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MATLAB回归分析在测绘数据处理中应用
介绍了科学与工程计算软件MATLAB,并将其应用到测绘数据处理中,给出了MATLAB一元线性回归的`分析计算程序及使用方法,得出用MATLAB软件建立一元回归模型的优越性.
作 者：高彩云 高宁 GAO Cai-yun GAO Ning 作者单位：河南城建学院测绘与城市空间信息系,河南平项山,467044 刊 名：河南城建学院学报 英文刊名：JOURNAL OF PINGDINGSHAN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 年，卷(期)： 18(3) 分类号：P209 关键词：MATLAB 回归模型 测绘数据处理基于Matlab的数据处理方法在GPS高程拟合中的应用
在分析GPS高程异常拟合模型实质的基础上,结合工程实例,顾及地球重力场的'空间连续性特点,运用Matlab中的拟合插值函数Griddata等进行高程异常数据处理,并与常规采用的平面及二次曲面拟合成果进行比较.计算表明,将Matlab的数值计算及图形处理能力运用于区域GPS高程异常拟合,相对传统拟合方法,数据处理方式简洁,计算工作量少,成果精度可靠,并能立体表现高程异常的空间分布特征.
作 者：陈本富 王贵武 沈慧 郭先春 作者单位：陈本富(河海大学,土木工程学院,江苏,南京,210098;东华理工大学,地测学院,江西,抚州,344000)王贵武(昆明市规划局,云南,昆明650032)
沈慧(云南省电子工业研究所,云南,昆明,650031)
郭先春(东华理工大学,地测学院,江西,抚州,344000)
刊 名：昆明理工大学学报（理工版） ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF KUNMING UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY（SCIENCE AND TECHNOLOGY） 年，卷(期)：2009 34(5) 分类号：P228.4 关键词：Matlab Griddata函数 GPS高程 拟合 插值 高程异常[摘要]Matlab是一种用于算法开发，数据可视化，数值分析及数值图形生成的高级工具语言，它主要被应用于信号和图像处理，通讯，控制系统设计，测试和测量等广泛领域。基于MATLAB强大的绘图和仿真功能,对物理学中电磁学中的等量同号点电荷的电场线的绘制和带电粒子在均匀电磁场中的运动等问题进行仿真, 来简便、直观、高效分析物理问题。在本文中，用Matlab的功能使静电场里的某些模型(电场强度电势、电场线、等势线、等势面)可视化，方便了我们对有关静电场的知识的学习，提高了我们对知识的理解和运用能力，本文主要是从图像处理功能方面介绍了Matlab语言在静电场一些问题中的应用。
【关键字】：
一、引言
静电场中的电场线，等势线，等势面等图形是一种抽象的模型，在现实世界不具可视化的空间场的物体。所以，形象的模拟出以上问题的图形，对于更进一步学习与研究电场知识有很大的意义。静电场的问题学习与理解起来具有一定的特殊性：它既有理论数值的计算，又有图形图像的辅助处理与理解。例如：形象的模拟出电场线，等势线，等势面，这能在教学中解决教师的授课难题，又能解决学生的理解上的困难。近年来，一直有人在不断的探索这方面的问题，并且取得一定的'成绩。但还存在一定的缺陷，而Matlab恰好解决了这些问题！这使得这些抽象问题能有一门精确的工具软件来处理完成。这正是Matlab在图像方面问题处理的应用。
二、Matlab在电场中的应用
（1）等量点电荷的电场线的绘制
根据库仑定律：在真空中，两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷的电量乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，作用力的方向在两个电荷的连线上，两电荷同号维斥力，异号为吸力，他们之间的力F满足：
QQ F?k1
22 （1） R
由电场强度E的定义可知：
E?kQ （2） R2
建立电场线的微分方程（二维情况）。 因为电场中任一点的电场方向都沿该点电场线的切线方向，所以满足：
dyEy? (3) dxEx
引入参变量t得到： dydx??dt (4) ExEy
设二点电荷位于(-2,0)和(2,0)，二点电荷“电量”为q1和q2（均等于10）, 由库伦定律和电场的叠加原理，得出下列微分方程： x?dx?Ex?q1?x?2?
