【matlab|python】矢量棍棒图应用场景和代码

矢量棍棒图的介绍和作用

矢量棍棒图（stick plot）是一种用于可视化方向性时间序列数据的图形工具。它常用于大气科学和海洋科学中，以直观地展示风场、海流或其他矢量变量随时间的变化情况。

主要特点
矢量方向表示流场方向：每个棍棒的朝向代表矢量（如风向或流向）的方向。

矢量长度表示流速或风速：棍棒的长度与该时刻的速率成正比。

时间维度通常沿 x 轴：横轴为时间，纵轴上显示一系列棍棒。

作用
描述风速风向的时间变化（如台风期间的风场演变）。

分析潮流或海流随时间的变化，尤其适用于某个固定测站的流场观测数据。

对比不同时间或不同地点的流场特征，如 El Niño 期间的赤道流场变化。

在海洋与大气科学中的应用

矢量棍棒图广泛用于以下几种图表中：

风场棍棒图

应用于大气科学，用于表示一段时间内的风速和风向。

例如，某个气象站的 10m 高度风速风向变化。

潮流/海流棍棒图

在海洋科学中，常用于描述海流随时间的变化。

例如，长江口某测点的潮流方向和流速变化。

涡旋或风暴研究

研究台风、风暴潮期间的风速风向变化，结合其他数据（如增水、气压）分析风暴影响。

波浪方向变化分析（较少见）

在波浪传播方向随时间变化较明显的情况下，也可以使用棍棒图。

示例

如果你有一个固定站点的海流数据（U、V 分量随时间变化），可以使用

和其他结合使用：

图片

python 代码：

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import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 生成示例数据
time = np.arange(0, 24, 1)  # 24小时
u = np.sin(time / 6 * np.pi)  # 模拟 U 分量
v = np.cos(time / 6 * np.pi)  # 模拟 V 分量

fig, ax = plt.subplots(figsize=(10, 4))
ax.quiver(time, np.zeros_like(time), u, v, scale=5, angles='uv')

ax.set_xlabel('Time (hours)')
ax.set_ylabel('Flow Direction')
ax.set_title('Stick Plot of Current Velocity')
plt.show()

matlab 代码：

复制代码

.rtcContent { padding: 30px; } .lineNode {font-size: 12pt; font-family: "Times New Roman", Menlo, Monaco, Consolas, "Courier New", monospace; font-style: normal; font-weight: normal; }
start=[1990 11 1 0 0 0];    %Gregorian start [yyyy mm dd hh mi sc]
stop=[1991 2 1 0 0 0];
jd=julian(start):julian(stop);
u=sin(.1*jd(:));
v=cos(.1*jd(:));
w=u+i*v;
figure('Position',[10 10 1250 850],'color','w')
h=timeplt(jd,w);
% fixpaper2
export_fig('4.jpg','-r600')

reference:

https://github.com/rsignell-usgs/timeplt

可点击阅读原文：