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曲线交汇:利用矢量化方法迅速求解曲线交点与自交点 - MATLAB开发

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简介:
本MATLAB工具箱采用矢量化方法高效计算平面及空间曲线间的交点和自交点,适用于工程设计、图形学等领域。 尽管 FEX 中已有其他函数用于计算曲线交点,这段简短的代码是为追求速度而特别编写。它不使用循环结构,并充分利用了 MATLAB 的矢量化功能。 欢迎提供评论、建议或错误报告等反馈。 INTERX 函数用于找到两条曲线 L1 和 L2 之间的交点。这两条曲线可以是闭合的也可以是开放的,由两行矩阵表示,其中每一行包含它们各自的 x 和 y 坐标。对于一组曲线(如等高线或相乘连接区域),可以通过在不同组之间插入 NaN 来分开计算其交点,例如:L = [x11 x12 x13 ... NaN x21 x22 x23 ...; y11 y12 y13 ... NaN y21 y22 y23...]。

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  • 线线 - MATLAB
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    本MATLAB工具箱采用矢量化方法高效计算平面及空间曲线间的交点和自交点,适用于工程设计、图形学等领域。 尽管 FEX 中已有其他函数用于计算曲线交点,这段简短的代码是为追求速度而特别编写。它不使用循环结构,并充分利用了 MATLAB 的矢量化功能。 欢迎提供评论、建议或错误报告等反馈。 INTERX 函数用于找到两条曲线 L1 和 L2 之间的交点。这两条曲线可以是闭合的也可以是开放的,由两行矩阵表示,其中每一行包含它们各自的 x 和 y 坐标。对于一组曲线(如等高线或相乘连接区域),可以通过在不同组之间插入 NaN 来分开计算其交点,例如:L = [x11 x12 x13 ... NaN x21 x22 x23 ...; y11 y12 y13 ... NaN y21 y22 y23...]。
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    本文章详细介绍如何使用MATLAB软件精确计算两条或多条曲线的交点,包括编程实现和案例分析。 这段文字描述了几种几何图形的相交情况:两直线相交、一条直线与多条直线相交、直线与曲线相交、两条曲线相交以及直线与曲面相交等情形。
  • 线计算:使MATLAB两直线
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  • Python中线:源码分析
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    本文深入剖析了在Python编程环境中求解两条曲线交点的方法及其源代码实现细节,旨在帮助读者理解相关算法和提高解决实际问题的能力。 在Pure numpy环境下实现两条曲线交点的检测方法来源于matlab的一个灵感实现示例。以下是Python中的一个使用案例: 从`intersect`模块导入intersection函数。 ```python from intersect import intersection # 定义参数 a, b = 1, 2 phi = np.linspace(3, 10, 100) # 计算两条曲线的坐标值 x1 = a * phi - b * np.sin(phi) y1 = a - b * np.cos(phi) x2 = phi y2 = np.sin(phi) + 2 # 找到交点并绘制图形 x, y = intersection(x1, y1, x2, y2) plt.plot(x1, y1, c=r) plt.plot(x2, y2, c=g) # 绘制两条曲线的交点 plt.plot(x, y, *k) plt.show() ``` 这段代码展示了如何使用自定义的`intersection()`函数来找到并绘制两个由numpy数组表示的不同数学表达式的相交点。
  • MATLAB中两条离散连接线-intersections.m
