Matlab 數值積分
trapz(x,y) %梯形法沿列方向求函數Y關於自變量X的積分
cumtrapz(x,y) %梯形法沿列方向求函數Y關於自變量X的累計積分
quad(fun,a,b,tol) %採用遞推自適應Simpson法計算積分
quad1(fun,a,b,tol) %採用遞推自適應Lobatto法求數值積分
dbquad(fun,xmin,xmax,ymin,ymax,zmin,zmax,tol) %二重(閉型)數值積分指令
triplequad(fun,xmin,xmax,ymin,ymax,zmin,zmax,tol) %三重(閉型)數值積分指令
二.示例:
例1:計算f(t)=exp(-t^2)在[0,1]上的定積分
本例演示:計算定積分常用方法
>> syms x
int(exp(-x^2),0,1)
ans =
1/2*erf(1)*pi^(1/2) %erf為誤差函數
>> vpa(int(exp(-x^2),0,1))
ans =
.7468241328124270
>> d=0.001;x=0:d:1;d*trapz(exp(-x.^2))
ans =
0.7468
>> quad('exp(-x.^2)',0,1,1e-8)
ans =
0.7468
例2:計算f(t)=1/log(t)在[0,x],0<1上的積分
注意:被積函數於x=0無義,在x-->1^-處為負無窮
本例演示:用特殊函數表示的積分結果,如何用mfun指令
（1）
syms t x
ft=1/log(t);
sx=int(ft,t,0,x)
sx =
-Ei(1,-log(x)) %完全橢圓函數
（2）
x=0.5:0.1:0.9
sx_n=-mfun('Ei',1,-log(x))
x =
0.5000 0.6000 0.7000 0.8000 0.9000
sx_n =
-0.3787 -0.5469 -0.7809 -1.1340 -1.7758
（3）%圖示被函數和積分函數
clf
ezplot('1/log(t)',[0.1,0.9])
grid on
hold on
plot(x,sx_n,'LineWidth',3)
Char1='1/ln(t)';
Char2='{\int_0^x} 1/ln(t) dt';
title([Char1,' and ',Char2])
legend(Char1,Char2,'Location','SouthWest')
例3:計算f(t)=exp(-sin(t))在[0,4]上的定積分
注意:本題被函數之原函數無"封閉解析表達式",符號計算無法解題!
本例演示:符號計算有限性
（1）符號計算解法
syms t x
ft=exp(-sin(t))
sx=int(ft,t,0,4)
ft =exp(-sin(t))
Warning: Explicit integral could not be found.
> In sym.int at 58
sx =
int(exp(-sin(t)),t = 0 .. 4)
（2）數值計算解法
dt=0.05; %採樣間隔
t=0:dt:4; %數值計算適合於有限區間上,取有限個採樣點
Ft=exp(-sin(t));
Sx=dt*cumtrapz(Ft); %計算區間內曲線下圖形面積,為小矩形面積累加得
Sx(end) %所求定積分值
%圖示
plot(t,Ft,'*r','MarkerSize',4)
hold on
plot(t,Sx,'.k','MarkerSize',15)
hold off
xlabel('x')
legend('Ft','Sx')
>>ans =
3.0632
例4:繪製積分圖形,y=2/3*exp(-t/2)*cos(sqrt(3)/2*t);積分s(x)=int(y,t,0,x)於[0,4*pi]上
syms t tao
y=2/3*exp(-t/2)*cos(sqrt(3)/2*t);
s=subs(int(y,t,0,tao),tao,t); %獲得積分函數
subplot(2,1,1)
%
ezplot(y,[0,4*pi]),ylim([-0.2,0.7]) %單變量符號函數可視化,多變量用ezsurf
grid on
subplot(2,1,2)
ezplot(s,[0,4*pi])
grid on
title('s = \inty(t)dt') </X<1上的積分
2010年12月24日 星期五
Matlab 數值積分
2010年9月27日 星期一
MATLAB函數指令表
在我們使用matlab的過程中,常常疑惑於需要的函數/指令名稱,但原公司提供的help檔案卻因為語言的關係,讓使用者產生誤解或無所適從,而且指令繁多,有時需要用到比較冷門的指令便要花許多時間瀏覽資料,但若有一份中文對照表就會方便許多,故在網路上尋找並重新排版此份對照表,盼有裨益.
1 常用指令(General Purpose Commands)
1.1 通用資訊查詢(General information)
demo 演示程式
help 線上幫助指令
helpbrowser 超文本文檔幫助資訊
helpdesk 超文本文檔幫助資訊
helpwin 打開線上幫助窗
info MATLAB 和MathWorks 公司的資訊
subscribe MATLAB 用戶註冊
ver MATLAB 和TOOLBOX 的版本資訊
version MATLAB 版本
whatsnew 顯示版本新特徵
1.2 工作空間管理(Managing the workspace)
clear 從記憶體中清除變數和函數
exit 關閉MATLAB
load 從磁片中調入資料變數
pack 合併工作記憶體中的碎塊
quit 退出MATLAB
save 把記憶體變數存入磁片
who 列出工作記憶體中的變數名
whos 列出工作記憶體中的變數細節
workspace 工作記憶體流覽器
1.3 管理指令和函數(Managing commands and functions)
edit 矩陣編輯器
edit 打開M 文件
inmem 查看記憶體中的P 碼檔
mex 創建MEX 文件
open 打開文件
pcode 生成P 碼檔
type 顯示檔內容
what 列出當前目錄上的M、MAT、MEX 文件
which 確定指定函數和檔的位置
1.4 搜索路徑的管理(Managing the seach patli)
addpath 添加搜索路徑
rmpath 從搜索路徑中刪除目錄
path 控制MATLAB 的搜索路徑
pathtool 修改搜索路徑
1.5 指令窗控制(Controlling the command window)
beep 產生beep 聲
echo 顯示命令檔指令的切換開關
diary 儲存MATLAB 指令窗操作內容
format 設置資料輸出格式
more 命令視窗分頁輸出的控制開關
1.6 作業系統指令(Operating system commands)
cd 改變當前工作目錄
computer 電腦類型
copyfile 檔拷貝
delete 刪除檔
dir 列出的文件
dos 執行dos 指令並返還結果
getenv 給出環境值
ispc MATLAB 為PC(Windows)版本則為真
isunix MATLAB 為Unix 版本則為真
mkdir 創建目錄
pwd 改變當前工作目錄
unix 執行unix 指令並返還結果
