Gefüllte Konturlinienplots mit Kreuzmustern

Einführung

In diesem Lab werden wir lernen, wie man gefüllte Konturlinienplots mit gekreuzten Mustern mit der Matplotlib-Bibliothek in Python erstellt. Konturlinienplots werden verwendet, um dreidimensionale Daten in zwei Dimensionen darzustellen. Sie sind besonders nützlich bei der Visualisierung von Daten mit Höhen- und Tiefenpunkten, wie topographischen Daten.

VM-Tipps

Nachdem die VM gestartet ist, klicken Sie in der linken oberen Ecke, um zur Registerkarte Notebook zu wechseln und Jupyter Notebook für die Übung zu öffnen.

Manchmal müssen Sie einige Sekunden warten, bis Jupyter Notebook vollständig geladen ist. Die Validierung von Vorgängen kann aufgrund der Einschränkungen von Jupyter Notebook nicht automatisiert werden.

Wenn Sie während des Lernens Probleme haben, können Sie Labby gerne fragen. Geben Sie nach der Sitzung Feedback, und wir werden das Problem für Sie prompt beheben.

Bibliotheken importieren

Wir beginnen mit dem Import der erforderlichen Bibliotheken. In diesem Lab werden wir NumPy und Matplotlib verwenden.

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

Daten erstellen

Als nächstes werden wir einige Beispiel-Daten erstellen, um sie zu plotten. In diesem Beispiel werden wir ein 2D-Gitter von x- und y-Werten erstellen und diese verwenden, um die z-Werte zu berechnen.

## invent some numbers, turning the x and y arrays into simple
## 2d arrays, which make combining them together easier.
x = np.linspace(-3, 5, 150).reshape(1, -1)
y = np.linspace(-3, 5, 120).reshape(-1, 1)
z = np.cos(x) + np.sin(y)

Einfacher gekreuzter Plot mit Farbskala

In diesem Schritt werden wir den einfachsten gekreuzten Plot mit einer Farbskala erstellen. Wir werden die contourf-Funktion verwenden, um den gefüllten Konturlinienplot zu erstellen und die Kreuzmuster mit dem hatches-Parameter anzugeben.

fig1, ax1 = plt.subplots()
cs = ax1.contourf(x, y, z, hatches=['-', '/', '\\', '//'],
                  cmap='gray', extend='both', alpha=0.5)
fig1.colorbar(cs)

Plot von Kreuzmustern ohne Farbe mit einer Legende

In diesem Schritt werden wir einen Plot von Kreuzmustern ohne Farbe erstellen und eine Legende hinzufügen. Wir werden die contour-Funktion verwenden, um die Konturlinien zu erstellen und die contourf-Funktion, um die Kreuzmuster ohne Farbe anzugeben.

fig2, ax2 = plt.subplots()
n_levels = 6
ax2.contour(x, y, z, n_levels, colors='black', linestyles='-')
cs = ax2.contourf(x, y, z, n_levels, colors='none',
                  hatches=['.', '/', '\\', None, '\\\\', '*'],
                  extend='lower')

## create a legend for the contour set
artists, labels = cs.legend_elements(str_format='{:2.1f}'.format)
ax2.legend(artists, labels, handleheight=2, framealpha=1)

Zeige die Plots an

Schließlich werden wir die Plots mit der show-Funktion anzeigen.

plt.show()

Zusammenfassung

In diesem Lab haben wir gelernt, wie man gefüllte Konturlinienplots mit gekreuzten Muster mit Matplotlib erstellt. Wir haben die contour- und contourf-Funktionen verwendet, um die Plots zu erstellen und die Kreuzmuster mit dem hatches-Parameter angegeben. Wir haben auch eine Farbskala und eine Legende zu unseren Plots hinzugefügt.