3?q2?x?2?3 (5) dt??x?2?2?y222??????x?2?2?y2??
y?dyq1ydt?Ey?3?q2y3 (6)
??x2??2?2?y2????x?2?2?y22???
解此方程就可以绘制出电场线。
clc
clear
q=0.5;
xm=2.5;
ym=2;
x=linspace(-xm,xm); %横坐标向量
y=linspace(-ym,ym); %纵坐标向量
[X,Y]=meshgrid(x,y);%产生自变量网络坐标
R1=sqrt((X+1).^2+Y.^2); %第一个正电荷到场点的距离
R2=sqrt((X-1).^2+Y.^2); %第二个正电荷到场点的距离
U=1./R1+q./R2; %计算电势
u=1:0.5:4; %等势线的电场向量
figure
contour(X,Y,U,u) %画等势线
grid on %有网格
hold o
大学网n %设置图形保持状态plot([-xm;xm],[0;0]) %画水平线
plot([0;0],[-ym;ym]) %画竖直线
plot(-1,0,'o','MarkerSize',12)
plot(1,0,'o','MarkerSize',12)
[Ex,Ey]=gradient(-U,x(2)-x(1),y(2)-y(1)); %用等势梯度求场强的两个分量
dth1=20;
th1=(dth1:dth1:180-dth1)*pi/180; %电场线的起始角度
r0=0.1;
x1=r0*cos(th1)-1; %电场线的起点横坐标
y1=r0*sin(th1); %电场线的起点纵坐标
streamline(X,Y,Ex,Ey,x1,y1) %画左上电场线
streamline(X,-Y,Ex,-Ey,x1,-y1)%画左下电场线
dth2=dth1/q;%右边电场线角度间隔
th2=(180-dth2:-dth2:dth2)*pi/180;
x2=r0*cos(th2)+1; %电场线的起点横坐标
y2=r0*sin(th2); %电场线的起点纵坐标
streamline(X,Y,Ex,Ey,x2,y2) %画右下电场线
streamline(X,-Y,Ex,-Ey,x2,-y2) %画右下电场线
axis equal tight %纵横坐标轴采用等长刻度
title %题目
xlabel('x','fontsize',16) %X轴说明
ylabel('y','fontsize',16) %Y轴说明
txt=['电荷比:itQrm_2/itQrm_1='num2str(q)];
text(-xm,-ym+0.5,txt,'fontsize',16)
（2）、线电荷产生的电位：
设电荷均匀分布在从z=-L到z=L,通过原点的线段上，其密度为q(单位C/m),求在xy平面上的电位分布。
点电荷产生的电位可表示为 V?Q 是一个标量。其中r为电荷到测量点的距离。线电4?R?0
荷所产生的电位可用积分或叠加的方法来求。为此把线电荷分为N段，每段长为dL。每段上电荷为q*dL,看作集中在中点的点电荷，它产生的电位为 dV?qdL然后对全部电荷求和即可。 4?R?0
把xy平面分成网格，因为xy平面上的电位仅取决于离原点的垂直距离R，所以可以省略一维，只取R为自变量。把R从0到10米分成Nr+1点，对每一点计算其电位。
clc
clear all;
L=input(‘线电荷长度L＝ ’);
N=input(‘分段数N＝ ’);
Nr=input(‘分段数Nr＝ ’);
q=input(‘电荷密度q= ’);
E0=8.85e-12;
C0=1/4/pi/E0;
L0=linspace(-L,L,N+1);
L1=L0(1:N);L2=L0(2:N+1);
Lm=(L1+L2)/2;dL=2*L/N;
R=linspace(0,10,Nr+1);
for k=1:Nr+1
Rk=sqrt(Lm.^2+R(k)^2);
Vk=C0*dL*q./Rk;
V(k)=sum(Vk);
end
[max(V),min(V)]
plot(R,V),grid
(3)、计算平面上N个电荷之间的库伦引力 由库仑定律：F?q1q2 24??0r
Fx?q1q2?x2?x1? 4??0r3
q1q2?y2?y1? 34??0rFy?