vms 執行vms dcl 指令並返還結果
web 打開web 流覽器
! 執行外部應用程式
2 運算符和特殊算符(Operators and special characters)
2.1 算術運算符(Arithmetic operators)
+ 加
- 減
* 矩陣乘
.* 陣列乘
^ 矩陣乘方
.^ 陣列乘方
\ 反斜杠或左除
/ 斜杠或右除
./或.\ 陣列除
張量積
[注]本表第三欄括弧中的字元供線上救助時help 指令引述用
2.2 關係運算符(Relational operators)
= = 等號
~= 不等號
< 小於
> 大於
<= 小於或等於
>= 大於或等於
2.3 邏輯操作(Logical operators)
& 邏輯與
| 邏輯或
~ 邏輯非
xor 異或
any 有非零元則為真
all 所有元素均非零則為真
2.4 特殊算符(Special characters)
： 冒號
( ) 圓括號
[ ] 方括號
{ } 花括弧
@ 創建函數控制碼
. 小數點
. 構架域的關節點
.. 父目錄
? 續行號
, 逗號
; 分號
% 注釋號
! 調用作業系統命令
= 賦值符號
ˊ 引號
ˊ 複數轉置號
.ˊ 轉置號
[,] 水準串接
[;] 垂直串接
( ),{ },. 下標賦值
( ),{ },. 下標標識
subsindex 下標標識
3 編程語言結構(Programming language constructs)
3.1 控制語句(Control flow)
break 終止最內迴圈
case 同switch 一起使用
catch 同try 一起使用
continue 將控制轉交給外層的for 或while 迴圈
else 同if 一起使用
elseif 同if 一起使用
end 結束for,while,if 語句
for 按規定次數重複執行語句
if 條件執行語句
otherwise 可同switch 一起使用
return 返回
switch 多個條件分支
try try-cathch 結構
while 不確定次數重複執行語句
3.2 計算運行(Evaluation and execution)
assignin 跨空間賦值
builtin 執行內建的函數
eval 字串巨集指令
evalc 執行MATLAB 字串
evalin 跨空間計算串運算式的值
feval 函數巨集指令
run 執行腳本檔
3.3 腳本檔、函數及變數(Scripts,function,and variables)
exist 檢查變數或函數是否被定義
function 函數檔頭
global 定義總體變數
isglobal 若是總體變數則為真
iskeyword 若是關鍵字則為真
mfilename 正在執行的M 檔的名字
persistent 定義永久變數
script MATLAB 命令文件
3.4 宗量處理(Augument handling)
inputname 實際調用變數名
nargchk 輸入變數個數檢查
nargin 函數輸入宗量的個數
nargout 函數輸出宗量的個數
nargoutchk 輸出變數個數檢查
varagin 輸入宗量
varagout 輸出宗量
3.5 資訊顯示(Message display)
disp 顯示矩陣和文字內容
display 顯示矩陣和文字內容的重載函數
error 顯示錯誤資訊
fprintf 把格式化資料寫到檔或螢幕
lasterr 最後一個錯誤資訊
lastwarn 最後一個警告資訊
sprintf 按格式把數位轉換為串
warning 顯示警告資訊
3.6 互動式輸入(Interactive input)
input 提示鍵盤輸入
keyboard 啟動鍵盤做為命令檔
pause 暫停
uicontrol 創建用戶介面控制
uimenu 創建用戶介面功能表
4 基本矩陣函數和操作(Elementary matrices and matrix manipulation)
4.1 基本矩陣(Elementary matrices)
eye 單位陣
linspace 線性等分向量
logspace 對數等分向量
meshgrid 用於三維曲面的分格線座標
ones 全1 矩陣
rand 均勻分佈隨機陣
randn 正態分佈隨機陣
repmat 鋪放模組陣列
zeros 全零矩陣
: 矩陣的援引和重排
4.2 矩陣基本資訊(Basic array information)
disp 顯示矩陣和文字內容
isempty 若是空矩陣則為真
isequal 若對應元素相等則為1
islogical 尤其是邏輯數則為真
isnumeric 若是數值則為真
length 確定向量的長度
logical 將數值轉化為邏輯值
ndims 陣列A 的維數
size 確定矩陣的維數
4.3 矩陣操作(Matrix manipulateion)
blkdiag 塊對角陣串接
diag 創建對角陣，抽取對角向量
end 陣列的長度，即最大下標
find 找出非零元素1 的下標
fliplr 矩陣的左右翻轉
flipud 矩陣的上下翻轉
flipdim 交換對稱位置上的元素
ind2sub 據單下標換算出全下標
reshape 矩陣變維
rot90 矩陣逆時針90°旋轉
sub2idn 據全下標換算出單下標
tril 抽取下三角陣
triu 抽取上三角陣
4.4 特殊變數和常數(Special variables and constants)
ans 最新運算式的運算結果
eps 浮點相對誤差
i,j 虛數單位
inf 或Inf 無窮大
isfinite 若是有限數則為真
isinf 若是無窮大則為真
isnan 若為非數則為真
NaN 或nan 非數
pi 3.1415926535897?.
realmax 最大浮點數
realmin 最小正浮點數
why 一般問題的簡明答案
4.5 特殊矩陣(Specialized matrices)
compan 伴隨矩陣
gallery 一些小測試矩陣
hadamard Hadamard 矩陣
hankel Hankel 矩陣
hilb Hilbert 矩陣
invhilb 逆Hilbert 矩陣
magic 魔方陣
pascal Pascal 矩陣
rosser 典型對稱特徵值實驗問題
toeplitz Toeplitz 矩陣
vander Vandermonde 矩陣
wilkinson Wilkinson’s 對稱特徵值實驗矩陣
5 基本數學函數(Elementary math functions)
5.1 三角函數(Trigonometric)
acos 反余弦
acosh 反雙曲余弦
acot 反餘切
acoth 反雙曲餘切
acsc 反余割
acsch 反雙曲余割
asec 反正割
asech 反雙曲正割
asin 反正弦
asinh 反雙曲正弦
atan 反正切
atanh 反雙曲正切
atan2 四象限反正切
cos 余弦
cosh 雙曲余弦
cot 餘切
coth 雙曲餘切
csc 余割
csch 雙曲余割
sec 正割
sech 雙曲正割
sin 正弦
sinh 雙曲正弦
tan 正切
tanh 雙曲正切
5.2 指數函數(Exponential)
exp 指數
log 自然對數
log10 常用對數
log2 以2 為底的對數
nestpow2 最近鄰的2 的冪
pow2 2 的冪
sqrt 平方根
5.3 複數函數(Complex)
