基于matlab的地理等高线应用good.docx

基于mat lab的地理等高线的应用（王艳红12009243702 2009级通信工程1班）摘要随着信息时代的到来，尤其是自上世纪九十年代的伊拉克战争以来，现代战争已演变成“陆，海， 空，天，电”五位一体的高科技战争现代战争已进入信息化时代信息化成为当今军事发展的潮流 在军事活动中，军事仿真，虚拟战争环境，计算机军事网上演习等得到了广泛应用面对新的军事变革, 传统的纸质地图表示地理信息的方式越来越难以满足军事活动的需要因此，本文基于matlab,将地理 等高线地图进行转化，希望对推进我军的信息化建设，对提高部队战斗力水平有一定的现实意义 关键字Matlab地理等高线地图应用一、 问题的提出随着信息吋代的到来，尤其是自上世纪九十年代的伊拉克战争以来，现代战争已演变 成“陆，海，空，天，电”五位一体的高科技战争现代战争已进入信息化时代信息化 成为半今军事发展的潮流在军事活动中，军事仿真，虚拟战争环境，计算机军事网上演 习等得到了广泛应用而对新的军事变革，传统的纸质地图表示地理信息的方式越来越难 以满足军事活动的需要因此，本文基于mat lab,将地理等高线地图进行转化，希望对推 进我军的信息化建设，对提高部队战斗力水平有一定的现实意义。

二、 问题的解决（一）古代地图的发展自从石器吋代，人类开始制作地图其中最早的地图在公元前6200年于土耳其地区岀 现古埃及人使用芦苇绘制地图，但芦苇不易保存，故存世的古埃及地图很少中国的地 图最早见于4000年前的夏朝根据实物考古发现中国的最早的地图，是湖南长沙马王堆三 号汉墓小，三幅绘在帛上的地图，绘制年代大约在四汉时期公元前168年在中国的出土 最早的纸上绘制的就是一幅战场地图1895年在俄罗斯迈科普古墓岀土的银壶丄的线刻地 图，于公元前3000年制作两条河流相汇成湖，山地、树木、鸟兽皆为侧而图颇为写实 的把高加索山脉的轮廓描绘出来古希腊在地图方面作出了许多贡献埃拉托斯特尼首先 推算出了地球的大小以及子午圈的长度，绘制出默认地球为球体的地图喜帕恰斯创立投 影法，提出将地球圆周划分360托勒密于公元2世纪编纂的《地理学指南》详细叙述 了地图绘制的方法，创立了更多新的投影法该书附地图27张（1张世界地图，26张分区 地图），被认为是世界最早的地图集Z雏形中国四晋时期的地图学家裴秀发明了「制图 六体」，开创了东方精确制图的先河15世纪吋从13世纪原稿复制的世界地图，是首次描绘出北美洲海岸的地图。

在现今 世代，我们倾向觉得地图是理性及科学的产物，其实地图本身也有神秘的一而古代地图, 尤其是在未知的领域中，常常跟非科学的宇宙观结合来表达人与宇宙的关系例如：中世 纪的「TO地图」把耶路撒冷描绘成世界的中心，把地球当作耶稣的躯体此时的地图没有 经纬网和比例尺，科学实用价值丧失相反地，地中海人的航海地图却是非常准确1568 年，荷兰制图学者墨卡托创立了正轴等角圆柱投影这个投影将等角航线绘制为直线，因 此至今还在海图制图时使用随著地理大发现的开始，齐种行业都对精确的地图产生需求，当时使用三角测量绘制 精准地图很风行到了 18世纪，很多国家开始绘制详细的军用地图19世纪末，各国出于经济利益的需要，开始编绘国际统一规格的详细地图此时，自然科学发展起來，出现 了描述气候、土壤、水文等自然专题的专题地图20世纪后，飞机被发明，航空测绘地图 兴起二）等高线地图1. 等高线显示地貌（1） 等高线显示地貌的原理地貌的形态在地图上主要是用等高线显示的，其原理是：把一个山地模型从底到顶按 相等的高度，一层一层地水平切开，在山的表面便出现一条条大小不等的截口线，然后把 些线垂直投影到平面图纸上，便出现一圈套一圈的曲线图形。