r??x2?x1?2?y2?y12
先输入电荷的数目，各电荷的坐标及电荷量，再选一个电荷，求其它电荷对它的作用力，叠加求合力。再选下一个电荷，依次类推。
clc
clear all;
disp('计算平面上n个点电荷之间的库仑力的有关程序')
n=input('输入电荷数目n=');
for ic = 1:n %输入给定条件
fprintf('对电荷q%gn',ic);%自动命名电荷q1,q2,?qn,分行显示
rc = input('输入电荷位置[x,y]（米）:');
x(ic) = rc(1); %电荷ic的x坐标
y(ic) = rc(2); %电荷ic的y坐标
q(ic) = input('输入电荷量（库仑）：');
end
E0 = 8.85e-12; %真空中的介电常数
C0 = 1/(4*pi*E0); %合并常数
for ic = 1:n %循环计每个电荷所受的力
Fx = 0.0;Fy = 0.0;
for jc = 1:n
if(ic ~= jc)
xij = x(ic)-x(jc);yij = y(ic)-y(jc);
Rij = sqrt(xij^2+yij^2);
Fx = Fx+C0*q(ic)*q(jc)*xij/Rij^3;
Fy = Fy+C0*q(ic)*q(jc)*yij/Rij^3;
F=sqrt(Fx^2+Fy^2);
end
end
fprintf('其它电荷作用在电荷q%g上的合力与分力分别为：n',ic);
fprintf('F=%gNn',F);
fprintf('Fx=%gNn',Fx);
fprintf('Fy=%gNn',Fy);
end
三、结论
从全文可以了解Matlab是一种有着强大的图像绘制功能的可视化软件。是一个为科学，教育，和工程数值计算等多方面设计的高级语言。它的特点是程序设计过程简单，这使我们将我们将主要的，最难的工作还是放在工程问题上，这正是体现了它的优越性。图像处理仅仅是Matlab功能一个方面的体现，他还有更强大的功能值得我们去学习与应用。
通过Matlab在静电场中的实际运用，可以看出利用Matlab解决静电场问题有以下优点：
(1) 介入Matlab，使得静电场中抽象的问题清晰与明朗化。这在教学与研究当中是问题变得简单。相比以往，学生更能形象的理解静电场这方面的知识，将这一方法与工具应用到中学教学中可以更好的帮助学生学好电学知识。
(2) 通过这一问题的处理。由当初的学习电场到现在更深一步的探讨，使得我对电场方面的知识有了更进一步的学习与理解。Matlab还有很多方面的应用，我们要继续深入的学习Matlab来处理更多，更为复杂的问题。
参考文献：
[1] 朱汉敏．MATLAB在静电场教学中的优越性[M]．中国期刊网,第3期．
[2] 刘卫国．MATLAB程序设计与应用[M]．北京：高等教育出版社，．
[3] 马文蔚．物理学中册（第四版）[M]．北京：高等教育出版社，．
[4] 陈锺贤．计算物理学[M]．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，．
[5] 张智星．MATLAB程序设计与应用[M]．北京：清华大学出版社, ．
互相关法在瑞雷波数据处理中的分析与应用
如何提取准确可靠的频散曲线是瑞雷波勘探技术关键问题之一.互相关法是众多提取方法中一种行之有效的方法.对瑞雷波数据处理中互相关法应用的基本原理与应用效果做了深入分析,通过使用滤波和相关系数阀值等措施加强数据质量约束,最终得到频散曲线.利用该方法对一个实际水闸口模型进行计算,应用效果良好.结论表明在野外条件较好的`情况下,该方法可提高横向分辨率和经济效率.