abs 絕對值
angle 相角
complex 將實部和虛部構成複數
conj 複數共軛
cplxpair 複數陣成共軛對形式排列
imag 複數虛部
isreal 若是實數矩陣則為真
real 複數實部
unwrap 相位角360°線調整
5.4 圓整和求餘函數(Rounding and remainder)
ceil 朝正無窮大方向取整
fix 朝零方向取整
floor 朝負無窮大方向取整
mod 模數求餘
rem 求餘數
round 四捨五入取整
sign 符號函數
6 特殊函數(Specialized math functions)
cart2pol 直角坐標變為柱(或極)座標
cart2sph 直角坐標變為球座標
cross 向量叉積
dot 向量內積
isprime 若是質數則為真
pol2cart 柱(或極)座標變為直角坐標
sph2cart 球座標變為直角坐標
7 矩陣函數和數值線性代數(Matrix functions－numerical linear algebra)
7.1 矩陣分析(Matrix analysis)
det 行列式的值
norm 矩陣或向量範數
normest 估計2 範數
null 零空間
orth 值空間
rank 秩
rref 轉換為行階梯形
trace 跡
subspace 子空間的角度
7.2 線性方程(Linear equations)
chol Cholesky 分解
cholinc 不完全Cholesky 分解
cond 矩陣條件數
condest 估計1-範數條件數
inv 矩陣的逆
lu LU 分解
luinc 不完全LU 分解
lscov 已知協方差的最小二乘積
nnls 非負二乘解
pinv 偽逆
qr QR 分解
rcond LINPACK 逆條件數
\、/ 解線性方程
7.3 特性值與奇異值(Eigenvalues and singular values)
condeig 矩陣各特徵值的條件數
eig 矩陣特徵值和特徵向量
eigs 多個特徵值
gsvd 歸一化奇異值分解
hess Hessenberg 矩陣
poly 特徵多項式
polyeig 多項式特徵值問題
qz 廣義特徵值
schur Schur 分解
svd 奇異值分解
svds 多個奇異值
7.4 矩陣函數(Matrix functions)
expm 矩陣指數
expm1 矩陣指數的Pade 逼近
expm2 用泰勒級數求矩陣指數
expm3 通過特徵值和特徵向量求矩陣指數
funm 計算一般矩陣函數
logm 矩陣對數
sqrtm 矩陣平方根
7.5 因式分解(Factorization utility)
cdf2rdf 複數對角型轉換到實塊對角型
balance 改善特徵值精度的平衡刻度
rsf2csf 實塊對角型轉換到複數對角型
8 資料分析和傅裏葉變換(Date analysis and Fourier transforms)
8.1 基本運算(Basic operations)
cumprod 元素累計積
cumsum 元素累計和
cumtrapz 累計積分
hist 統計頻數直方圖
histc 直方圖統計
max 最大值
mean 平均值
median 中值
min 最小值
prod 元素積
sort 由小到大排序
sortrows 由小到大按行排序
std 標準差
sum 元素和
trapz 梯形數值積分
var 求方差
8.2 有限差分(Finite differentces)
del2 五點離散Laplacian
diff 差分和近似微分
gradient 梯度
8.3 相關(Correlation)
corrcoef 相關係數
cov 協方差矩陣
subspace 子空間之間的角度
8.4 濾波和卷積(Filtering and convoluteion)
conv 卷積和多項式相乘
conv2 二維卷積
convn N 維卷積
detrend 去除線性分量
deconv 解卷和多項式相除
filter 一維數字濾波器
fliter2 二維數字濾波器
8.5 傅裏葉變換(Fourier transforms)
fft 快速離散傅裏葉變換
fft2 二維離散傅裏葉變換
fftn N 維離散傅裏葉變換
fftshift 重排fft 和fft2 的輸出
ifft 離散傅裏葉反變換
ifft2 二維離散傅城葉反變換
ifftn N 維離散傅裏葉反變換
ifftshift 反fftshift
9 音頻支援(Audio support)
9.1 音頻硬體驅動(Audio hardware drivers)
sound 播放向量
soundsc 自動標刻並播放
waveplay 利用系統音頻輸出設配播放
waverecor 利用系統音頻輸入設配錄音
9.2 音頻檔輸入輸出(Audio file import and export)
auread 讀取音頻檔(.au)
auwrite 創建音頻檔(.au)
wavread 讀取音頻檔(.wav)
wavwrite 創建音頻檔(.wav)
9.3 工具(Utilities)
lin2mu 將線性信號轉換為μ 一律編碼的信號
mu2lin 將μ 一律編碼信號轉換為線性信號
10 插補多項式函數(Interpolation and polynomials)
10.1 數據插補(Data Interpolation)
griddata 分格點數據
griddata3 三維分格點數據
griddatan 多維分格點數據
interpft 利用FFT 方法一維插補
interp1 一維插補
interp1q 快速一維插補
interp2 二維插補
interp3 三維插補
intern N 維插補
pchip hermite 插補
10.2 樣條插補(Spline Interpolation)
ppval 計算分段多項式
spline 三次樣條插補
10.3 多項式(Polynomials)
conv 多項式相乘
deconv 多項式相除
poly 由根創建多項式
polyder 多項式微分
polyfit 多項式擬合
polyint 積分多項式分析
polyval 求多項式的值
polyvalm 求矩陣多項式的值
residue 求部分分式表達
roots 求多項式的根
11 數值泛函函數和ODE 解算器(Function functions and ODE solvers)
11.1 優化和尋根(Optimization and root finding)
fminbnd 非線性函數在某區間中極小值
fminsearch 單純形法求多元函數極值點指令
fzero 單變數函數的零點
11.2 優化選項處理(Optimization Option handling)
optimget 從OPTIONS 構架中取得優化參數
optimset 創建或修改OPTIONS 構架
11.3 數值積分(Numerical intergration)
dblquad 二重(閉型)數值積分指令
quad 低階法數值積分
quadl 高階法數值積分
11.4 繪圖(Plotting)
ezcontour 畫等位線
ezcontourf 畫填色等位線
ezmesh 繪製網格圖
ezmeshc 繪製含等高線的網格圖
ezplot 繪製曲線
ezplot3 繪製3 維曲線
ezpolar 採用極座標繪圖
ezsurf 畫曲面圖
ezsurfc 畫帶等位線的曲面圖
