大家好，我是爱编程的喵喵。双985硕士毕业，现担任全栈工程师一职，热衷于将数据思维应用到工作与生活中。从事机器学习以及相关的前后端开发工作。曾在阿里云、科大讯飞、CCF等比赛获得多次Top名次。现为CSDN博客专家、人工智能领域优质创作者。喜欢通过博客创作的方式对所学的知识进行总结与归纳，不仅形成深入且独到的理解，而且能够帮助新手快速入门。

  本文主要介绍了MATLAB科技绘图与数据分析，希望能对学习和使用MATLAB科技绘图和数据分析的同学们有所帮助。

1. 前言

  MATLAB是一款以矩阵计算为基础的高性能工程计算应用软件，广泛用于科学、工程、数据分析等领域。它提供了丰富的数学和工程函数，支持数据可视化、编程和脚本语言，涵盖从线性代数到图像处理等各个领域。MATLAB的交互式环境使用户能够轻松执行数值计算、数据分析和建模任务，现已成为科研、工程设计和数据科学领域的重要工具。

  作为一款强大的科学计算软件工具，MATLAB为工程技术人员提供了高效绘制各种专业图形的能力。无论是绘制二维平面图形还是三维立体图形，MATLAB都能轻松实现精细的效果展示。借助内置的大量绘图函数和丰富的自定义选项，用户可以充分发挥创意，将复杂的数据信息以清晰直观的图形呈现出来，助力科研工作和技术交流。

  在当今大数据时代，掌握数据分析能力已成为工程技术人员的必备技能。MATLAB作为成熟的数据分析平台，囊括了多种统计分析工具和算法模型。用户可以高效整理海量原始数据，并借助内置函数进行描述性统计、相关分析、回归分析等操作，从中发掘隐藏的数据规律和价值信息。功能强大且操作简单的MATLAB，定能成为数据分析工作中得力的助手。

2. 书籍推荐

  因此，像《MATLAB科技绘图与数据分析》这样一本全面且系统地介绍它的使用与案例是及其重要的。

  本书基于MATLAB R2022a编写，并对所有示例在MATLAB 2024版本上进行了测试，全书通过示例引导读者逐步掌握如何使用MATLAB来创建令人印象深刻的科技图表，并教会读者如何利用MATALB进行数据处理。

  本书提供了大量的数据可视化与数据分析应用示例，为读者提供各类绘图思路，并展示了MATLAB的强大功能，读者可以在此基础上举一反三，深入学习MATLAB的详细功能。

  本书编写过程中重点参考了MATLAB的帮助文档，数据部分采用自带数据或自编数据。在学习过程中，如果需要本书的原始数据，可关注“算法仿真”公众号，并发送关键词106762获取数据下载链接。为帮助读者学习，在“算法仿真”公众号中会不定期提供综合应用示例帮助读者进一步提高作图水平。

2.1 内容简介

  根据内容安排，全书分为3部分，共12章，具体安排如下。

  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、程序设计等内容。

  第2部分（第4~8章）结合MATLAB在数据可视化方面的功能，详细讲解了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）讲解了数据描述性分析、插值与拟合、回归分析、优化问题求解等内容。

