155GIT1 / 6. cvičení: Porovnání verzí

Z GeoWikiCZ
(Není zobrazeno 16 mezilehlých verzí od 2 dalších uživatelů.)
Řádek 1: Řádek 1:
{{Geoinformatika}}
{{Geoinformatika}}
{{Cvičení|155GIT1|6|Podmínky a cykly, uživatelské funkce}}
{{Cvičení|155GIT1|6|Matlab - Grafy funkcí}}


== Náplň cvičení ==
== Náplň cvičení ==


# složené podmínky
# grafické okno <code>figure</code>
# uživatelské funkce
# grafy funkcí <code>plot(), subplot(), polar()</code>
# chybová hlášení, nápověda k funkci


== Ukázky ==
== Ukázky ==


=== Složené podmínky ===
=== Grafické okno ===


''' logické AND ''' - všechny podmínky musí platit současně
<source lang=octave>
figure    # -> 1
figure    # -> 2
figure(4) # -> 4
</source>


* Pro zavření všech grafických oken najednou funguje příkaz
<source lang=octave>
<source lang=octave>
% iterativni proces skonci jiz pri splneni jedne z pozadovanych presnosti
close all
dx = 10;  % pozadovana presnost v souradnici x
</source>
dy = 10;  % pozadovana presnost v souradnici y
i = 0;    % citac iteraci
while dx > 0.1 & dy > 0.1
    i = i+1
    dx = dx/2
    dy = dy/5
end


% totez
=== Grafy funkcí ===
dx = 10;  % pozadovana presnost v souradnici x
dy = 10;  % pozadovana presnost v souradnici y
i = 0;    % citac iteraci
while all([dx > 0.1, dy > 0.1])  % totez:  while [dx > 0.1, dy > 0.1]
    i = i+1
    dx = dx/2
    dy = dy/5
end
</source>


''' logické OR ''' - musí platit alespoň jedna podmínka
* <code>plot()</code> {{bullet}} [http://geo.fsv.cvut.cz/vyuka/155git1/matlab/matlab.pdf#page=94 argumenty]


<source lang=octave>
<source lang=octave>
% iterativni proces skonci az po splneni vsech pozadovanych presnosti
x = [0:3:360];
dx = 10;   % pozadovana presnost v souradnici x
y = sin(x*pi/180);
dy = 10;   % pozadovana presnost v souradnici y
plot(x, y);
i = 0;    % citac iteraci
%
while dx > 0.1 | dy > 0.1
% nove okno
    i = i+1
figure(2)
    dx = dx/2
plot(x, y, 'r+')
    dy = dy/5
%
end
% vice grafu najednou
 
figure(3)
% totez
z = cos(x*pi/180);
dx = 10;  % pozadovana presnost v souradnici x
plot(x, y, '--b', x, z, ':k');
dy = 10;  % pozadovana presnost v souradnici y
i = 0;     % citac iteraci
while any([dx > 0.1, dy > 0.1])
    i = i+1
    dx = dx/2
    dy = dy/5
end
</source>
</source>


=== Uživatelské funkce ===
{{fig|octave-graf-1|<code>plot(x, y, '--b', x, z, ':k')</code>}}


'''Syntax'''
==== Popisky grafů ====
function [vystup1,vystup2,...,vystupn] = nazev(vstup1,vstup2,...,vstupn)
end  % end neni povinne


Každá funkce musí být uložena ve vlastním souboru s příponou <tt>.m</tt>. Název souboru musí odpovídat názvu funkce! Klíčové slovo <tt>function</tt> musí být na prvním řádku souboru.
<source lang=octave>
figure(4)
hold on  % zapne kresleni grafu do aktivniho okna bez vymazani predchoziho obsahu
plot(x,y,'m');
plot(x,z,'b');
title('Funkce sinus a cosinus')
xlabel('argument ve stupnich')
ylabel('funkcni hodnota')
xlim([0 360])
ylim([-1.2 1.2])
box on
%
% legenda
legend('sinus','cosinus','Location','southwest')
      % prvni argumenty ('sinus','cosinus') jsou polozky legendy
      % 'Location' je jedna z vlastnosti objektu legend a bezprostredne po ni nasleduje nastaveni pripustne hodnoty teto vlastnosti ('southwest')
% V Matlabu lze pouzit i vhodnejsi umisteni legendy (nejmensi kolize s grafem)
legend('sinus','cosinus','Location','best')
% popr. zapisy, ktere umisti legendu mimo plochu grafu
legend('sinus','cosinus','eastoutside')
legend('sinus','cosinus','bestoutside')
%
grid on
plot([0 360],[0 0],'k')  % vykresleni osy x plnou cernou carou
hold off
</source>


