R：绘制垂直于轮廓线的箭头

Question

我有两个向量，分别表示散点图中的x和y坐标，以及每个变量（z，y）的第三变量（z），分别代表从中绘制轮廓线的变量。示例数据如下：

df<-data.frame(x=runif(n=30,min=-6,max=6),
               y=runif(n=30,min=-6,max=10),
               z=seq(1,100,length.out=30))

我使用R包 akima 生成轮廓图的z矩阵

library(akima)
M1 <- interp(x=df$x,y=df$y,z=df$z)
contour(x=M1$x,y=M1$y,z=M1$z)

我现在想绘制垂直于轮廓线的箭头，最好使用R-package pracma 中的函数“ quiver”，箭头的原点为（x，y） -坐标，并且箭头指向轮廓线的渐变方向。有办法吗？

到目前为止，我最好的想法是以某种方式提取等高线的（x，y）梯度并将其用作颤动函数中的速度。

感谢您的协助。

Answer 1

pracma软件包具有一个gradient函数，可以使用原始的M1$z值为您完成此操作。例如，使用您的代码在M1之后获得set.seed(123)：

contour(x=M1$x,y=M1$y,z=M1$z, asp = 1) # asp = 1 needed so things look perpendicular

library(pracma)
g <- gradient(M1$z, M1$x, M1$y)

x <- outer(M1$x, M1$y, function(x, y) x)
y <- outer(M1$x, M1$y, function(x, y) y)

quiver(x, y, g$Y, g$X, scale = 0.02, col = "blue")

请注意，quiver图中的渐变标签已被交换。也许我设置了x和y值，这些值是从软件包期望的方式转换而来的。这是您得到的：