fplot 畫函數曲線圖
11.5 內聯函數物件(Inline function object)
argnames 給出函數的輸入宗量
char 創建字元傳輸組或者將其他類型變數轉化為
字串陣列
formula 函數公式
inline 創建內聯函數
11.6 差微分函數解算器(Differential equation solvers)
ode113 變階法解方程
ode15s 變階法解剛性方程
ode23 低階法解微分方程
ode23s 低階法解剛性微分方程
ode23t 解適度剛性微分方程
odet23tb 低階法解剛性微分方程
ode45 高階法解微分方程
12 二維圖形函數(Two dimensional graphs)
12.1 基本平面圖形(Elementary X－Y graphs)
loglog 雙對數刻度曲線
plot 直角坐標下線性刻度曲線
plotyy 雙縱坐標圖
polar 極座標曲線圖
semilogx X 軸半對數刻度曲線
semilogy Y 軸半對數刻度曲線
12.2 軸控制(Axis control)
axes 創建軸
axis 軸的刻度和表現
box 座標形式在封閉式和開啟詞式之間切換
grid 畫座標格線
hold 圖形的保持
subplot 創建子圖
zoom 二維圖形的變焦放大
12.3 圖形注釋(Graph annotation)
gtext 用滑鼠在圖上標注文字
legend 圖例說明
plotedit 圖形編輯工具
text 在圖上標注文字
texlabel 將字串轉換為Tex 格式
title 圖形標題
xlabel X 軸名標注
ylabel Y 軸名標注
12.4 硬拷貝(Hardcopy and printing)
orient 設置送紙方向
print 列印圖形或把圖存入檔
printopt 印表機設置
13 三維圖形函數(Three dimensional graphs)
13.1 基本三維圖形(Elementary 3－D plots)
fill3 三維曲面多邊形填色
mesh 三維網線圖
plot3 三維直角坐標曲線圖
surf 三維表面圖
13.2 色彩控制(Color control)
alpha 透明色控制
brighten 控制色彩的明暗
caxis (偽)顏色軸刻度
colordef 用色風格
colormap 設置色圖
graymon 設置缺省圖形視窗為單色顯示幕
hidden 消隱
shading 圖形渲染模式
whitebg 設置圖形視窗為白底
13.3 光照模式(Lighting)
diffuse 漫反射表面係數
light 燈光控制
lighting 設置照明模式
material 使用預定義反射模式
specular 漫反射
surfnorm 表面圖的法線
surfl 帶光照的三維表面圖
13.4 色圖(Color maps)
autumn 紅、黃濃淡色
bone 藍色調灰度圖
colorcube 三濃淡多彩交錯色
cool 青和品紅濃淡色圖
copper 線性變化純銅色調圖
flag 紅－白－藍黑交錯色圖
gray 線性灰度
hot 黑－紅－黃－白交錯色圖
hsv 飽和色彩圖
jet 變異HSV 色圖
lines 採用plot 繪線色
pink 淡粉紅色圖
prism 光譜色圖
spring 青、黃濃淡色
summer 綠、黃濃淡色
vga 16 色
white 全白色
winter 藍、綠濃淡色
13.5 軸的控制(Axis control)
axes 創建軸
axis 軸的刻度和表現
box 座標形式在封閉式和開啟式之間切換
daspect 軸的DataAspectRatio 屬性
grid 畫座標格線
hold 圖形的保持
pbaspect 畫座標框的PlotBoxAspectRatio 屬性
subplot 創建子圖
xlim X 軸範圍
ylim Y 軸範圍
zlim Z 軸範圍
zoom 二維圖形的變焦放大
13.6 視角控制(Viewpoint control)
rotate3d 旋動三維圖形
view 設定3－D 圖形觀測點
viewmtx 觀測點轉換矩陣
13.7 圖形注釋(Graph annotation)
colorbar 顯示色條
gtext 用滑鼠在圖上標注文字
plotedit 圖形編輯工具
text 在圖上標注文字
title 圖形標題
xlabel X 軸名標注
ylabel Y 軸名標注
zlabel Z 軸名標注
13.8 硬拷貝(Hardcopy and printing)
orient 設置送紙方向
print 列印圖形或把圖存入檔
printopt 印表機設置
verml 將圖形保存為VRML2.0 檔
14 特殊圖形(Specialized graphs)
14.1 特殊平面圖形(Specialized 2－D graphs)
area 面域圖
bar 直方圖
barh 水準直方圖
comet 彗星狀軌跡圖
compass 從原點出發的複數向量圖
errorbar 誤差棒棒圖
ezplot 畫二維曲線
ezpolar 畫極座標曲線
feather 從X 軸出發的複數向量圖
fill 多邊填色圖
fplot 函數曲線圖
hist 統計頻數直方圖
pareto Pareto 圖
pie 餅形統計圖
plotmatrix 散點圖陣列
scatter 散點圖
stairs 階梯形曲線圖
stem 火柴杆圖
14.2 等高線及二維半圖形(Contour and 2－1/2D graphs)
clabel 給等高線加標注
contour 等高線圖
contourf 等高線圖
contour3 三維等高線
ezcontour 畫等位線
ezcontourf 畫填色等位線
pcolor 用顏色反映資料的偽色圖
voronoi Voronoi 圖
14.3 特殊三維圖形（Specialized 3－D graphs）
bar3 三維直方圖
bar3h 三維水準直方圖
comet3 三維彗星動態軌跡線圖
ezgraph3 通用指令
ezmesh 畫網線圖
ezmeshc 畫等位線的網線圖
ezplot3 畫三維曲線
ezsurf 畫曲面圖
ezsurfc 畫帶等位線的曲面圖
meshc 帶等高線的三維網線圖
meshz 帶零基準面的三維網線圖
pie3 立體圓形圖
ribbon 以三維形式繪製二維曲線
scatter3 三維散點圖
stem3 三維離散杆圖
surfc 帶等高線的三維表面圖
trimesh 三角剖分網線圖
trisurf 三角剖分曲面圖
waterfall 瀑布水線圖
14.4 內剖及向量視圖(Volume and vector visualization)
coneplot 錐體圖
contourslice 切片等位線圖
quiver 向量場圖
quiver3 三維方向箭頭圖
slice 切片圖
14.5 圖像顯示及檔處理(Image display and file I/O)
brighten 控制色彩的明暗
colorbar 色彩條狀圖
colormap 設置色圖
contrast 提高圖像對比度的灰色圖
gray 線性灰度
image 顯示圖像
imagesc 顯示亮度圖像
imfinfo 獲取圖像檔的特徵資料
imread 從檔讀取圖像的資料陣（和伴隨色圖））
imwrite 把強度圖像或真彩圖像寫入檔
14.6 影片和動畫(Movies and animation)
