对二维数据绘制等高线（contour）是一个常见的绘图方法，但同时因为矩阵数据的稀疏性，如果需要获取数据中的等高线信息，一般难以直接使用搜索方法获得。本文介绍Python与MATLAB中绘制与拾取得到等高线数据的方法。
Python
数据准备与绘制背景
这里以一个简单的二维矩阵为例：
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
xRange = np.arange(-np.pi, np.pi, 0.05)
yRange = xRange.copy()
gridData = np.zeros((len(xRange), len(yRange)))
for ii, xx in enumerate(xRange):
for jj, yy in enumerate(yRange):
gridData[ii, jj] = np.sin(xx) + np.cos(yy)
使用 plt.pcolor() 函数绘制二维矩阵与边界：
plt.pcolor(xRange, yRange, gridData, cmap='jet')
对于比较大的数据，如果数据步长相同，也可以使用 plt.imshow()，速度较快，但需要对矩阵在绘图前翻转：
plt.imshow(np.flip(gridData,0),extent=[min(xRange), max(xRange), min(yRange), max(yRange)], cmap='jet')
之后可以绘制 colorbar:
plt.colorbar()
绘制等高线
plt.contour(xRange, yRange, gridData, levels=20, colors='k')
参数 levels指定绘制多少条等高线，同样也可以传入一个数组，指定需要在什么数值绘制等高线：
plt.contour(xRange, yRange, gridData, levels=[-1.9, 0, 1.9], colors='w')
参数 colors 顾名思义，控制等高线的颜色，如不需指定，则会随着 colormap变化，导致和背景融为一体，无法分辨。
标记等高线数值标签
可以通过获取 plt.contour 函数的返回值得到等高线对象，并绘制等高线标签：
cs = plt.contour(xRange, yRange, gridData, levels=20, colors='k')
plt.clabel(cs, fontsize=9, inline=True)
拾取等高线数值
对于前文得到的 cs 对象，可以直接获取等高线路径值：
contourList = cs.collections[1].get_paths()
将得到一组等高线内所有路径的Path对象的list。
MATLAB
准备数据与绘制背景
clc,clear
xRange = -pi:0.05:pi;
yRange = -pi:0.05:pi;
gridData = zeros(length(xRange));
for ii = 1:length(xRange)
for jj = 1:length(yRange)
gridData(ii,jj) = sin(xRange(ii)) + cos(yRange(jj));
end
end
与 Python 版本一致，简单生成一个二维矩阵供展示。之后使用 pcolor 绘制二维矩阵：
h = pcolor(xRange,yRange, gridData);
set(h,'edgecolor','none');
shading('interp');
colorbar;
hold on,
在绘制后取消了pcolor绘制图形中的网格，并进行插值提升显示效果；之后绘制colorbar。
绘制等高线并添加标记
MATLAB可以直接在绘制等高线的同时添加数值标签文本：
contour(xRange,yRange, gridData, 20, 'ShowText','on', 'color','k');
其中 20 指定了绘制20组等高线，这里同样也可以通过给定数组的方式指定数值绘制等高线：
contour(xRange,yRange, gridData, [-1.9, 0, 1.9], 'ShowText','on', 'color','w');
使用 'ShowText','on',参数可以直接为等高线添加数值标签，使用 'color','k' 对颜色进行指定（这里标记为黑色）。
拾取等高线数值
MATLAB获取等高线数值的方法可以通过调用 getContourLineCoordinates 脚本函数（需另外下载并添加至路径）直接获取：
[cc, hh] = contour(xRange,yRange, gridData, [-1.9, 0, 1.9], 'ShowText','on', 'color','w');
contourTable = getContourLineCoordinates(hh);
返回值为四列table，分别对应等高线值，等高线组别， x值与y值。可以使用 writetable() 函数进行储存：
writetable(contourTable,'contourTable.txt');