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    本资源提供了一种在MATLAB中求解两条由离散点构成曲线交点的方法,并附带了intersections.m函数用于实现这一功能,便于科研与工程应用中的数据分析。 在处理离散曲线的交点问题时,我们需要理解“交点”指的是由离散数据绘制出的图形之间的交叉位置,而不是函数或方程理论分析中的精确解。因此,在编写代码解决此类问题的时候,需要考虑以下几点: 1. 两条曲线必须具有相同数量的数据点。 2. 如果使用参数形式表示这两条线,则通常情况下可以正常工作;但是经过测试发现某些特殊情况会出现错误。 下面是一个示例代码,用于寻找两条离散曲线的交点。在此案例中我们采用了一个简单的例子:一条是`y=cos(x)*exp(-x/3)`与另一条为`y=sin^2(x)+cos(1.5*x)`在区间[0, 2π]内的相交情况。 ```matlab % 绘制两离散曲线的交点 clear; debug=false; % 是否显示求解过程中的细节信息,默认关闭 x=0:pi/18:2*pi; y=cos(x).*exp(-x./3); % 曲线1的数据点 [x1, N]=sort([x]); % 对于参数方程和显式函数的情况,这里可以进行调整 y1=sin.^2(x)+cos(1.5*x); % 曲线2的计算公式用于绘图与寻找交点 x2=x; y2=y1; h=plot(x, y); % 判断哪些数据点在极小值范围内(eps) cy=y-y2; pos = cy > 0; neg = cy <= 0; fro = diff([false, pos]) ~= 0; % 寻找符号变化的开始位置 rel = diff(pos,1) ~= 0; % 跟踪每个区间内的结束点 zpf=find(fro); % 获取变号前导和尾部的位置索引 zpr=find(rel); zpfr=[zpf;zpr]; hold on; % 显示求交过程(可选) if debug, hp=plot(x,y,r.-,x2,y2,g.-); end % 计算两个相邻点之间的线性插值以找到实际的交叉点 x0=(y-y1).*(x2-x)-(y2-y)*(x-x1))./( y-y1-(y2-y)); y0=y+(y2-y).*((x0 - x)/(x2 - x)); % 处理可能存在的零误差情况,直接采用相应的数据点坐标 if any(abs(y) < eps), y0=[y, y2]; end hc=plot(x0,y0,k.); % 绘制交点位置 legend(C1, C2,交点); xlabel(x); ylabel(y); title(曲线的交点); axis equal; hold off; disp(unique([x<=eps; x0])); % 排除重复坐标 ``` 此代码段可以处理多种类型的离散数据,包括显式定义和参数形式表达的数据集。然而,在进行特殊案例分析时可能会出现一两个交点遗漏的情况,特别是在曲线形态较为复杂或者接近奇异值的情况下。 为了提高通用性和准确性,建议在实际应用中对特定的函数或方程组做进一步调整,并考虑加入更多的异常处理逻辑以确保求解过程的稳健性。
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  • 高效AUCROC线工具:计算AUC并生成ROC线 - 完全MATLAB实现
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  • 威海市公线shp数据
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    简介:本数据集提供威海市公交线路及站点的详细矢量信息(SHP格式),涵盖各路线走向、沿途站点位置等要素,便于进行交通规划和分析。 《威海市公共交通线路及站点矢量shp数据》是一份重要的地理信息系统(GIS)资源,主要包含2020年威海市的公交线路和站点详情。这些信息以Esri公司开发的标准文件格式.shp存储,并广泛应用于如ArcGIS、QGIS等软件中。 该.shp文件集包含了点与线两种几何对象的信息,其中相关的.dbf、.prj及.shx文件提供了额外的数据支持: - 点.dbf和线.dbf为数据库文件,采用DBF(dBase Format)格式存储公交站点和线路的相关属性信息,如名称、编号等。 - 点.prj与线.prj是投影定义文件,它们确定了地理数据的空间参考系,在本例中使用的是WGS84系统。 核心的几何对象文件包括: - 线.shp记录公交路线路径; - 点.shp代表具体站点位置; 此外还有点.shx和线.shx索引文件用于加速访问,提高处理效率。这些数据可以应用于城市规划、交通分析及公众出行服务优化等领域。 通过加载此类矢量shp数据集,用户能够进行线路设计、站点密度研究以及交通流量评估等操作,并结合其他信息进一步深入挖掘以支持决策制定和智慧城市建设。