<source lang=octave>
{{fig|octave-graf-4|Graf s popisky}}
function [min_x, max_x, mean_x] = stat(x)


    min_x = min(min(x));
==== Více grafů v jednom okně ====
    max_x = max(max(x));
    mean_x = mean(x(:));


end
<source lang=octave>
x = 1:100;
figure(5)
% prvni graf
subplot(2, 2, 1)
plot(x, x)
% druhy graf
subplot(2, 2, 2)
plot(x, sqrt(x))
% treti graf
subplot(2, 2, 3)
plot(x, log(x))
% ctvrty graf
subplot(2, 2, 4)
plot(x, x.^2)
</source>
</source>


'''Příklad volání'''
{{fig|octave-graf-2|<code>subplot()</code>}}
 
==== Omezení oblasti grafu ====


<source lang=octave>
<source lang=octave>
data = rand(5)
x = 0:0.1:5;
[mi, ma, mn] = stat(data)
y = exp(x);
fprintf('min  = %.3f\nmax  = %.3f\nmean = %.3f\n', mi, ma, mn)
figure(6)
% cely graf
subplot(2, 1, 1)
plot(x, y)
% vysek grafu pro oblast x <1, 2>; y <0, 10>
subplot(2, 1, 2)
plot(x, y)
axis([1,2,0,10])
</source>
</source>


=== Chybová hlášení, nápověda ===
{{fig|octave-graf-3|<code>axis()</code>}}
 
==== Graf s orientaci os v S-JTSK ====
 
Vstupní data: [http://geo102.fsv.cvut.cz/vyuka/155GIT1/data/body.txt body.txt]


<source lang=octave>
<source lang=octave>
function [min_x, max_x, mean_x] = stat(x)
% nacteni dat
% vypocet minimalni, maximalni a prumerne hodnoty matice
vstup = fopen('body.txt','r');
P = fscanf(vstup,'%f',[3 inf]);
BYX = P';
fclose(vstup);


    if any(imag(x)) > 0
% vypocet smerniku
        error('stat: Vstupni matice obsahuje imaginarni cisla.')
stan = [4001 730288.89 1054582.63]; % cb Y X (stanovisko)
    end
DY = BYX(:,2) - stan(2);
    min_x = min(min(x));
DX = BYX(:,3) - stan(3);
    max_x = max(max(x));
sig = atan2(DY,DX);    % v radianech
    mean_x = mean(x(:));
sig = sig*200/pi;
% prevod smerniku do intervalu <0,400>
for i=1:length(sig)
    if sig(i)<0
        sig(i)=sig(i)+400;
    end
end
sig  % kontrolni zobrazeni vypoctenych hodnot smerniku