作 者：仇根根 方根显 钱星 郭允 Qiu Gengen Fang Genxian Qian Xing Guo Yun 作者单位：仇根根,钱星,郭允,Qiu Gengen,Qian Xing,Guo Yun(中国地质大学,地下信息探测技术与仪器教育部重点实验室,北京,100083)方根显,Fang Genxian(东华理工大学,核工程技术学院,抚州,344000)
刊 名：工程地球物理学报 英文刊名：CHINESE JOURNAL OF ENGINEERING GEOPHYSICS 年，卷(期)： 6(5) 分类号：P631.4 关键词：简谐波 相速度 群速度 频散特征 互相关法关于在测绘工程专业中设置Matlab课程的探讨
当今的.科技发展对测绘教育提出了新的要求,为了适应需求,指出了测绘专业学生具备使用Matlab软件能力的重要意义.文中简要地讨论了Matlab的特点和功能,根据测绘工程专业教学内容给出了两个典型使用Matlab的实例.最后,结合了四年来的教学尝试得到的体会,提出在测绘工程专业教学中应开设有关Matlab语言课程这一结论.
作 者：王继刚 WANG Ji-gang 作者单位：淮海工学院测绘工程学院,江苏,连云港,22 刊 名：北京测绘 英文刊名：BEIJING SURVEYING AND MAPPING 年，卷(期)：2009 “”(2) 分类号：P205 关键词：测绘工程 Matlab 课程多媒体MatLab在中学数学教学中的应用
摘 要：多媒体教学受到人们的日益重视，制作多媒体课件的能力日趋成为衡量一个教师教学能力的标准之一。MatLab功能强大且简单易用，本文首先对MatLab的发展历史和基本组成框架进行了简单介绍。在此基础上，利用MabLab函数绘制了学数学教学过程中常见的二维和三维函数。并得出结论认为，MatLab适用于中学多媒体课件的制作。
关键词：多媒体教学 中学数学 MatLab
1 引言
随着计算机技术的发展，多媒体教学越来越受到人们的重视。现代教育理论认为[1]：全面实施素质教育，传统教学陈旧的教学手段和简单的教学技术在当今世界的多层次教学、演示教学、实验教学等现代化课堂教学中就显得力不从心。实验心理学家赤瑞特拉通过大量的实验证实：人类获取的信息83%来自视觉，11%来自听觉，1.5%来自触觉，这三个加起来达到95.5%。可见如何充分利用这三者来提高教学质量是人类认知心理学的要求。
多媒体计算机辅助教学是指利用多媒体计算机，综合处理和控制符号、语言、文字、声音、图形、图像、影像等多种媒体信息，把多媒体的各个要素按教学要求，进行有机组合并通过屏幕或投影机投影显示出来，同时按需要加上声音的配合，以及使用者与计算机之间的人机交互操作，完成教学或训练过程。Matlab 是美国 MathWorks 公司自 20 世纪 80 年代中期推出的数学软件，具有优秀的数值计算能力和卓越的数据可视化能力。尽管MatLab并不是一专门的教学软件，但其强大的绘图功能使得数学教学中的抽象概念直观易解。
2 多媒体教学特点
多媒体技术的特性主要包括信息载体的多样化、集成性和交互性三个方面[2]。信息载体的多样化指的就是信息媒体的.多样化多媒体就是要把机器处理的信息多样化或多维化, 使之在信息交互的过程中, 具有更加广阔和更加自由的空间。多媒体的集成性主要表现在两个方面,即多媒体信息媒体的集成和处理这些媒体的设备的集成,。对于前者而言,各种信息媒体尽管可能会是多通道的输入或输出,但应该成为一体。对于后者而言,指的是多媒体的各种设备应该成为一体。多媒体的交互性则是指用户在使用多媒体过程中可以与之进行交互，输入目标参数，从而得到理想中的多媒体信息输出。
多媒体技术的特性决定了多媒体教学如下特点：
1） 教学手段集成化
