MATLAB quiver函数使用：绘制矢量箭头

介绍

在科研出图中，经常需要在底图上绘制流速图、受力图、磁场方向图等，而MATLAB正好拥有一个对应的quiver函数可以使用。本文以冰流速制图为例介绍quiver函数的使用和注意事项。

quiver()功能

语法1：quiver(x,y,u,v)
这是quiver最常用的命令形式，表示在(x,y)位置上绘制向量(u,v)。(x,y)为箭头的起始坐标，(u,v)为箭头的方向矢量，sqrt(uu+vv）为物理量的大小，arctan(v/u)为物理量的方向。

语法2：quiver(x,y,u,v,scale)
数值scale是指箭头的放大缩小比例。在默认情况下，quiver命令会自动调整箭头的大小，以保证箭头之间不重叠。例如，scale为2时，表示箭头放大2倍，以此类推。

语法3：quiver(x,y,u,v,scale,‘LineSpec’)
'LineSpec’表示绘制箭头的颜色、线型、 标志样式。例如’LineSpec’为’y’时，表示箭头显示为黄色。

注意1：quiver()对(x,y,u,v)的要求

quiver()要求(x,y,u,v)为同型矩阵，即x,y,u,v的行列数要相等，假设均为m行n列。(x,y)可以使用meshgrid()生成，例如要生成3行4列的矩阵索引，可以如下代码举例

// An highlighted block
[x,y] = meshgrid(1:4,1:3);
%x =
%     1     2     3     4
%     1     2     3     4
%     1     2     3     4
%y = 
%     1     1     1     1
%     2     2     2     2
%     3     3     3     3

可以看出，meshgird(1:n,1:m)，第一个参数是列数，第二个参数是行数，结果中，x表示列数，y表示行数。这与MATLAB中的矩阵表示"先行后列"是相反的，因此在使用meshgrid()生成矩阵索引时需要注意调整行数和列数的位置。

注意2：quiver()绘制箭头时所在的坐标系

quiver()绘制箭头所在的坐标系是常见的笛卡尔坐标系，如下图所示，x轴向右为正，y轴向上为正，因此这解释了【注意1】中为何x表示列数，y表示行数。

但是，考虑到矩阵格式的图像时，矩阵的左上角为(1,1)，矩阵描述的坐标系是向右为正，向下为正。因此，(u,v)同样分别表示水平方向和垂直方向，注意v可能前面要加负号。

举例

下图是用quiver(x,y,u,v)绘制的达尔克冰川流速图，这与冰流方向是不一致的。

用quiver(x,y,u,-v)绘制箭头时，箭头沿水平轴镜像反转，显示是符合实际情况的。

总结

quiver()函数原本是用于笛卡尔坐标系中的，当用quiver()函数显示矩阵形式的矢量场时，需要考虑到矩阵索引大小和笛卡尔坐标之间的区别，做好(x,y)与(u,v)在含义和正负符号上的一致性，才能画出准确的矢量场图形。

代码及冰流速数据

链接：https://pan.baidu.com/s/1MPgeLzTnde7st3yHS7VnFA
提取码：4f5w
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