capture 當前圖的屏捕捉
frame2im 將影片動畫轉換為編址圖像
getframe 獲得影片動畫圖像的幀
im2frame 將編址圖像轉換為影片動畫
movie 播放影片動畫
moviein 影片動畫記憶體初始化
rotate 旋轉指令
14.7 顏色相關函數(Color related function)
spinmap 顏色週期性變化操縱
14.8 三維模型函數(Solid modeling)
cylinder 圓柱面
patch 創建塊
sphere 球面
Surf2patch 將曲面資料轉換為塊資料
15 控制碼圖形(Handle Graphics)
15.1 圖形窗的產生和控制(Figure window creation and control)
clf 清除當前圖
close 關閉圖形
figure 打開或創建圖形視窗
gcf 獲得當前圖的柄
openfig 打開圖形
refresh 刷新圖形
shg 顯示圖形窗
15.2 軸的產生和控制(Axis creation and control)
axes 在任意位置創建軸
axis 軸的控制
box 座標形式在封閉式和開啟式之間切換
caxis 控制色軸的刻度
cla 清除當前軸
gca 獲得當前軸的柄
hold 圖形的保持
ishold 若圖形處保持狀態則為真
subplot 創建子圖
15.3 控制碼圖形物件(Handle Graphics objects)
axex 在任意位置創建軸
figure 創建圖形視窗
image 創建圖像
light 創建光
line 創建線
patch 創建塊
rectangle 創建方
surface 創建面
text 創建圖形中文本
uicontextmenu 創建現場功能表物件
uicontrol 用戶使用介面控制
uimenu 用戶使用功能表控制
15.4 控制碼圖形處理(Handle Graphics operations)
copyobj 拷貝圖形物件及其子物件
delete 刪除物件及檔
drawnow 螢幕刷新
findobj 用規定的特性找尋對象
gcbf “正執行回調操作”的圖形的柄
gcbo “正執行回調操作”的控制項圖柄指令
gco 獲得當前對象的柄
get 獲得物件特性
getappdat 獲得應用程式定義資料
isappdata 檢驗是否應用程式定義資料
reset 重設物件特性
rmappdata 刪除應用程式定義資料
set 建立物件特性
setappdata 建立應用程式定義資料
15.5 工具函數(Utilities)
closereq 關閉圖形窗請求函數
ishandle 若是圖柄代號側為真
newplot 下一個新圖
16 圖形用戶介面工具(Graphical user interface tools)
align 對齊用戶控制項和軸
cbedit 編輯回調函數
ginput 從滑鼠得到圖形點座標
guide 設計GUI
menu 創建菜單
menuedit 功能表編輯
propedit 屬性編輯
uicontrol 創建用戶介面控制
uimenu 創建用戶介面功能表
17 字串(Character string)
17.1 通用字串函數(General)
blanks 空白字元號
cellstr 通過字串陣列構建字串的元胞陣列
char 創建字元傳輸組或者將其他類型變數轉化為
字串陣列
deblank 刪除最後的空格
double 把字串變成ASCII 碼值
eval 執行串形式的MATLAB 運算式
17.2 字串查詢(String tests)
iscellstr 若是字串組成的元胞陣列則為真
ischar 若是字串則為真
isletter 串中是字母則為真
isspace 串中是空格則為真
isstr 若是字串則為真
17.3 字串操作(String operations)
base2dec X－進制串轉換為十進位整數
bin2dec 二進位串轉換為十進位整數
dec2base 十進位整數轉換為X 進制串
dec2bin 十進位整數轉換為二進位串
dec2hex 十進位整數轉換為16 進制串
findstr 在一個串中尋找一個子串
hex2dec 16－進制串轉換為十進位整數
hex2num 16－進制串轉換為浮點數
int2str 將整數轉換為字串
lower 把字串變成小寫
mat2str 將陣列轉換為字串
num2str 把數值轉換為字串
strcat 把多個串連接成長串
strcmp 比較字串
strcmpi 比較字串（忽略大小寫）
strings MATLAB 中的字串
strjust 字串的對齊方式
strmatch 逐行搜索串
strnomp 比較字串的前N 個字元
strncmpi 比較字串的前N 個字元（忽略大小寫）
strrep 用另一個串代替一個串中的子串
strtok 刪除串中的指定子串
strvcat 創建字串陣列
str2mat 將字串轉換為含有空格的陣列
str2num 將字串轉換為數值
upper 把字串變成大寫
18 檔輸入/輸出(File input/output)
clc 清除指令視窗
disp 顯示矩陣和文字內容
fprintf 把格式化資料寫到檔或螢幕
home 游標返回行首
input 提示鍵盤輸入
load 從磁片中調入資料變數
pause 暫停
sprintf 寫格式資料到串
sscanf 在格式控制下讀串
19 時間和日期(Time and dates)
clock 時鐘
cputme MATLAB 佔用CPU 時間
date 日期
etime 用CLOCK 計算的時間
now 當前時鐘和日期
pause 暫停
tic 碼錶啟動
toc 碼錶終止和顯示
20 資料類型(Data types and structures)
20.1 資料類型(Data types)
cell 創建元胞變數
char 創建字元傳輸組或者將其他類型變數轉化為
字串陣列
double 轉化為16 位相對精度的浮點數值物件
function handle 函數控制碼
inline 創建內聯函數
JavaArray 構建Java 陣列
JavaMethod 調用某個Java 方法
JavaObject 調用Java 物件的構造函數
single 轉變為單精確度數值
sparse 創建稀疏矩陣
struct 創建構架變數
uint8(unit16、unit32) 轉換為8(16、32)位元無符號整型數
int8(nit16、nit32) 轉換為8(16、32)位元符號整型數
20.2 多維陣列函數(Multi－dimensional array functions)
cat 把若干陣列串接成高維陣列
ndims 陣列A 的維數
ndgrid 為N－D 函數和插補創建陣列
ipermute 廣義反轉置
permute 廣義非共軛轉置
shiftdim 維數轉換
squeeze 使陣列降維
20.3 元胞陣列函數(Cell array functions)
cell 創建元胞變數
celldisp 顯示元胞陣列內容
cellfun 元胞陣列函數
cellplot 圖示元胞陣列的內容
cell2struct 把元胞陣列轉換為構架陣列
deal 把輸入分配給輸出
is cell 若是元胞則為真
num2 cell 把數值陣列轉換為元胞陣列
struct2 cell 把構架陣列轉換為元胞陣列
20.4 構架函數(Structure functions)