多媒体计算机集激光唱盘、录像机、电视机和计算机控制于一体, 即可以充分利用语音和电视教学的优势, 又有计算机交互式教学的特点,克服了传统教学手段三个“一”（一支粉笔、一本书、一张嘴）的单一性缺点。
2） 教学方式多样化
多媒体技术可以充分发挥信息载体的光、声、电特性，在课堂教学过程中充分挖掘学生认知过程中视觉、听觉甚至触觉（譬如利用虚拟现实技术）的潜力。教师在教学中可以充分利用已有的教学软件，如使用Authorware软件、PowerPoint 软件、《几何画板》和MatLab等软件制作课件，通过计算机播放文字、图像、动画、声音等多媒体信息，创设开放式的教学情景，使得学生在课堂上进行观察、试验、归纳和创新思维活动成为可能。
3） 教学过程互动化
在多媒体教学中，教师可以根据学生的疑问方便的修改教学内容。同时学生还可以自己制作多媒体课件，并在课堂上进行演示。在制作的过程中，多媒体的直观形象不仅可以加深学生对知识的理解，同时学生也成为教学过程中的主动获取者，改变了传统教学中学生作为被动接受者的弊病。计算机友好的交互界面，使学生感到学习不再是一件枯燥乏味的事，特别是基于网络的教学模式产生后，彻底改变了传统教学过程中学生被动接受的状态，而使学生处于积极主动的地位，提高了课堂教学效率[3]。
3 MatLab介绍
MATLAB软件是由美国Mathworks公司推出的用于数值计算和图形处理的科学计算系统环境。MATLAB是英文MATrix LABoratory(短阵实验室)的缩写。在MATLAB环境下，用户可以集成地进行程序设计、数值计算、图形绘制、输入输出、文件管理等各项操作。
MTALAB系统由五个主要部分组成，下面分别加以介绍：
(1)MATALB语言体系。MATLAB是高层次的矩阵／数组语言．具有条件控制、函数调用、数据结构、输入输出、面向对象等程序语言特性。利用它既可以进行小规模端程，完成算法设计和算法实验的基本任务，也可以进行大规模编程，开发复杂的应用程序。
(2)MATLAB工作环境。这是对MA丁LAB提供给用户使用
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Matlab在北京飞机增雨航迹分析中的应用
飞机航迹分析是飞机云物理和大气环境探测中进行飞行探测资料整合中的一项重要工作,在GPS航迹资料分析中,资料的'不连续和经纬度数据进制换算是飞机探测作业分析中常遇的问题.根据北京2004年增蓄型飞机人工增雨探测作业试验期间GPS航迹数据特点,通过Matlab分析讨论其中的问题,利用Matlab良好的矩阵运算功能,对航迹经纬度数据进行换算,并根据航迹记录时间的连续性特点,提出了对不恰当、丢失和重复数据的判断分析方法.分析使用表明,在飞机探测作业航迹分析中,Matlab可以很方便地进行数据分析处理,并能将结果进行多维可视化显示.
作 者：汪晓滨 吕亚丽 王广河 张蔷 刘新建 毛节泰 Wang Xiaobin Lv Yali Wang Guanghe Zhang Qiang Liu Xinjian Mao Jietai 作者单位：汪晓滨,王广河,Wang Xiaobin,Wang Guanghe(中国气象科学研究院,北京,100081;中国气象局云雾物理重点开放实验室)吕亚丽,Lv Yali(中国人民解放军信息工程大学;北京1936信箱11分箱)
张蔷,Zhang Qiang(北京市人工影响天气办公室)
刘新建,毛节泰,Liu Xinjian,Mao Jietai(北京大学物理学院大气科学系)
刊 名：气象 ISTIC PKU英文刊名：METEOROLOGICAL MONTHLY 年，卷(期)：2006 32(7) 分类号：P4 关键词：飞机人工增雨 空地信息传输系统 GPS航迹数据 Matlab