  end
% kontrolni graf v JTSK
figure(7)
x = BYX(:,3);
y = BYX(:,2);
cb = BYX(:,1);
plot(-y,-x,'.r',-1*stan(2),-1*stan(3),'.b');
for i=1:size(BYX,1)
    cislab = num2str(cb(i));      % prevod numericke hodnoty na format string
    text(-y(i)+0.4,-x(i),cislab);
end
cislos = stan(1);
text(-1*stan(2),-1*stan(3),num2str(cislos));
title('body v JTSK');
xlabel('Y'); ylabel('X');
%
% v Matlabu je mozne i dalsi siroke ovladani vzhledu grafu, napr.:
% ----------------------------------------------------------------
axis equal % stejne meritko os X a Y
% nastaveni pozice popisu os pro aktivni osy
set(gca,'XAxisLocation','top','YAxisLocation','right');  % gca - vrati identifikator pro objekt aktivnich os
%
% zapis spravnych numerickych hodnot poradnic na (matlabovske) ose x
krokx = 10;  % rozestup poradnic
poradnicex = (-1*ceil(max(y)/10)*10) : krokx : (-1*floor(min(y)/10)*10) % definice okrouhlych hodnot poradnic
xlim([poradnicex(1) poradnicex(end)]);
set(gca,'XTick',poradnicex);                        % definice rysek poradnic
set(gca,'XTickLabel',sprintf('%.0f|',-poradnicex)); % definice popisu rysek poradnic spolu s nastavenim jejich formatu
%
% zapis spravnych numerickych hodnot poradnic na (matlabovske) ose y
kroky = 10;
poradnicey = (-1*ceil(max(x)/10)*10) : kroky : (-1*floor(min(x)/10)*10)
ylim([poradnicey(1) poradnicey(end)]);
set(gca,'YTick',poradnicey);
set(gca,'YTickLabel',sprintf('%.0f|',-poradnicey));
</source>
</source>


Vyvolání nápovědy k uživatelské funkci:
==== Polární graf ====
                         
* např. zobrazení polohy satelitu (tzv. Skyplot)
<source lang=octave>
help stat
</source>


Volání funkce (chybná vstupní data):
<source lang=octave>
<source lang=octave>
data1 = [data; 5+2i; 4-3i]
ele = [80 30 10 50];   % elevacni uhel satelitu [°]
  [mi, ma, mn] = stat(data1)
azi = [10 110 220 330]; % azimut satelitu [°]
azi = azi*pi/180;
figure(8)
polarplot(pi/2-azi,90-ele,'*'); % starsi funkce: polar(uhel,pruvodic,format_linie)
</source>
</source>
=== Příkaz return ===
* je-li v běhu funkce vykonán příkaz <tt>return</tt>, je okamžitě činnost funkce ukončena (bez vykonání evtl.dalších příkazů) a na pozici jejího volání jsou vráceny aktuálně vypočtené hodnoty výstupních parametrů funkce


== Úlohy ==
== Úlohy ==
* [[155GIT1 / 6. cvičení / Příklady|6. cvičení - příklady]]
* [[155GIT1 / 6. cvičení / Příklady|6. cvičení - příklady]]

Verze z 25. 3. 2021, 19:02

Matlab - Grafy funkcí

Náplň cvičení

  1. grafické okno figure
  2. grafy funkcí plot(), subplot(), polar()

Ukázky

Grafické okno

figure    # -> 1
figure    # -> 2
figure(4) # -> 4
  • Pro zavření všech grafických oken najednou funguje příkaz
close all

Grafy funkcí

x = [0:3:360];
y = sin(x*pi/180);
plot(x, y);
%
% nove okno
figure(2)
plot(x, y, 'r+')
%
% vice grafu najednou
figure(3)
z = cos(x*pi/180);
plot(x, y, '--b', x, z, ':k');
plot(x, y, '--b', x, z, ':k')

Popisky grafů

figure(4)
hold on  % zapne kresleni grafu do aktivniho okna bez vymazani predchoziho obsahu
plot(x,y,'m');
plot(x,z,'b');
title('Funkce sinus a cosinus')
xlabel('argument ve stupnich')
ylabel('funkcni hodnota')
xlim([0 360])
ylim([-1.2 1.2])
box on
%
% legenda
legend('sinus','cosinus','Location','southwest')
       % prvni argumenty ('sinus','cosinus') jsou polozky legendy
       % 'Location' je jedna z vlastnosti objektu legend a bezprostredne po ni nasleduje nastaveni pripustne hodnoty teto vlastnosti ('southwest')
% V Matlabu lze pouzit i vhodnejsi umisteni legendy (nejmensi kolize s grafem)
legend('sinus','cosinus','Location','best')
% popr. zapisy, ktere umisti legendu mimo plochu grafu
legend('sinus','cosinus','eastoutside')
legend('sinus','cosinus','bestoutside')
%
grid on
plot([0 360],[0 0],'k')   % vykresleni osy x plnou cernou carou
hold off
Graf s popisky