2.2 本书作者

• 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。

2.3 本书目录

第 1 章　MATLAB的基本操作11.1　工作环境11.1.1　工作界面11.1.2　选项卡21.1.3　命令行窗口31.1.4　命令历史记录窗口41.1.5　当前文件夹51.1.6　工作区和变量编辑器51.2　搜索路径71.2.1　路径搜索机制71.2.2　设置搜索路径81.3　文件操作91.3.1　打开文件91.3.2　关闭文件111.3.3　读取二进制文件111.3.4　写入二进制文件121.3.5　写入文本文件131.3.6　读取文本文件151.4　数据存取171.4.1　使用向导导入数据171.4.2　使用函数存取数据181.5　帮助系统201.5.1　文本帮助201.5.2　演示帮助221.5.3　帮助导航窗口231.6　本章小结23第 2 章　数据类型与基本运算242.1　数据类型242.1.1　数值类型252.1.2　字符类型292.1.3　结构体302.1.4　元胞数组332.1.5　函数句柄362.1.6　映射容器382.2　运算符与运算422.2.1　算术运算符422.2.2　关系运算符432.2.3　逻辑运算符442.2.4　运算优先级462.3　矩阵基础462.3.1　矩阵与数组462.3.2　创建矩阵472.3.3　改变矩阵结构492.3.4　矩阵元素索引502.3.5　矩阵信息532.4　本章小结56第 3 章　程序设计573.1　变量与语句573.1.1　变量命名573.1.2　变量类型583.1.3　特殊变量583.1.4　关键字593.1.5　语句构成603.2　程序控制603.2.1　顺序结构603.2.2　分支结构613.2.3　循环结构673.2.4　其他常用控制命令703.3　M文件733.3.1　M文件编辑器733.3.2　函数式M文件753.3.3　脚本式M文件763.4　本章小结77第4章　图窗信息784.1　图窗窗口784.1.1　创建图窗784.1.2　获取当前坐标区或图794.1.3　创建笛卡儿坐标区804.1.4　清除坐标区814.1.5　清空图窗824.2　分块图布局834.2.1　分块图布局函数834.2.2　创建布局844.2.3　指定流式图块排列854.2.4　创建布局标题和轴标签864.2.5　创建占据多行和多列的坐标区874.2.6　从特定编号的图块开始放置坐标区对象894.2.7　替换图块的内容914.3　子图布局924.3.1　划分子图函数924.3.2　创建子图934.3.3　绘制大小不同的子图944.3.4　自定义子图位置954.3.5　创建包含极坐标区的子图964.3.6　将子图置为当前坐标区974.3.7　将现有坐标区转换为子图974.3.8　将不同图窗中的坐标区转换为子图984.4　坐标轴信息994.4.1　添加轴标签994.4.2　设置坐标轴范围1004.4.3　设置坐标轴刻度1034.4.4　设置坐标轴刻度标签1044.4.5　旋转坐标轴刻度标签1054.4.6　显示坐标区轮廓1064.4.7　设置坐标轴范围和纵横比1074.4.8　显示或隐藏坐标区网格线1104.4.9　创建双Y轴图1124.5　添加标题与图例1144.5.1　添加标题1144.5.2　添加副标题1164.5.3　添加副标题到子图网格1184.5.4　添加图例1194.6　本章小结124第 5 章　二维图绘制1255.1　基于数据绘图1255.1.1　图形绘制的基本步骤1255.1.2　基本绘图函数1275.1.3　工作区绘图1315.2　函数图绘制1315.2.1　泛函绘图1315.2.2　一元函数绘图1335.2.3　隐函数绘图1355.3　图形修饰1365.3.1　线型、标记和颜色1365.3.2 “名称-值对”参数1385.3.3　图案填充1395.4　特殊坐标图1435.4.1　极坐标图1435.4.2　对数坐标图1445.4.3　柱坐标/球坐标图1475.5　本章小结148第 6 章　三维图绘制1496.1　三维图形绘制1496.1.1　基本绘图步骤1496.1.2　基本绘图函数1516.1.3　图形的修饰1546.2　网格与曲面图1556.2.1　生成栅格数据1556.2.2　数据生成函数1566.2.3　绘制网格图1586.2.4　绘制曲面图1616.2.5　绘制函数图1626.3　三维图形的控制1646.3.1　设置视角1646.3.2　设置坐标轴1666.3.3　透视、镂空与裁切1676.3.4　颜色控制1706.3.5　照明和材质处理1746.4　本章小结175第 7 章　专业图绘制1767.1　线图1767.1.1　创建阶梯图1767.1.2　含误差条的线图1777.1.3　面积图1797.1.4　堆叠线图1807.1.5　