Matlab处理气象数据（七）分段趋势线的做法

退耕还林工程自1999年起开始实施，土地利用的改变会影响区域气候。为了研究区域气候的变化，需要对退耕前和退耕后作对比。

在matlab中，需要对1999年前和后分别作出趋势线，这种趋势线可以采用matlab的趋势拟合函数作出。

多项式函数拟合：

a=polyfit(xdata,ydata,n)

其中n表示多项式的最高阶数，xdata，ydata为将要拟合的数据，它是用数组的方式输入。输出参数a为拟合多项式 y=a1xn+…+anx+a n+1的系数。多项式在x处的值y可用下面程序计算，

y=polyval(a,x,m)

线性：m=1；二次：m=2；…
polyfit的输出是一个多项式系数的行向量。为了计算在xi数据点的多项式值，调用MATLAB的函数polyval。

%画两套数据1981-2013年平均气温差值的分段趋势线
load('Tem1.mat');
load('Tem2.mat');
DT=Tem2-Tem1;
DT0=DT;
DT0(1:2)=[];
DT1=DT0;
DT1(20:33)=[];
DT2=DT0;
DT2(1:19)=[];

x1=1:19;
A=polyfit(x1,DT1,1);
Z=polyval(A,x1);
plot(x1,DT1,'r.-',x1,Z,'b--','linewidth',2);
hold on
x2=20:33;
B=polyfit(x2,DT2,1);
Z=polyval(B,x2);
plot(x2,DT2,'r.-',x2,Z,'b--','linewidth',2);
plot (DT0-detrend(DT0),'b--','linewidth',2);%添加趋势线
xlabel('Year');ylabel('Temperarure(\circC）');
set(gca,'xtick',[ 5 10 15 20 25 30],'xticklabel',{'1985','1990','1995','2000','2005','2010'});
set(gca, 'FontSize',10,'FontWeight','Bold','tickdir','out') %设置标注为10号字、加粗、标记线向外
h=xlabel('Year'); %设置x轴名称
set(h, 'FontSize',10,'FontWeight','Bold')
h=ylabel('Temperarure(\circC)'); %设置y轴名称
set(h, 'FontSize',10,'FontWeight','Bold') 
xlim([1 33])%x轴范围锁定为1~33
box off %去掉外框
hold off

得到下图：

1999年前、后平均温度差值趋势线

输出A的值为[0.013908553308574,0.739492012915606]，B的值为[0.003623950006347,1.164911670778532]。

最高、最低温度差值计算方法与之类似。

%画两套数据1981-2013年最高气温差值的趋势线
load('Temmax1.mat');
load('Temmax2.mat');
DTmax=Temmax2-Temmax1;
DTmax0=DTmax;
DTmax0(1:2)=[];
DTmax1=DTmax0;
DTmax1(20:31)=[];
DTmax2=DTmax0;
DTmax2(1:19)=[];
 
x1=1:19;
A=polyfit(x1,DTmax1,1);
Z=polyval(A,x1);
plot(x1,DTmax1,'r.-',x1,Z,'b--','linewidth',2);
hold on
x2=20:31;
B=polyfit(x2,DTmax2,1);
Z=polyval(B,x2);
plot(x2,DTmax2,'r.-',x2,Z,'b--','linewidth',2);
plot (DTmax0-detrend(DTmax0),'b--','linewidth',2);%添加趋势线
xlabel('Year');ylabel('Temperarure(\circC）');
set(gca,'xtick',[ 5 10 15 20 25 30],'xticklabel',{'1985','1990','1995','2000','2005','2010'});
set(gca, 'FontSize',10,'FontWeight','Bold','tickdir','out') %设置标注为10号字、加粗、标记线向外
h=xlabel('Year'); %设置x轴名称
set(h, 'FontSize',10,'FontWeight','Bold')
h=ylabel('Temperarure(\circC)'); %设置y轴名称
set(h, 'FontSize',10,'FontWeight','Bold') 
xlim([1 33])%x轴范围锁定为1~33
box off %去掉外框
hold off

1999年前、后最高温度差值趋势线

输出A的值为[0.009736153700025,1.554127661596744]，B的值为[-0.015314570766371,2.394812735494515]。

%画两套数据1981-2013年最低气温差值的趋势线
load('Temmin1.mat');
load('Temmin2.mat');
DTmin=Temmin2-Temmin1;
DTmin0=DTmin;
DTmin0(1:2)=[];
DTmin1=DTmin0;
DTmin1(20:31)=[];
DTmin2=DTmin0;
DTmin2(1:19)=[];
 
x1=1:19;
A=polyfit(x1,DTmin1,1);
Z=polyval(A,x1);
plot(x1,DTmin1,'r.-',x1,Z,'b--','linewidth',2);
hold on
x2=20:31;
B=polyfit(x2,DTmin2,1);
Z=polyval(B,x2);
plot(x2,DTmin2,'r.-',x2,Z,'b--','linewidth',2);
plot (DTmin0-detrend(DTmin0),'b--','linewidth',2);%添加趋势线
xlabel('Year');ylabel('Temperarure(\circC）');
set(gca,'xtick',[ 5 10 15 20 25 30],'xticklabel',{'1985','1990','1995','2000','2005','2010'});
set(gca, 'FontSize',10,'FontWeight','Bold','tickdir','out') %设置标注为10号字、加粗、标记线向外
h=xlabel('Year'); %设置x轴名称
set(h, 'FontSize',10,'FontWeight','Bold')
h=ylabel('Temperarure(\circC)'); %设置y轴名称
set(h, 'FontSize',10,'FontWeight','Bold') 
xlim([1 33])%x轴范围锁定为1~33
box off %去掉外框
hold off

1999年前、后最低温度差值趋势线

输出A的值为[0.019171811945648,0.963068491579686]，B的值为[0.022148294337837,1.030687894465706]。

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相关链接：
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