Více grafů v jednom okně

x = 1:100;
figure(5)
% prvni graf
subplot(2, 2, 1)
plot(x, x)
% druhy graf
subplot(2, 2, 2)
plot(x, sqrt(x))
% treti graf
subplot(2, 2, 3)
plot(x, log(x))
% ctvrty graf
subplot(2, 2, 4)
plot(x, x.^2)
subplot()

Omezení oblasti grafu

x = 0:0.1:5;
y = exp(x);
figure(6)
% cely graf
subplot(2, 1, 1)
plot(x, y)
% vysek grafu pro oblast x <1, 2>; y <0, 10>
subplot(2, 1, 2)
plot(x, y)
axis([1,2,0,10])
axis()

Graf s orientaci os v S-JTSK

Vstupní data: body.txt

% nacteni dat
vstup = fopen('body.txt','r');
P = fscanf(vstup,'%f',[3 inf]);
BYX = P';
fclose(vstup);

% vypocet smerniku
stan = [4001 730288.89 1054582.63]; % cb Y X (stanovisko)
DY = BYX(:,2) - stan(2);
DX = BYX(:,3) - stan(3);
sig = atan2(DY,DX);     % v radianech
sig = sig*200/pi;
% prevod smerniku do intervalu <0,400>
for i=1:length(sig)
    if sig(i)<0
        sig(i)=sig(i)+400;
    end
end
sig  % kontrolni zobrazeni vypoctenych hodnot smerniku 

% kontrolni graf v JTSK
figure(7)
x = BYX(:,3);
y = BYX(:,2);
cb = BYX(:,1);
plot(-y,-x,'.r',-1*stan(2),-1*stan(3),'.b');
for i=1:size(BYX,1)
    cislab = num2str(cb(i));      % prevod numericke hodnoty na format string
    text(-y(i)+0.4,-x(i),cislab);
end
cislos = stan(1);
text(-1*stan(2),-1*stan(3),num2str(cislos));
title('body v JTSK');
xlabel('Y'); ylabel('X');
%
% v Matlabu je mozne i dalsi siroke ovladani vzhledu grafu, napr.:
% ----------------------------------------------------------------
axis equal			 % stejne meritko os X a Y
% nastaveni pozice popisu os pro aktivni osy
set(gca,'XAxisLocation','top','YAxisLocation','right');  % gca - vrati identifikator pro objekt aktivnich os
%
% zapis spravnych numerickych hodnot poradnic na (matlabovske) ose x
krokx = 10;  % rozestup poradnic
poradnicex = (-1*ceil(max(y)/10)*10) : krokx : (-1*floor(min(y)/10)*10)  % definice okrouhlych hodnot poradnic
xlim([poradnicex(1) poradnicex(end)]);
set(gca,'XTick',poradnicex);                        % definice rysek poradnic
set(gca,'XTickLabel',sprintf('%.0f|',-poradnicex)); % definice popisu rysek poradnic spolu s nastavenim jejich formatu
%
% zapis spravnych numerickych hodnot poradnic na (matlabovske) ose y
kroky = 10;
poradnicey = (-1*ceil(max(x)/10)*10) : kroky : (-1*floor(min(x)/10)*10)
ylim([poradnicey(1) poradnicey(end)]);
set(gca,'YTick',poradnicey);
set(gca,'YTickLabel',sprintf('%.0f|',-poradnicey));

Polární graf

  • např. zobrazení polohy satelitu (tzv. Skyplot)
ele = [80 30 10 50];    % elevacni uhel satelitu [°]
azi = [10 110 220 330]; % azimut satelitu [°]
azi = azi*pi/180;
figure(8)
polarplot(pi/2-azi,90-ele,'*');  % starsi funkce: polar(uhel,pruvodic,format_linie)

Úlohy