Matlab實現極坐標堆疊柱狀圖的繪制

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極坐標堆疊圖也是風玫瑰圖的常用形式，MATLAB的bar繪制的條形圖可以繪制成堆疊形式，但是並沒有一個自帶函數可以繪制極坐標堆疊圖，而且極坐標下fill函數也不能用，於是就考慮將數據進行累加，並多次調用polarhistogram函數進行繪圖，我將這個過程變為瞭一個方便調用的類。

以下先說明這個類該咋用，之後再給出類的完整代碼：

part1: 函數介紹

基本使用

h的每一行代表要繪制一層柱狀圖的數據，這裡要繪制三層的堆疊柱狀圖：

h1=randi([8,18],[1,35])+rand([1,35]);
h2=randi([2,8],[1,35])+rand([1,35]);
h3=randi([0,3],[1,35])+rand([1,35]);
h=[h1;h2;h3];

wr=windrose(h);% 構造堆疊圖類
wr=wr.draw();  % 繪圖

其中wr=windrose(h)是構造類的過程，第一個輸入可以是高度矩陣，也可以是當前的極坐標區域，繪制的角度范圍可以省略。

角度范圍

構造函數的角度范圍可以省略，默認范圍為[0,2π]，以下兩種寫法是等同的：

wr=windrose(h)
wr=wr.draw()

wr=windrose(h,[0,2*pi])
wr=wr.draw()

調節到 [0,π]:

wr=windrose(h,[0,pi])
wr=wr.draw()

**不均勻角度：**比數據長度多1的角度序列，角度值要求[0,2π]范圍：

wr=windrose(h,[0:5:30,31:1:59]./59.*2.*pi);
wr=wr.draw()

常用函數：改變樣式

基本上的線條顏色，線條透明度，面透明度，線條粗細等patch對象具有的一系列屬性，均可以依靠此setStyle函數設置：

線條顏色: EdgeColor

線條透明度: EdgeAlpha

面透明度: FaceAlpha

線條粗細：LineWidth

% 隨機數據生成並拼成矩陣
h1=randi([8,18],[1,35])+rand([1,35]);
h2=randi([2,8],[1,35])+rand([1,35]);
h3=randi([0,3],[1,35])+rand([1,35]);
h=[h1;h2;h3];

wr=windrose(h);% 構造堆疊圖類
wr=wr.draw();  % 繪圖

% 圖像屬性設置
wr.setStyle('LineWidth',1.2,'FaceAlpha',.8,'EdgeColor',[.2,.2,.2])

常用函數：設置下界

就是添加一個圓形把中心區域密集的線條遮蓋一下，例如想要設置下界限為4，可以再之前代碼最後加入：

wr.setLConf(4)

常用函數：修改顏色

修改一個顏色：(例)修改第二層的顏色：

wr.setColor([.1,.8,.1],2)

修改多個顏色：(例)修改第一、三層的顏色：

wr.setColor([0,.2,0;0 0 .2],[1,3])

添加圖例

請使用返回對象的Children屬性添加圖例：

% 添加圖例
lgd=legend(wr.Children,'CLASS 1','CLASS 2','CLASS 3');
lgd.Location='best';

part2: 完整類函數代碼

classdef windrose
% @author : slandarer
% 公眾號  : slandarer隨筆
%
% 使用實例：
% =========================================================================
% % 隨機數據生成並拼成矩陣
% h1=randi([8,18],[1,35])+rand([1,35]);
% h2=randi([2,8],[1,35])+rand([1,35]);
% h3=randi([0,3],[1,35])+rand([1,35]);
% h=[h1;h2;h3];
% 
% wr=windrose(h);% 等同於 wr=windrose(h,[0,2*pi]);
% % wr=windrose(h,[0:5:30,31:1:59]./59.*2.*pi);
% wr=wr.draw();
% 
% wr.setStyle('LineWidth',1.2,'FaceAlpha',.8,'EdgeColor',[.2,.2,.2])
% wr.setLConf(4)
% 
% % 將第二層變成綠
% % wr.setColor([.1,.8,.1],2)
% % 將第一第二層變成黑色
% % wr.setColor([0,.2,0;0 0 .2],[1,3])
% 
% % 添加圖例
% lgd=legend(wr.Children,'CLASS 1','CLASS 2','CLASS 3');
% lgd.Location='best';

    properties
        HSet       % mxn 大小數據，m組數據，每組n個柱
        ThetaSet   % 1x(n+1) 分隔角度
        histType   % 可初始化屬性

