丁金滨

毕业于航空航天大学，现就职于中国科学院，高级工程师,从事科研工作近二十年。目前参与国家科技重大专项攻关任务，熟练掌握各种工程应用与数据分析软件，曾获得国家专利奖、北京市专利奖和中科院成果转化特等奖等荣誉。

《MATLAB科技绘图与数据分析》结合作者多年的数据分析与科研绘图经验，详细讲解MATLAB在科技图表制作与数据分析中的使用方法与技巧。全书分为3部分，共12章，第1部分（第1～3章）主要讲解MATLAB的基础知识，包括MATLAB的操作环境、文件操作、程序设计等；第2部分（第4～8章）结合MATLAB在数据可视化方面的功能，详细讲解MATLAB中的图窗信息、二维图绘制、三维图绘制、专业图绘制、句柄图形对象等科技绘图方面的知识；第3部分（第9～12章）讲解数据描述性分析、插值与拟合、回归分析、优化问题求解等

内容。《MATLAB科技绘图与数据分析》还配套提供了近300个示例的教学视频与上机练习资源文件，可帮助读者大大提升学习效率。

《MATLAB科技绘图与数据分析》注重实操，示例丰富，图表精美，适合从事数据可视化与数据分析的科研工程技术人员、工程师，以及高校相关专业的本科生和研究生阅读。

第 1 章　MATLAB的基本操作1

1.1　工作环境1

1.1.1　工作界面1

1.1.2　选项卡2

1.1.3　命令行窗口3

1.1.4　命令历史记录窗口4

1.1.5　当前文件夹5

1.1.6　工作区和变量编辑器5

1.2　搜索路径7

1.2.1　路径搜索机制7

1.2.2　设置搜索路径8

1.3　文件操作9

1.3.1　打开文件9

1.3.2　关闭文件11

1.3.3　读取二进制文件11

1.3.4　写入二进制文件12

1.3.5　写入文本文件13

1.3.6　读取文本文件15

1.4　数据存取17

1.4.1　使用向导导入数据17

1.4.2　使用函数存取数据18

1.5　帮助系统20

1.5.1　文本帮助20

1.5.2　演示帮助22

1.5.3　帮助导航窗口23

1.6　本章小结23

第 2 章　数据类型与基本运算24

2.1　数据类型24

2.1.1　数值类型25

2.1.2　字符类型29

2.1.3　结构体30

2.1.4　元胞数组33

2.1.5　函数句柄36

2.1.6　映射容器38

2.2　运算符与运算42

2.2.1　算术运算符42

2.2.2　关系运算符43

2.2.3　逻辑运算符44

2.2.4　运算优先级46

2.3　矩阵基础46

2.3.1　矩阵与数组46

2.3.2　创建矩阵47

2.3.3　改变矩阵结构49

2.3.4　矩阵元素索引50

2.3.5　矩阵信息53

2.4　本章小结56

第 3 章　程序设计57

3.1　变量与语句57

3.1.1　变量命名57

3.1.2　变量类型58

3.1.3　特殊变量58

3.1.4　关键字59

3.1.5　语句构成60

3.2　程序控制60

3.2.1　顺序结构60

3.2.2　分支结构61

3.2.3　循环结构67

3.2.4　其他常用控制命令70

3.3　M文件73

3.3.1　M文件编辑器73

3.3.2　函数式M文件75

3.3.3　脚本式M文件76

3.4　本章小结77

第4章　图窗信息78

4.1　图窗窗口78

4.1.1　创建图窗78

4.1.2　获取当前坐标区或图79

4.1.3　创建笛卡儿坐标区80

4.1.4　清除坐标区81

4.1.5　清空图窗82

4.2　分块图布局83

4.2.1　分块图布局函数83

4.2.2　创建布局84

4.2.3　指定流式图块排列85

4.2.4　创建布局标题和轴标签86

4.2.5　创建占据多行和多列的坐标区87

4.2.6　从特定编号的图块开始放置坐标区对象89

4.2.7　替换图块的内容91

4.3　子图布局92

4.3.1　划分子图函数92

4.3.2　创建子图93

4.3.3　绘制大小不同的子图94

4.3.4　自定义子图位置95

4.3.5　创建包含极坐标区的子图96

4.3.6　将子图置为当前坐标区97

4.3.7　将现有坐标区转换为子图97

4.3.8　将不同图窗中的坐标区转换为子图98

4.4　坐标轴信息99

4.4.1　添加轴标签99

4.4.2　设置坐标轴范围100

4.4.3　设置坐标轴刻度103

4.4.4　设置坐标轴刻度标签104

4.4.5　旋转坐标轴刻度标签105

4.4.6　显示坐标区轮廓106

4.4.7　设置坐标轴范围和纵横比107

4.4.8　显示或隐藏坐标区网格线110

4.4.9　创建双Y轴图112

4.5　添加标题与图例114

4.5.1　添加标题114

4.5.2　添加副标题116

4.5.3　添加副标题到子图网格118

4.5.4　添加图例119

4.6　本章小结124

第 5 章　二维图绘制125

5.1　基于数据绘图125

5.1.1　图形绘制的基本步骤125

5.1.2　基本绘图函数127

5.1.3　工作区绘图131

5.2　函数图绘制131

5.2.1　泛函绘图131

5.2.2　一元函数绘图133

5.2.3　隐函数绘图135

5.3　图形修饰136

5.3.1　线型、标记和颜色136

5.3.2 “名称-值对”参数138

5.3.3　图案填充139

5.4　特殊坐标图143

5.4.1　极坐标图143

5.4.2　对数坐标图144

5.4.3　柱坐标/球坐标图147

5.5　本章小结148

第 6 章　三维图绘制149

6.1　三维图形绘制149

6.1.1　基本绘图步骤149