fieldnames 獲取構架的功能變數名稱
getfield 獲取域的內容
isfield 若為給定構架的功能變數名稱則為真
isstruct 若是構架則為真
rmfield 刪除構架的域
setfield 指定構架域的內容
struct 創建構架變數
20.5 函數控制碼函數(Function handle functions)
@ 創建函數控制碼
functions 列舉函數控制碼對應的函數
func2str 將函數控制碼陣列轉換為字串
str2func 將字串轉換為函數控制碼
20.6 面向物件編程(Object oriented programming functions)
dlass 查明變數的類型
isa 若是指定的資料類型則為真
inferiorto 級別較低
isjava 若是java 對象則為真
isobject 若是對象則為真
methods 顯示類的方法名
substruct 創建構架總量
superiorto 級別較高
21 示例(E xamples and demonstrations)
demo 演示程式
flow 無限大水體中水下射流速度資料
intro 幻燈演示指令
peaks 產生peaks 圖形資料
22 符號工具包(Symbolic Math Toolbox)
22.1 微積分(Calculus)
diff 求導數
limit 求極限
int 計算積分
jacobian Jacobian 矩陣
symsum 符號序列的求和
trylor Trylor 級數
22.2 線性代數(Linear Algebra)
det 行列式的值
diag 創建對角陣，抽取對角向量
eig 矩陣特徵值和特徵向量
expm 矩陣指數
inv 矩陣的逆
jordan Jordan 分解
null 零空間
poly 特徵多項式
rank 秩
rref 轉換為行階梯形
svd 奇異值分解
tril 抽取下三角陣
triu 抽取上三角陣
22.3 化簡(Simplification)
collect 合併同類項
expand 對指定項展開
factor 進行因式或因數分解
horner 轉換成嵌套形式
numden 提取公因式
simple 運用各種指令化簡符號運算式
simplify 恒等式簡化
subexpr 運用符號變數置換子運算式
subs 通用置換指令
22.4 方程求解(Solution of Equation)
compose 求復函數
dsolve 求解符號常微分方程
finverse 求反函數
fminunc 擬牛頓法求多元函數極值點
fsolve 解非線性方程組
lsqnonlin 解非線性最小二乘問題
solve 求解方程組
22.5 變數精度(Variable Precision Arithmetic)
digits 設置今後數值計算以n 位相對精度進行
vpa 給出數值型符號結果
22.6 積分變換(Integral Transforms)
fourier Fourier 變換
ifourier Fourier 反變換
ilaplace Ilaplace 反變換
iztrans Z 反變換
laplace Ilaplace 變換
ztrans Z 變換
22.7 轉換(Conversions)
char 把符號物件轉化為字串陣列
double 把符號常數轉化為16 位相對精度的浮點數值
對象
poly2sym 將多項式轉換為符號多項式
sym2poly 將符號多項式轉換為係數向量
22.8 基本操作(Basic Operation)
ccode 符號運算式的C 碼運算式
findsym 確認運算式中符號“變數”
fortran 符號運算式的fort
2009年12月20日 星期日
SWOT分析方法
一、 名詞解釋：
| 內部 | 外部 |
| S-Strength：優勢 O-Opportunity：機會 | W-Weakness：弱勢 T-Threat：威脅 |
二、 定義：
所謂「SWOT分析」主要是用來分析組織內部的優勢與劣勢以及外部環境的機會與威脅，在市場營銷管理中經常使用的功能強大的分析工作。近來，SWOT分析已廣被應用在許多領域上，如學校的自我分析、個人的能力自我分析…等方面上。
在自我能力分析上，SWOT分析是檢查自我的技能、能力、興趣喜好的有用工具。如對自我進行詳密的SWOT分析，會很明瞭地知道自我的個人優點和弱點在哪裡，並且會仔細評估出自己所感興趣的不同學習道路的機會和威脅所在。
三、 步驟：
一般來說，在進行SWOT分析時應遵循以下四個步驟：
第1步：評估長處和短處
我們每個人都有自己獨特的技能、天賦和能力。在當今分工非常細的環境裡，每個人擅長於某一領域，而不是樣樣精通。(當然，除非天才)。舉個例子，有些人不喜歡整天坐在辦公室裡，而有些人則一想到不得不與陌生人打交道時，心裡就發麻，惴惴不安。請作個列表，列出你自己喜歡做的事情和你的長處所在。同樣，通過列表，你可以找出自己不是很喜歡做的事情和你的弱勢。找出你的短處與發現你的長處同等重要，因為你可以基於自己的長處和短處上，作兩種選擇；或者努力去改正常的錯誤，提高你的技能，或是放棄那些對你不擅長的技能要求的學系。列出你認為自己所具備的很重要的強項和對你的學習選擇產生影響的弱勢，然後再標出那些你認為對你很重要的強弱勢。
第2步：找出你的學系的機會和威脅
我們知道，不同的學習領域都面臨不同的外部機會和威脅。所以找出這些外界因素將助你成功找到一份適合自己的學系。這些外界因素對你求學時非常重要，因為這些機會和威脅會影響你的學習和以後的發展。
| S 優勢 | W 缺點 |
| O 機會 | T 威脅 |
| 優勢（ Strengths ） | 劣勢（ Weaknesses ） |
| • 生產（本身強 | • 生產（競爭對手強） |
| 機會（ Opportunities ） | 威脅（ Threats ） |
| • 社會（有利） | • 社會（不利） |
2009年11月18日 星期三
MLE & MAP
假設有五個袋子，各袋中都有無限量的餅乾(櫻桃口味或檸檬口味)，已知五個袋子中兩種口味的比例分別是
- 櫻桃 100%
- 櫻桃 75% + 檸檬 25%
- 櫻桃 50% + 檸檬 50%
- 櫻桃 25% + 檸檬 75%
- 檸檬 100%
如果只有如上所述條件，那問從同一個袋子中連續拿到2個檸檬餅乾，那麼這個袋子最有可能是上述五個的哪一個？其實答案很明顯為#5，因為從#5袋子連續拿到五個檸檬口味餅乾的機率為1，其他#1~#4分別為0, 0.25^2, 0.5^2, 0.75^2，這時候我們是用MLE來解。
但是今天如果多增加一些條件，假設拿到#1或#5的機率都是0.1，拿到#2或#4的機率都是0.2，拿到#3的機率是0.4，那同樣上述問題的答案呢？這個時候就變MAP了。
假設 P(hi | d) 為挑中第i個袋子然後連續拿出2個檸檬口味的餅乾，那麼根據Bayesian Prob.
P(hi | d) = P(hi) P(d | hi)/P(d)
而其中P(d) = 1 (因為已經說連續拿出2個檸檬口味餅乾了)，P(hi)則分別為(0.1, 0.2, 0.4, 0.2, 0.1)，P(d | hi)分別為(0, 0.25^2, 0.5^2, 0.75^2, 1^2)，這樣就可以算出P(hi | d)，結果會發現P(h4 | d) (第4個袋子)為最高。
2009年11月9日 星期一
杜邦分析法