等高线图1817.2　分布图1837.2.1　直方图1837.2.2　创建条形图1847.2.3　二元直方图1867.2.4　箱线图1877.2.5　分簇散点图1907.2.6　三维分簇散点图1937.2.7　气泡图1957.3　散点图和平行坐标图1977.3.1　散点图1977.3.2　三维散点图1997.3.3　分bin散点图2007.3.4　带直方图的散点图2017.3.5　散点图矩阵2037.3.6　平行坐标图2047.4　离散数据图2077.4.1　条形图2077.4.2　三维条形图2087.4.3　帕累托图2097.4.4　茎图（离散序列数据图）2107.4.5　三维离散序列图2127.5　总体部分图及热图2137.5.1　气泡云图2137.5.2　词云图2147.5.3　饼图2157.5.4　三维饼图2177.5.5　热图2177.6　本章小结219第8章　句柄图形对象2208.1　句柄图形对象体系2208.1.1　句柄图形组织2208.1.2　句柄图形对象类型简介2218.2　句柄图形对象的基本操作2228.2.1　创建对象2228.2.2　访问对象句柄2248.2.3　复制和删除对象2268.2.4　控制图形输出2278.2.5　保存句柄2338.3　图形对象属性设置2338.3.1　设置属性2338.3.2　设置默认属性2358.3.3　通用属性2378.4　核心句柄图形对象2388.4.1　Figure对象2388.4.2　Core对象2408.4.3　Plot对象2418.4.4　Group对象2438.4.5　Annotation对象2458.5　Axes对象2468.5.1　标签与外观2468.5.2　坐标轴位置2488.5.3　一图多轴2498.5.4　坐标轴控制2538.5.5　线条颜色控制2548.5.6　绘图操作2558.6　本章小结256第 9 章　数据描述性分析2579.1　基本统计量2579.1.1　均值（期望）2589.1.2　中位数2599.1.3　方差2619.1.4　标准差2629.1.5　高阶矩2639.1.6　相关系数2649.1.7　协方差2659.1.8　互相关2659.1.9　互协方差2669.2　偏度与峰度2679.2.1　偏度2689.2.2　峰度2699.3　统计数据可视化2709.3.1　Andrews图2709.3.2　平行坐标图2719.3.3　双标图2729.3.4　经验累加分布图2749.3.5　Q-Q图（分位数图）2759.3.6　箱线图2769.4　本章小结278第 10 章　插值与拟合27910.1　数据插值27910.1.1　一维插值27910.1.2　二维插值28210.1.3　三维插值28410.1.4　多维插值28510.1.5　三次样条插值28710.1.6　分段三次Hermite插值28710.1.7　修正Akima分段三次Hermite插值28810.2　曲线拟合28910.2.1　多项式拟合29010.2.2　曲线拟合工具29110.3　本章小结294第 11 章　回归分析29511.1　一元多项式回归29511.1.1　获取拟合数据29511.1.2　估值与残差29611.1.3　置信区间29711.1.4　交互式操作环境29911.2　多元线性回归29911.2.1　多元线性回归建模29911.2.2　多元回归残差图30211.3　非线性回归30311.3.1　回归模型30311.3.2　回归预测30411.3.3　回归置信区间30611.3.4　交互式操作环境30711.3.5　曲线拟合工具30811.4　逐步回归30911.4.1　逐步回归建模30911.4.2　交互式操作环境31111.5　本章小结311第 12 章　优化问题求解31212.1　基于问题的优化31212.1.1　创建优化变量31212.1.2　创建方程问题31312.1.3　创建优化问题31512.1.4　求解优化问题或方程问题31712.2　基于求解器的优化32312.2.1　线性规划32412.2.2　有约束非线性规划32712.2.3　无约束非线性优化32912.2.4　多目标规划33212.2.5　二次规划33712.3　最小二乘最优问题33912.3.1　约束线性最小二乘33912.3.2　非线性曲线拟合34112.3.3　非负线性最小二乘34212.4　本章小结343参考文献344

2.4 适合读者

  本书注重实操，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。

  最后，感谢您选择了本书，希望您在阅读过程中获得乐趣，同时也能够从中获益。在学习过程中，如遇到与本书有关的问题，可以访问“算法仿真”公号获取帮助。

3. 购买链接

  本书的京东购买链接为：MATLAB科技绘图与数据分析。