插值:求过已知有限个数据点的近似函数。
拟合:已知有限个数据点,求近似函数,可不过已知数据点,只要求在某种意义
下它在这些点上的总偏差最小。
最小二乘法可以通过polyfit()和polyval()组合来实现。
例四同样可以采用以下的代码来实现:
a=polyfit(x,y,2);
y2=polyval(a,x0);
plot(x,y,'o',x0,y0,'r');
注意polyfit中的第三个参数代表的意思是拟合的次数,根据例四中的经验公式可知,拟合的次数为2。
(1)一维插值
同样以上面的例四为例,求一维数据的插值函数
interp1——一维数据插值函数
x=[19,25,31,38,44];
y=[19.0,32.3,49.0,73.3,97.8];
inter_x = [15:0.1:50];
zil=interp2(x,y,inter_x);
plot(x,y,'o',inter_x,zil,'r');
输出结果如图:
(2)二维插值
x0=[1200:400:4000];
y0=[1200:400:3600];
z0=[1130 1250 1280 1230 1040 900 500 700;
1320 1450 1420 1400 1300 700 900 850;
1390 1500 1500 1400 900 1100 1060 950;
1500 1200 1100 1350 1450 1200 1150 1010;
1500 1200 1100 1550 1600 1550 1180 1070;
1500 1550 1600 1550 1600 1600 1600 1550;
1480 1500 1550 1510 1430 1300 1200 980];
[xi,yi]=meshgrid(1200:10:4000,1200:10:3600);
zil=interp2(x0,y0,z0,xi,yi,'linear')
mesh(xi,yi,zil)
二维插值中注意; meshgrid进行网格化处理。
(3)三维插值(转载)
VI=interp3(X,Y,Z,V,XI,YI,ZI):求出由参量X,Y,Z决定的三元函数V=V(X,Y,Z)在点(XI,YI,ZI)的值。参量XI,YI,ZI是同型阵列或向量。若向量参量XI,YI,ZI是不同长度、不同方向(行或列)的向量,这时输出参量VI与Y1,Y2,Y3为同型矩阵。Y1,Y2,Y3为用函数meshgrid(XI,YI,ZI)生成的同型阵列。若插值点(XI,YI,ZI)中有位于点(X,Y,Z)之外的点,则相应地返回特殊变量值NaN。
VI=interp3(V,XI,YI,ZI):默认地,X=1:N,Y=1:M,Z=1:P,其中,[M,N,P]=size(V),再按上面的情形计算。
VI=interp3(V,n):作n次递归计算,在V的每两个元素之间插入它们的三维插值。这样,V的阶数将不断增加。interp3(V)等价于interp3(V,1)。
VI=interp3(...,method):用指定的算法method做插值计算。linear为线性插值(默认算法),cubic为三次插值,spline为三次样条插值,nearest为最邻近插值。
(4)n维插值(转载)
interpn函数——n维数据插值
完成n维数据插值。
VI=interpn(X1,X2,...,Xn,V,Y1,Y2,..,Yn):返回由参量X1,X2,..,Xn,V确定的n元函数V=V(X1,X2,..,Xn)在点(Y1,Y2,...,Yn)处的插值。参量Y1,Y2,...,Yn是同型的矩阵或向量。若Y1,Y2,...,Yn是向量,则可以是不同长度,不同方向(行或列)的向量。
VI=interpn(V,Y1,Y2,...,Yn):默认地,X1=1:size(V,1),X2=1:size(V,2),...,Xn=1:size(V,n),再按上面的情形计算。
VI=interpn(V,ntimes):作ntimes递归计算,在V的每两个元素之间插入它们的n维插值。这样,V的阶数将不断增加。interpn(V)等价于interpn(V,1)。
4. matlab二维插值--interp2与griddata(转载)
二者均是常用的二维差值方法,两者的区别是,interp2的插值数据必须是矩形域,即已知数据点(x,y)组成规则的矩阵,或称之为栅格,可使用meshgid生成。而griddata函数的已知数据点(X,Y)不要求规则排列,特别是对试验中随机没有规律采取的数据进行插值具有很好的效果。griddata(X,Y,XI,YI,'v4') v4是一种插值算法,没有具体的名字,原文称为“MATLAB 4 griddata method”,是一种很圆滑的差值算法,效果不错。X和Y提供的已知数据点,XI和YI是需要插值的数据点,一般使用meshgrid生成,当然也可以其他数据,但是那样绘图的时候就比较麻烦,不能使用mesh等,只能使用trimesh。
示例如下:
a=[
3 3 1.5300
3 27 0.4210
5 17 0.5980
9 9 0.5900
13 25 0.4470
15 15 1
17 5 0.3830
21 21 0.3100
25 13 0.2830
27 3 0.2820
27 27 0.1200
];
x=a(:,1);
y=a(:,2);
z=a(:,3);
xtemp=linspace(min(x),max(x),100);
ytemp=linspace(min(y),max(y),100);
[X,Y]=meshgrid(xtemp,ytemp);
Z=griddata(x,y,z,X,Y,'v4');
surf(X,Y,Z)
shading interp