杜邦分析法利用幾種主要的財務比率之間的關係來綜合地分析企業的財務狀況，這種分析方法最早由美國杜邦公司使用，故名杜邦分析法。杜邦分析法是一種用來評價公司贏利能力和股東權益回報水平，從財務角度評價企業績效的一種經典方法。其基本思想是將企業淨資產收益率逐級分解為多項財務比率乘積，這樣有助於深入分析比較企業經營業績。
------------------------------
杜邦分析的含義：
一個表達式是將淨資產收益率分解為三部分：利潤率，總資產周轉率和財務槓桿。這就是著名的杜邦分析法。
杜邦分析法說明淨資產收益率受三類因素影響：
-營運效率，用利潤率衡量；
-資產使用效率，用資產周轉率衡量；
-財務槓桿，用權益乘數衡量。
淨資產收益率=利潤率（利潤/銷售收入）*資產周轉率（銷售收入/資產）*權益乘數（資產/權益）
-------------------------------
如果ROE表現不佳，杜邦分析法可以找出具體是哪部分錶現欠佳。
淨資產收益率=淨收益/總權益
乘以1（total asset/ total asset）得到：
淨資產收益率= （淨收益/總權益）* （總資產/總資產）
= （淨收益/總資產）*（總資產/總權益）
=資產收益率*權益乘數 乘以1（sales/ sales）得到：
淨資產收益率= （淨收益/銷售收入）* （銷售收入/總資產）* （總資產/總權益）=利潤率*資產周轉率*權益乘數
•淨收益（net income）
•總權益（total equity）
•資產收益率（ROA, return on asset）
•權益乘數（equity multiplier）
•淨收益（net income）
•銷售收入（sales）
2009年9月16日 星期三
林裕彬教授之研究範圍
(一)、集水區生態水文模式及規劃管理之研究
水、土壤和植物是決定土地生產量的基本元素，人口急劇增加，使森林面積大規模減少、都市化及人為開發的快速擴張，常超過淡水生態系的容忍力而造成衝擊。而集水區的過度開發，土地利用的改變影響降水在地面的停留過程及進入河流過程的轉換，如地表逕流、土壤溼度和地下水，如渠道化的河流，雖然減少洪氾面積，但也使得低位溼地引起一連串水流、營養物和污染物的形態(pattern)改變，此過程使得許多洪汜平原內生態系統生物之多樣性和生命體完整性降低。
而水資源和淡水生態系的破壞有二個面向：污染和水與營養物循環境的斷裂。污染可以技術方法解決，但水與營養物循環境是一個複雜的變化，並與在集水區及淡水系統中的生物結構有極大的關連。因此，水文及生態之間的錯綜複的關係，是一個急待解決的問題。而生態水文即是「一門在不同時空間尺度下，結合水文過程及生物動態變化的科學」在一特定區域中水資源的永續發展不是一個自發性過程，而是需要一個成功策略，這個策略必須基於水文、生命機制和區域(集水區)經濟的深入了解。
現今普遍地應用水工技術於消除危險的發生，例如點源污染及洪水控制，但可能導致過度的工程，而降低生物多樣性、文化及美學價值，且更重要地是干擾生態系平衡過程，因為一個相當技術性且排除系統中生物的控制是一種不良的水文管理方法，與其不斷地應用工程技術解決問題發生不如讓水資源利用朝向永續經營。聯合國教科文化組織中的國際水文部門推動生態水文不遺餘力，在世界各推動生態水文的IHP-V 2.3/2.4(主題2)的計畫，也就是針對生態水文的相關計畫，而這個計畫也在23個國家中39個研究活動中發展出許多達成生態水文目標的方法。
本研究主題主要分為兩部份，一為結合遙測、地理資訊系統、景觀生態(空間生態學)、景觀及土地利用模式、統計方法、水文模式、生態模式及優化方法模擬，評估集水區之規劃管理政策，以期達到集水區生態規劃及永續經營之目地。第二部份則是結合遙測、地理資訊系統、系統動力結合水文模式、生態系統模式、生長模式、經濟模式、景觀模式及優化模式，模擬集水區生態系統。
目前相關進行中之計劃:
建立整合性空間分佈模式於集水區生態水文規劃管理之研究，行政院國科會，2007-2010 。
台北都會區土地使用變遷模式之研究－子計畫二：土地利用變遷與政策之互動影響分析-空間統計模式(III)，行政院國科會，2007-2008 。
LISTED IN GLOBAL LAND PROJECT NEWS in 2008: PDF
(二)、河川物理棲地 及生態調查、評估方法及模擬模式之研究
溪流生態系統由各子層級所組成，這些子層級分別存在於微棲地尺度到集水區尺度，於此多尺度層級之溪流系統中物理及生物過程也顯現出多尺度層級特性，並且物理與生物過程間之關係於不同尺度下也可能存在著層級關係。本研究主要調查河川生態系統基礎資料、發展河川生態系統模擬模式、找出物理棲地與魚類之複雜關係、研擬適當之工程方法。自從Frissell於1986提出溪流層級分類後，近年來溪流生態系統之多尺度層級研究受到極大重視，且一致認為溪流生態系統之時空間尺度與層級之釐清與界定，為溪流生態系統監測、規劃、管理、整治及復育非常重要之步驟。因此，發展一有效之多尺度層級分析方法為溪流生態水文研究重要之課題。本研究為國科會計畫，以Frissell溪流層級理論為基礎，結合地理統計及貝式層級理論，發展一新的溪流系統層級分析方法，並以台北縣大屯溪全河段為研究範圍，持續收集與調查大屯溪全河段相關生態基礎資料，以提供Frissell溪流層級分析、地理統計變異圖分析及多尺度多變量分析，並進行溪流系統與魚類多尺度層級之分析與界定，比較不同方法所得之尺度與層級之異同。以Frissell溪流層級分析、地理統計變異圖分析及多尺度多變量(Multiscale Multivariate analysis)分析調查之資料，分析不同時間(季節、年)之空間尺度、變異與層級之差異性。並建立貝氏層級地理統計分析方法與程式，同時建立優化模式，並應用貝氏層級地理統計分析方法於大屯溪全河段。最後整合研究成果找出Frissell溪流層級分析、地理統計變異圖分析及多尺度多變量分析及貝氏層級地理統計分析方法於之異同，界定研究區不同時間之溪流多空間尺度層級系統及空間變異，以多尺度層級分析結果提供監測採樣點及策略優化之基礎，並應用優化理論及地理統計選取較佳(估計誤差最小化)且具代表性之監測採樣地點。最後界定與釐清研究區溪流之空間尺度、空間變異與層級特性，並提出考量多空間尺度層級下，大屯溪全河段之生態水文調查與監測樣點及採樣策略。
目前相關進行中之計劃:
整合地理統計、層級貝氏定理及水文距離於溪流多尺度變異及層級特性之研究，行政院國科會，2008-2011 。(國科會傑出學者養成計畫)
(三)、空間統計及模式之發展於生態環境現象,未確定性及尺度分析
環境及生態相關之調查資料及環境參數常出現空間之分佈，此空間分佈可藉由空間分析了解期空間分佈及其尺度之特性，例如空間相關、空間分布之趨勢及方向性、空間變化特性等，更進一步估算未調查資料，以做為環境管理及規劃之依據。地理統計、地理資訊系統、以及遙測資料則是分析、展示與蒐集空間資訊最有效之工具與方法。本研究主要應用地理資訊系統，以及應用與發展空間統計方法例如克利金、指標克利金、條件模擬等方法，進行環境及生態空間資料之空間趨勢分析、估計、 未確定性分析以及情境之模擬，以期瞭解資料之空間特性，以供環境模擬、生態模擬及環境風險評估之參數，以為環境資源規劃與管理之參考及環境決策支援 。
(四)、自然處理方法與生態工程系統模擬之研究