由于同一条曲线上的各点的 高度都相等，所以把它叫做等高线2） 等高线显示地貌的特点等高线显示地貌有很多的特点：同一•条线上各点的高度相等，并各自闭合；等高线多, 山就高，等高线少，山就低；等高线稀，坡度就缓，等高线密，坡度就陡；图上等高线的 弯曲开头与相应的现地地貌开头相似3） 等高距相领两条等高线间的实地垂直距离叫等高距同一地形等高距大，等高线就稀，地貌 显示就越简略；等高距小，等高线就密，地貌显示就越详细通常，大比例尺地图表示地 貌相对详细，小比例尺地图表示地貌相对简略我国常用比例尺地图的等高距规定：比例 尺为1:2.5万，等高距为5米；比例尺为1:5万，等高距为10米；比例尺为1:10万，等 高距为20米；比例尺为1:20万，等高距为40米4） 等高线的种类等高线按其作用的不同，可分为四种：首曲线，用细实线表示，用以显示地貌的基本 形态；计曲线，用加粗实线表示，从高程起算面起，每隔4条首曲线绘粗实线；间曲线， 按等高距的1/2绘制的长虚线，用以显示首曲线不能显示的局部地貌；助曲线，按等高距 的1/4绘制的短虚线，用以显示间曲线还不能显示的局部地貌5） 高程注记高程注记在地图上有两种形式：一种是高程点的注记，用黑色，字头朝向地图的北方 （上方）；一种是等高线注记，用棕色，字头朝向上坡方向。

2. 地形图在军事上的应用军队行军作战总是离不开地图地图对于军事的作用，自古以來就受到军事家的重视, 现代条件下的战争，指挥员对地图的依赖性更大，已成为军队各级指挥作战的重要工具， 其作用有以下几点：（1） 是供各级指挥员掌握战场全局地形图可以将某个战区，或某个重要战略、战役方 向上的地形轮廓、地势起伏、江河、城镇、交通枢纽等情况，真实地展现在眼前，供指挥 员分析研究战场、地形、友邻情况，以及敌我双方态势，审时度势地制定作战方案，组织 战斗行动2） 是作为标绘要图的底图标绘要图是指挥员、参谋人员的一•项重要业务技能，如首 长决心图、敌我态势图、战斗经过图、行军路线图、宿营部署图、工事筑城图和各兵种战 斗保障图等，常需以要图的形式表达地形图一般作为标绘要图的底图3） 是为兵要资料提供数据地形图的突出特点是精确、详细，尤其是大比例尺地形图, 各军兵种都要从地形图上获得作战行动的必要地理资料和数据如地貌的起伏状态和坡度,道路的质量和里程，江河的流速和水深，居民地的人小和建筑质量，森林的种类和高度、 直径等数据，都可以直接从地形图上获取4) 是进行图上作业部队在用图小，除了战术标图外，还有大量的室内和野外图上作 业。

如航空兵计划航线，确立飞行高度；炮兵联测战斗队形和准备开始射击诸元；工程兵 进行规划、设计和计算工程量等，都要在地形图上进行量取距离、方位，判断高程和计算 面积等作业5) 是为合成军队作战提供统一的地形基础诸军兵种协同作战时，需要有统一的坐标 系统、高程和地名，进行协调的指挥，而基本比例尺地形图能为这种统一指挥，实施时间、 地点和主攻方向做好战斗协同3. mat lab中地理等高线的绘制知识(1) 命令 1 contour功能：曲面的等高线图用法：contour(z)把矩阵刁中的值作为一个二维函数的值，等高曲线是一个平面的 曲线，平面的高度v是Mat lab自动取的；contour (x, y, z) (x, y)是平面z=0上点的坐标矩阵,z为相应点的高度值矩阵效果同 上；contour (z, n)画出门条等高线；contour (x, y, z, n)画出n条等高线;contour (z, v)在指定的高度v上画岀等高线[c, h ] = contour (…)返回如同contourc命令描述的等高矩阵c和线句柄或块句柄列向虽 h,这些可作为clabel命令的输入参量，每条线对应一个句柄，句柄中的userdata属性包 含每条等高线的高度值；contour? linespec,)因为等高线是以当前的色图中的颜色 画的，且是作为块对象处理的，即等高线是一般的线条，我们可象画普通线条一样，可以 指定等高线的颜色或者线形。