6.1.2　基本绘图函数151

6.1.3　图形的修饰154

6.2　网格与曲面图155

6.2.1　生成栅格数据155

6.2.2　数据生成函数156

6.2.3　绘制网格图158

6.2.4　绘制曲面图161

6.2.5　绘制函数图162

6.3　三维图形的控制164

6.3.1　设置视角164

6.3.2　设置坐标轴166

6.3.3　透视、镂空与裁切167

6.3.4　颜色控制170

6.3.5　照明和材质处理174

6.4　本章小结175

第 7 章　专业图绘制176

7.1　线图176

7.1.1　创建阶梯图176

7.1.2　含误差条的线图177

7.1.3　面积图179

7.1.4　堆叠线图180

7.1.5　等高线图181

7.2　分布图183

7.2.1　直方图183

7.2.2　创建条形图184

7.2.3　二元直方图186

7.2.4　箱线图187

7.2.5　分簇散点图190

7.2.6　三维分簇散点图193

7.2.7　气泡图195

7.3　散点图和平行坐标图197

7.3.1　散点图197

7.3.2　三维散点图199

7.3.3　分bin散点图200

7.3.4　带直方图的散点图201

7.3.5　散点图矩阵203

7.3.6　平行坐标图204

7.4　离散数据图207

7.4.1　条形图207

7.4.2　三维条形图208

7.4.3　帕累托图209

7.4.4　茎图（离散序列数据图）210

7.4.5　三维离散序列图212

7.5　总体部分图及热图213

7.5.1　气泡云图213

7.5.2　词云图214

7.5.3　饼图215

7.5.4　三维饼图217

7.5.5　热图217

7.6　本章小结219

第8章　句柄图形对象220

8.1　句柄图形对象体系220

8.1.1　句柄图形组织220

8.1.2　句柄图形对象类型简介221

8.2　句柄图形对象的基本操作222

8.2.1　创建对象222

8.2.2　访问对象句柄224

8.2.3　复制和删除对象226

8.2.4　控制图形输出227

8.2.5　保存句柄233

8.3　图形对象属性设置233

8.3.1　设置属性233

8.3.2　设置默认属性235

8.3.3　通用属性237

8.4　核心句柄图形对象238

8.4.1　Figure对象238

8.4.2　Core对象240

8.4.3　Plot对象241

8.4.4　Group对象243

8.4.5　Annotation对象245

8.5　Axes对象246

8.5.1　标签与外观246

8.5.2　坐标轴位置248

8.5.3　一图多轴249

8.5.4　坐标轴控制253

8.5.5　线条颜色控制254

8.5.6　绘图操作255

8.6　本章小结256

第 9 章　数据描述性分析257

9.1　基本统计量257

9.1.1　均值（期望）258

9.1.2　中位数259

9.1.3　方差261

9.1.4　标准差262

9.1.5　高阶矩263

9.1.6　相关系数264

9.1.7　协方差265

9.1.8　互相关265

9.1.9　互协方差266

9.2　偏度与峰度267

9.2.1　偏度268

9.2.2　峰度269

9.3　统计数据可视化270

9.3.1　Andrews图270

9.3.2　平行坐标图271

9.3.3　双标图272

9.3.4　经验累加分布图274

9.3.5　Q-Q图（分位数图）275

9.3.6　箱线图276

9.4　本章小结278

第 10 章　插值与拟合279

10.1　数据插值279

10.1.1　一维插值279

10.1.2　二维插值282

10.1.3　三维插值284

10.1.4　多维插值285

10.1.5　三次样条插值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　曲线拟合289

10.2.1　多项式拟合290

10.2.2　曲线拟合工具291

10.3　本章小结294

第 11 章　回归分析295

11.1　一元多项式回归295

11.1.1　获取拟合数据295

11.1.2　估值与残差296

11.1.3　置信区间297

11.1.4　交互式操作环境299

11.2　多元线性回归299

11.2.1　多元线性回归建模299

11.2.2　多元回归残差图302

11.3　非线性回归303

11.3.1　回归模型303

11.3.2　回归预测304

11.3.3　回归置信区间306

11.3.4　交互式操作环境307

11.3.5　曲线拟合工具308

11.4　逐步回归309

11.4.1　逐步回归建模309

11.4.2　交互式操作环境311

11.5　本章小结311

第 12 章　优化问题求解312

12.1　基于问题的优化312

12.1.1　创建优化变量312

12.1.2　创建方程问题313

12.1.3　创建优化问题315

12.1.4　求解优化问题或方程问题317

12.2　基于求解器的优化323

12.2.1　线性规划324

12.2.2　有约束非线性规划327

12.2.3　无约束非线性优化329

12.2.4　多目标规划332

12.2.5　二次规划337

12.3　最小二乘最优问题339

12.3.1　约束线性最小二乘339

12.3.2　非线性曲线拟合341

12.3.3　非负线性最小二乘342

12.4　本章小结343

参考文献344