        LConfHdl   % 下邊界圖形對象

        Parent
        Children
    end

    methods
        function obj=windrose(varargin)
            % 變量數據讀取及傳入
            if isa(varargin{1},'matlab.graphics.axis.PolarAxes')
                ax=varargin{1};varargin(1)=[];
            else
                ax=polaraxes(gcf);
            end
            hold on
            obj.Parent=ax;
            obj.HSet=varargin{1};varargin(1)=[];
            if ~isempty(varargin)&&isfloat(varargin{1})
                if length(varargin{1})==2
                    obj.ThetaSet=linspace(varargin{1}(1),varargin{1}(2),size(obj.HSet,2)+1);
                else
                    obj.ThetaSet=varargin{1};
                end
                varargin(1)=[];
            else
                obj.ThetaSet=linspace(0,2*pi,size(obj.HSet,2)+1);
            end
            obj.histType=varargin;
            
        end
        function obj=draw(obj) % 循環繪圖
            tCoLorList=lines(size(obj.HSet,1));
            tHSet=cumsum(obj.HSet);

            for i=size(obj.HSet,1):-1:1
                obj.Children(i)=polarhistogram(obj.Parent,'BinEdges',...
                    obj.ThetaSet,'BinCounts',tHSet(i,:),'FaceAlpha',1,'FaceColor',tCoLorList(i,:),obj.histType{:});
            end
            % -------------------------------------------------------------
            % 繪制下邊界圓形
            obj.LConfHdl=polarhistogram(obj.Parent,'BinEdges',linspace(0,2*pi,101),...
                'BinCounts',ones([1,100]),'FaceColor','none','FaceAlpha',1,'EdgeColor','none');
        end
% =========================================================================

        function setStyle(obj,varargin) % 設置屬性
            for i=1:length(obj.Children)
                set(obj.Children(i),varargin{:});
            end
        end

        function setLConf(obj,LConf)% 設置下邊界
            if strcmp(LConf,'none')
                obj.LConfHdl.FaceColor='none';
            else
                obj.LConfHdl.FaceColor=obj.Parent.Color;
                obj.LConfHdl.BinCounts=ones([1,100]).*LConf;
            end
        end

        function setColor(obj,colorList,n)% 顏色
            k=1;
            for i=n
                set(obj.Children(i),'FaceColor',colorList(k,:));
                k=k+1;
            end
        end
    end
end

part3: 兩個使用示例

示例一

% windrose demo 1

% 隨機數據生成並拼成矩陣
h1=randi([8,18],[1,35])+rand([1,35]);
h2=randi([2,8],[1,35])+rand([1,35]);
h3=randi([0,3],[1,35])+rand([1,35]);
h=[h1;h2;h3];

wr=windrose(h);
wr=wr.draw();

% 圖像屬性設置
wr.setStyle('LineWidth',1.2,'FaceAlpha',.8,'EdgeColor',[.2,.2,.2])

% 添加下界限
wr.setLConf(4)

% 將第二層變成綠
% wr.setColor([.1,.8,.1],2)
% 將第一第二層變成黑色
% wr.setColor([0,.2,0;0 0 .2],[1,3])

% 添加圖例
lgd=legend(wr.Children,'CLASS 1','CLASS 2','CLASS 3');
lgd.Location='best';

% 坐標區域修飾
ax=gca;
ax.LineWidth=1.5;
ax.GridLineStyle='-.';
ax.FontName='Cambria';
ax.FontSize=13;

示例二

% windrose demo 2

% 隨機數據生成並拼成矩陣
h1=randi([8,18],[1,35])+rand([1,35]);
h2=randi([2,8],[1,35])+rand([1,35]);
h3=randi([0,3],[1,35])+rand([1,35]);
h=[h1;h2;h3];

% 生成極坐標區域，並更改背景顏色
ax=polaraxes(gcf);
ax.Color=[60,60,60]./255;
ax.GridColor=[212,217,217]./255;
ax.LineWidth=1.5;
ax.GridLineStyle='-.';
ax.FontName='Cambria';
ax.FontSize=13;

% 生成風玫瑰圖
wr=windrose(ax,h);
wr=wr.draw();

% 屬性修飾
wr.setStyle('LineWidth',1.2,'FaceAlpha',1,'EdgeColor',[.2,.2,.2])
wr.setLConf(4)

% 修改顏色
colorList=[194,196,191;
           212,217,217;
           110,135,117]./255;
wr.setColor(colorList,1:3)

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