例—:contour(peaks(40))o(2) 命令 2 clabel功能：在二维等高线图中添加高度标签在下列形式中，若有h出现，则会对标签进 行恰当的旋转，否则标签会竖直放置，且在恰当的位置显示个一个“ + ”号用法：clabel (C, h)把标签旋转到恰当的角度，再插入到等高线中只有等高线乙间 有足够的空间时才加入，当然这决定于等高线的尺度；clabel (C,h,v)在指定的高度^上 显示标签h,当然要对标签做恰当的处理；clabel (C,h/manuar)手动设置标签用户用 鼠标左键或空格键在最接近指定的位置上放置标签，用键盘JL的回车键结束该操作半然 会对标签做恰当的处理；clabel (C)在从命令contour生成的等高线结构c的位置上添加 标签此时标签的放置的位置是随机的clabel (C, v)在给定的位置v上显示标签,clabel (C,5 manuaT )允许用户通过鼠标来给等 高线贴标签例二：[x,y]=meshgrid(-2:.2:2)z=x.*y.*exp(-x•八2-y•人2)[C,h]=contour(x, y, z)clabel(Cz h)202 o PU5•21 i i i i i i i-2 -1.5 -1 05 0 0 5 1 1.5 2图2例二的图像(3) 命令 3 contourc功能：低级等高线图形计算命令。

该命令计算等高线矩阵C,该矩阵可用于命令 contour, c()ntour3和contourf等矩阵z中的数值确定平面上的等高线高度值，等高线 的计算结果用由矩阵z维数决定的间隔的宽度用法：C = contourc (Z)从矩阵z中计算等高矩阵，其中z的维数至少为2*2阶，等 高线为矩阵z中数值相等的单元等高线的数H和相应的高度值是H动选择的C = contourc (Z, n)在矩阵z中计算出门个高度的等高线C = contourc (Z, v)在矩阵z中计 算出给定高度向量v上计算等高线，半然向量v的维数决定了等高线的数FI若只要计算 一条高度为 a 的等高线，输入：contourc (Z, [a, a]) ； C = contourc (x, y, Z)在矩阵 z ]\l, 参量x, y确定的坐标轴范围内计算等高线;C = contourc (x, y, Z, n)从矩阵Z中,参量x 与y确定的坐标范围内画出门条等高线；0 = contourc(x, y, Z, v)从矩阵Z ]\l,参量x与 y确定的坐标范I刊内，iuii在v指定的高度上指定的等高线4) 命令 4 contour3功能：三维空间等高线图。

该命令生成-个定义在矩形格栅丄曲面的三维等高线图用法：contour3(Z)画出三维空间角度观看矩阵刁的等高线图，其的元素被认为是 距离xy平面的高度，矩阵刁至少为2*2阶的等高线的条数与高度是自动选择申若[m, n]=size (z),贝i」x轴的范围为[1 ： n], y轴的范围为[1： m] □ contour3 (Z, n)画出由矩阵z 确定的n条等高线的三维图contours(Z, v)在参量v指定的高度上画出三维等高线，为然 等高线条数与向量v的维数相同；若想只画一条高度为h的等高线，输入： contour3 (Z, [h, h]), contour3 (X, Y, Z) > contour3 (X, Y, Z, n) > contour3 (X, Y, Z, v)用 X与Y 定义x-轴与y-轴的范围若X为矩阵,则X(l,:)定义X-轴的范围;若Y为矩阵,则Y(:, 1)定 义y-轴的范围；若X与Y同时为矩阵，则它们必须同型不论为哪种使用形式，所起的作用 与命令surf相同。