生態工程或自然淨化工法，為結合生態與工程，使工程建造配合大自然的法則，發揮人與生態一起維護的目的。因此不同於傳統土木工程；生態工程讓生態參與其間，以自然及極少之材料與成本建造，並以較少之操作，便能讓生態系統發揮自我維護的功能。不同於環境工程：自然淨化工法可兼具或配合傳統污水處理，進行水質淨化。兼具野生動植物棲地的功能，而且吸引外界成為自然景觀展示場及教育功能。
不同於綠美化工程，自然淨化工法兼具水質淨化與生態維護功能，營造棲地水—土—植物多變化，用生物多樣化來架構建造生態系統的穩定度。不同於景觀或造園工程：生態工程除了考慮人的需要，也顧及大自然生物的需要。國外自然淨化工法，例如歐美及日本，對於水質自然淨化工法，例如植生處理、土壤處理、接觸氧化等工法已有相當程度之研究與施行。植生處理法則包括表面流式人工濕地(FWS)、地下流式人工濕地(SFS)、植栽濾床人工濕地(VSB)、浮游植生、草帶、草溝、人工浮島。
國外有相當多研究著重植生處理系統之模擬，因此本研究主要藉由自然處理之生態及水文系統之調查，建立台灣地區自然處理系統各子系統之模式及模擬參數，並應用系統動力模式模擬各不同自然處理系統，模擬其出流與入流、處理效能，並與實際觀測值相互比較與驗證。並結合優化理論模擬及尋優集水區自然處理方法處理非點源污染之規劃方案與效能。
目前相關進行中之計劃:
農田水利生態工程選址及效益評估模式，行政院農委會，2008。
(五)、Landscape ecological modeling 之研究與發展
環境生態問題主要取決於土地利用，景觀生態主要為研究土地利用要素空間結構、功能、組成要素、特徵指標與相互間的關係，且景觀生態學將生態學中結構與功能關係的研究與相互相作用過程的研究有機融合，形成了以不同時空尺度下格局與過程，人類作用為主導的土地利用演化等概念為中心的理論框架，形成强調自然與人文因子相結合的景觀規劃與管理等實際應用領域。而景觀生態計量方法則為景觀生態研究之重要工具，也是目前景觀生態研究主要重點之一，其研究之成果可做為環境變遷、環境生態評估與管理之參考。
因此，本研究主題主要發展及應用計量方法，例如景觀生態指數(Landscape ecological index)例如多樣性指數、形狀指數、邊緣指數等，以及結合其它相關計量方法方法，例如多變量分析方法等，以量化方式敘述景觀生態意涵；並景觀生態相關模擬模式，例如空間機率模式、細胞自動機模式、空間生態系統模式等，模擬景觀生態格局與特性。
2009年4月1日 星期三
大氣的衛星遙測
(摘錄自大氣衛星遙測學，曾忠一著，渤海堂)
遙測，又稱為遙感探測，一般定義為利用儀器偵測目標物反射或放出的電磁波來決定其物理性質的技術。遙測儀器對目標物只進行間接的和遠距離的，而不是和目標物直接接觸的測量。根據這個定義，人類的眼睛是最基本的遙測儀器。在氣象學的範圍內，使用氣象雷達、激光電達、多普勒雷達以及氣象衛星等工具來觀測大氣現象都屬於遙測的領域。
廣義的遙測還包括利用磁性和重力等方法進行測量的技術。這些方法在探測地球內部構造方面特別有用，在地球物理學中相當受到重視。利用聲波雷達來探測低層大氣也屬於遙測的範圍。從這個觀點來看，人類的耳朵也是一種遙測儀器。
遙測可以分為主動遙測和被動遙測。假如遙測儀器能發射電磁波，然後接收目標物反射的回波，則稱為主動遙測。因此，利用各種雷達系統來偵測大氣或地表現象都屬於主動遙測。假如遙測儀器並不發射電磁波，則稱為被動遙測。在這情況下，遙測儀器接收到的能量來自目標物本身放出的電磁波或目標物對其他能量來源的反射。在黑夜裏使用閃光燈拍照時，照像機可說是主動遙測儀器；在陽光照射下不用閃光燈，則又變為被動遙測儀器。
本書只討論在氣象觀測方面佔有重要地位的衛星遙測，重點將放在紅外輻射和微波的被動遙測技術。
大氣現象的尺度和生命期之間的關係已為人所熟知。生命期愈長，則尺度愈大。相反的，像龍捲風等，生命期很短，其尺度只有數百公尺到數公里。從這些關係，可以決定水平分辨率和觀測的時間間距。氣象雷達的觀測範圍通常約為200公里，觀測的時間間距大約10秒。因此氣象雷達只能觀測尺度很小的現象。另一方面，氣象衛星可以觀測數千公里尺度的全球性大氣現象，直到數公里尺度的擾動。但就觀測的時間間距而言，繞極軌道衛星每天可以觀測2到4次；地球同步衛星可以30分鐘到3小時一次，對特殊天氣的觀測5到10分鐘一次。因此氣象衛星無法像雷達一樣可以觀測到細微的現象。可是氣象衛星可以對廣大地區進行監測，並且可以追蹤生命期1小時以上的大氣現象，這是衛星遙測的特徵。
1960年第一顆氣象衛星升空，上面裝載的電視攝影機成功地觀測到地球上空的雲系分布。以後的衛星愈來愈大，可以裝載更多的儀器，執行更多的任務。儀器的靈敏度也大幅改善，可以同時進行多種測量。觀測的對象為晝夜的雲系分布，並以紅外輻射推定氣溫和水汽的垂直分布，以接收到的微波來探測雲下的大氣。另外，地球同步衛星可追蹤雲塊的移動來決定風向和風速。
衛星的資訊在下面三種情況下對氣象學特別有用：
(一) 地球上有許多地區，如南北半球的海洋、沙漠及極區等地，測站稀少，天氣資料缺乏。衛星資料正好填補這些空隙。從衛星雲圖可以看出大氣大尺度運動的特徵，包括風暴系統、鋒面、高空槽脊、急流、霧、層雲、海冰狀況、積雪以及高空風向和風速。衛星資料連同其他資料也提供等壓面高度，做為天氣分析與預報之用。
(二) 衛星資料可以用來偵測及監視颱風和熱帶風暴系統。離島和海岸地區，即使沒有傳統天氣資料，只需藉便宜的設備就可接收雲圖，追蹤颱風的路徑。尤其是風暴在發展階段就可在雲圖上看出，而地面測站根本尚未觀測到，偵察飛機也還沒出動。
(三) 氣象衛星可以在大氣層外對地球輻射收支加以監視。近百年來人類逐漸擴張的農業和工業活動已經擾亂了氣候系統的平衡，並且無意中改變了氣候。通過氣象衛星的輻射收支觀測，可以連續不斷地監測地球氣候及其變動。
地球資源遙測使用飛機或人造衛星，攜帶儀器，對地面進行觀測，從事資料的蒐集，以供資源調查或環境監視之用。基本上說，大氣遙測和地球資源遙測兩者的差異相當大，不但目標物完全不同，而且遙測技術也是不同的。兩者的差異可分為下面幾點說明：
(一) 地面分辨率。地球資源遙測要求的分辨率較高，例如要辨別樹種或對農作物加以分類，衛星圖像必須分辨出數公尺或更小的目標物。可是對一般綜觀尺度的大氣現象而言，衛星圖像的分辨率只需數公里就夠了。從這個觀點來看，地球資源衛星資料也包含許多對氣象學相當有用的資訊。例如陸地衛星(Landsat)的資料，分辨率相當高，可以分辨出各個積雲。海洋衛星(Seasat)可以觀測海面上的風速以及海面溫度等。總起來說，地球資源衛星可以觀測到尺度很小的現象，雖然無法追蹤其時間變化，但其圖像的分辨率相當高，對中小尺度大氣現象的研究相當有用。
(二) 大氣的影響。地球資源衛星主要目的是觀測地表現象，所以大氣和雲的存在對地球資源遙測而言是一種干擾。相反的，氣象學家利用大氣的吸收作用來估計大氣中氣溫、水汽和臭氧的垂直分布，並利用衛星雲圖來分析各種天氣系統及監測快速發展的風暴。因此，大氣遙測和地球資源遙測有相當大的差異。
(三) 定性與定量。從許多方面來看，地球資源遙測可當做一種判讀過程，一般說來較重視定性分析。可是對大氣遙測而言，定性分析（例如雲圖判讀）和定量分析（例如氣溫垂直分布遙測）同樣重要。
儘管有上面三點基本上的差異，大氣遙測和地球資源遙測也有許多共通性。正如上面所說的，地球資源衛星的資料對中小尺度氣象現象的研究相當有用。另外，由於地表反射或放出的電磁波一定要通過大氣層才能到達衛星的儀器上，而大氣與電磁波間的相互作用正是大氣科學的內容之一，故大氣科學家對地球資源衛星資料的大氣效應訂正應該能提供解決的辦法。
