matlab griddata如何画图？轻松绘制三维散点曲面！

说起今天这个实践，简直是给我整不会了。起因不是我自己要折腾什么高大上的数据，而是我那不成器的侄子小明，年底要交毕业设计了，他搞了个环境监测的项目，数据收上来那叫一个惨不忍睹。

亲戚的糟心事：从散点数据到三维曲面的挑战

他那项目，简单说就是在一个山头不同位置测了些温度、湿度、气压啥的。他跑过来找我，一屁股坐下，把笔记本往桌上一摔，哭丧着脸说：“叔，你帮我看看，老师说我这数据就是一堆毫无章法的点，让我画成一个看得过去的‘地表曲面’，我用啥软件画都跟狗啃的一样，答辩肯定过不了！”

我一看他那Excel文件，密密麻麻的X、Y、Z三列数据，加起来好几百行。X是经度，Y是纬度，Z就是那个测到的数值（比如温度）。他用Matlab自带的scatter3跑了一下，确实，屏幕上像撒了一把芝麻，根本看不出什么规律，更别提曲面了。

他试了半天，抓耳挠腮，就指着这几十个点直接去连线画图。我心想你这散点图想变曲面图？那不是直接用点连线那么简单，你必须先得把这些散乱的点“插值”到一个规则的网格上去，把那些没测到的地方也估算出个值来，才能画出平滑的面。

确定方案：搬出 griddata 这个老伙计

我接过电脑，当时我猛地就想起来了，这种把“稀疏散点”变成“连续曲面”的需求，Matlab里最擅长干这活儿的就是那个叫griddata的函数。

这函数名字起得也够直白，就是把数据放到一个网格（grid）上去。我的思路一下就清晰了，这事儿需要分成三步走：

• 第一步：先把你那原始的X、Y、Z数据导入进来。
• 第二步：构造一个规则的网格，用来承载插值后的数据。
• 第三步：用griddata帮你插值，然后用surf函数把结果一画就大功告成了。

说干就干，我直接敲起了代码。

实践过程：从无序到有序的一顿操作

我把小明那三列数据扔进了三个变量：X_raw, Y_raw, 和 Z_raw。这些都是原始、混乱的输入点。

第一步：构造网格

为了画曲面，我们不能直接用原始的X和Y，必须先搞一套规则的坐标轴出来。这里就要用到meshgrid这个函数了。我先找了找原始数据里X和Y的最小值和最大值，确定了曲面的范围，然后设置了一个分辨率，比如每隔几个单位取一个点（我设置了100个点，这样画出来的面才够光滑）。

% 简单模拟，实际是读文件
% X_raw = [1 2 3 1 2 3 ...];
% Y_raw = [1 1 1 2 2 2 ...];
% Z_raw = [10 12 15 11 13 16 ...];
% 构造新的规则网格
xi = linspace(min(X_raw), max(X_raw), 100);
yi = linspace(min(Y_raw), max(Y_raw), 100);
[XI, YI] = meshgrid(xi, yi);

这一步做完，我就有了新的、规则的网格坐标XI和YI，现在就缺它们对应的Z值了。

第二步：griddata 插值魔法

关键来了，我们现在要把原始的Z_raw值，按照原始的X_raw和Y_raw位置，估算（插值）出在新的XI和YI网格上的高度值。就是用griddata来干这个脏活累活。

我试了一下默认的插值方法，效果一般般。对于这种不规则的散点，我直接敲了一个参数'v4'，这个方法虽然速度慢一点，但是对于这种数据稀疏的区域，它画出来的曲面效果往往更平滑、更漂亮，符合小明那种“地表”数据的展示需求。

% 插值计算，生成网格上的Z值
ZI = griddata(X_raw, Y_raw, Z_raw, XI, YI, 'v4');

这一下，ZI就生成了，它是一个100x100的矩阵，就是我们想要的那个三维曲面的高度数据！

第三步：绘制三维曲面

有了XI, YI, 和ZI这三兄弟，画图就简单了，直接用surf函数，再加点美化的指令，让它看起来高级一点。

figure;
surf(XI, YI, ZI);
title('基于测量散点的环境数据曲面');
xlabel('经度 (X)');
ylabel('纬度 (Y)');
zlabel('测定值 (Z)');
colorbar; % 加个颜色条更专业

代码一跑起来，小明那眼睛都直了！屏幕上立刻出现了一个非常光滑、颜色渐变的三维曲面图。之前那些乱七八糟的散点，现在变成了一张清晰展示数值高低的“地图”，哪个区域值高，哪个区域值低，一目了然。

我对小明说：“看到没，用griddata和surf，把你的散点数据抬到了一个新高度。你下次别再瞎搞plot3了，解决这类问题，思路比努力重要。” 他赶紧把代码拷走，说这下答辩稳了，真是让我松了一口气。

所以说，今天这个实践记录，也算是给大家提个醒：如果你手头有三维散点数据，需要画一个漂亮的曲面来展示趋势，griddata + meshgrid + surf，就是这个组合拳，绝对好使，比你用什么专业GIS软件简单太多了。这就是我今天折腾下来的全部过程，分享给有同样需求的朋友们！