教程 | Origin繪制風(fēng)向、矢量時(shí)序圖

華東師大的降龍同學(xué)提出一個(gè)風(fēng)向圖,下面這種,記錄了不同時(shí)間風(fēng)向、風(fēng)速的變化。

風(fēng)速:其實(shí)質(zhì)是一個(gè)矢量(向量),既有方向(風(fēng)向)又有大?。ㄋ俾剩?。
矢量通常用一個(gè)箭頭表示,箭頭指向是方向,箭頭長短是大小。在繪圖意義上,如果要繪制一個(gè)矢量,還必須知道一個(gè)起點(diǎn),即矢量的位置(Position),也就是需要為每一個(gè)矢量設(shè)置一個(gè)起點(diǎn)(x,y),因此,在數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備上,我們需要時(shí)間x、任意y、風(fēng)向、風(fēng)速。

原始記錄的時(shí)間以絕對時(shí)間(包含年月日時(shí)分秒)在繪圖時(shí)并不方便,根據(jù)記錄時(shí)間間隔為1 h,我們插入一列,將其set as X,并在f(x)單元格中輸入i,創(chuàng)建一個(gè)從1到總行數(shù)遞增的數(shù)據(jù),將時(shí)間轉(zhuǎn)換為相對時(shí)間(h)。

第一步:繪制矢量
選中time(h)、y、風(fēng)向、風(fēng)速這4列數(shù)據(jù),點(diǎn)擊plot菜單,找到帶箭頭的矢量繪圖工具,直接出圖。

我們得到下面這個(gè)效果:

大家有沒有注意到,上面的動(dòng)圖演示中,譚編嘗試Rescale調(diào)節(jié)縱軸的范圍,矢量們都無動(dòng)于衷,只有將矢量的放大倍數(shù)調(diào)為10才變大,而縱軸范圍沒有變化,好像這個(gè)縱軸與矢量大小無關(guān)。
確實(shí)無關(guān),接下來,譚編給大家演示一下,這個(gè)縱軸是與矢量大小無關(guān)的,它只是定位矢量的。我們將Y列數(shù)據(jù)按照24 h為周期,填充上天數(shù),即轉(zhuǎn)換為實(shí)際的的日期。日期轉(zhuǎn)換公式如下:
f(i)=24+int((i-1)/24) , i=[1,192]
演示如下:

再次繪圖得到下圖的效果:

此時(shí),縱軸范圍自動(dòng)更新了,變?yōu)?4~31,即日期為24號到31號。但是,這些數(shù)量的x為小時(shí),仍然按照1~192 h(總時(shí)長192 h),因此,需要對x轉(zhuǎn)換為不連續(xù)的、從0~23 h重復(fù)的x列數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)換公式:
f(i)=i-int((i-1)/24)*24-1 ,i=[1,192]
至于這個(gè)公式是怎么得到的,譚編摸索了10分鐘,就是編程的思維。i是數(shù)據(jù)行號(從1開始的,如果是從0開始的,就沒這么復(fù)雜了),算法就是取余數(shù),不過譚編暫時(shí)沒找到origin程序中取余數(shù)的代碼,所以曲線救國,先對商取整再乘以24,再求行號跟這個(gè)結(jié)果的差,得到1~24的循環(huán)結(jié)果,但是我們要得到0~23,所以最后減1。

得到下圖的效果:

還需要修改一下,橫軸應(yīng)該改為“一天中的時(shí)刻”,縱軸刻度值應(yīng)該附加上前綴“2016/08/”。請看演示:

但是,大家有沒有注意到,圖例中的箭頭長短是不是要跟矢量箭頭的長短比例要相同呢?別看圖例中已經(jīng)有個(gè)箭頭,它的長短并不能代表比例尺。需要尋找一個(gè)風(fēng)向垂直于橫軸的箭頭,找到第幾行(119行)對應(yīng)的風(fēng)速(8.2 m/s),畫一個(gè)箭頭跟它等長,然后查看畫出的箭頭的兩個(gè)Y值,在Excel中十字交叉法計(jì)算一下ΔY,然后計(jì)算Y',填入到箭頭的屬性窗口的Y值中,即可繪制出一個(gè)5 m/s的比例。下面請看演示:

最終得到下圖的效果:

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