲面圖161

6.2.5繪製函數圖162

6.3三維圖形的控制164

6.3.1設定視角164

6.3.2設定坐標軸166

6.3.3透視、鏤空與裁切167

6.3.4顏色控制170

6.3.5照明和材質處理174

6.4本章小結175

第7章專業圖繪製176

7.1線圖176

7.1.1創建階梯圖176

7.1.2含誤差條的線圖177

7.1.3面積圖179

7.1.4堆疊線圖180

7.1.5等高線圖181

7.2分佈圖183

7.2.1長條圖183

7.2.2創建條形圖184

7.2.3二元長條圖186

7.2.4箱線圖187

7.2.5分簇散點圖190

7.2.6三維分簇散點圖193

7.2.7氣泡圖195

7.3散點圖和平行座標圖197

7.3.1散點圖197

7.3.2三維散點圖199

7.3.3分bin散點圖200

7.3.4帶長條圖的散點圖201

7.3.5散點圖矩陣203

7.3.6平行座標圖204

7.4離散數據圖207

7.4.1條形圖207

7.4.2三維條形圖208

7.4.3帕累托圖209

7.4.4莖圖（離散序列數據圖）210

7.4.5三維離散序列圖212

7.5總體部分圖及熱圖213

7.5.1氣泡雲圖213

7.5.2詞雲圖214

7.5.3餅圖215

7.5.4三維餅圖217

7.5.5熱圖217

7.6本章小結219

第8章控制碼圖形對象220

8.1控制碼圖形對象體系220

8.1.1控制碼圖形組織220

8.1.2控制碼圖形對象類型簡介221

8.2控制碼圖形對象的基本操作222

8.2.1創建對象222

8.2.2訪問對象控制碼224

8.2.3複製和删除對象226

8.2.4控制圖形輸出227

8.2.5保存控制碼233

8.3圖形對象内容設定233

8.3.1設定内容233

8.3.2設定默認内容235

8.3.3通用内容237

8.4覈心控制碼圖形對象238

8.4.1 Figure對象238

8.4.2 Core對象240

8.4.3 Plot對象241

8.4.4 Group對象243

8.4.5 Annotation對象245

8.5 Axes對象246

8.5.1標籤與外觀246

8.5.2坐標軸位置248

8.5.3一圖多軸249

8.5.4坐標軸控制253

8.5.5線條顏色控制254

8.5.6繪圖操作255

8.6本章小結256

第9章數據描述性分析257

9.1基本統計量257

9.1.1平均值（期望）258

9.1. 2中位數259

9.1.3方差261

9.1.4標準差262

9.1.5高階矩263

9.1.6相關係數264

9.1.7協方差265

9.1.8互相關265

9.1.9互協方差266

9.2偏度與峰度267

9.2.1偏度268

9.2.2峰度269

9.3統計資料視覺化270

9.3.1 Andrews圖270

9.3.2平行座標圖271

9.3.3雙標圖272

9.3.4經驗累加分佈圖274

9.3.5 Q-Q圖（分位數圖）275

9.3.6箱線圖276

9.4本章小結278

第10章插值與擬合279

10.1數據插值279

10.1.1一維插值279

10.1.2二維插值282

10.1.3三維插值284

10.1.4多元插值285

10.1.5三次樣條插值287

10.1.6分段三次Hermite插值287

10.1.7修正Akima分段三次Hermite插值288

10.2曲線擬合289

10.2.1多項式擬合290

10.2.2曲線擬合工具291

10.3本章小結294

第11章回歸分析295

11.1一元多項式回歸295

11.1.1獲取擬合數據295

11.1.2估值與殘差296

11.1.3置信區間297

11.1.4互動式操作環境299

11.2多元線性回歸299

11.2.1多元線性回歸建模299

11.2.2多元回歸殘差圖302

11.3非線性回歸303

11.3.1回歸模型303

11.3.2回歸預測304

11.3.3回歸置信區間306

11.3.4互動式操作環境307

11.3.5曲線擬合工具308

11.4逐步回歸309

11.4.1逐步回歸建模309

11.4.2互動式操作環境311

11.5本章小結311

第12章優化問題求解312

12.1基於問題的優化312

12.1.1創建優化變數312

12.1.2創建方程問題313

12.1.3創建優化問題315

12.1.4求解優化問題或方程問題317

12.2基於求解器的優化323

12.2.1線性規劃324

12.2.2有約束非線性規劃327

12.2.3無約束非線性優化329

12.2.4多目標規劃332

12.2.5二次規劃337

12.3最小二乘最優問題339

12.3.1約束線性最小二乘339

12.3.2非線性曲線擬合341

12.3.3非負線性最小二乘342

12.4本章小結343

參考文獻344