Matplotlib Konturlinien und Polygone | Programmier-Tutorial

Einführung

In diesem Lab werden Sie lernen, wie Sie Ihre eigenen Konturlinien und Polygone mit ContourSet in Matplotlib anzeigen. Die Konturlinien für jede Ebene sind eine Liste/Tupel von Polygonen. Die gefüllten Konturen zwischen zwei Ebenen sind ebenfalls eine Liste/Tupel von Polygonen. Die Punkte können im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn geordnet sein.

Tipps für die VM

Nachdem der VM-Start abgeschlossen ist, klicken Sie in der oberen linken Ecke, um zur Registerkarte Notebook zu wechseln und Jupyter Notebook für die Übung zu nutzen.

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

Wenn Sie bei der Lernphase Probleme haben, können Sie Labby gerne fragen. Geben Sie nach der Sitzung Feedback ab, und wir werden das Problem für Sie prompt beheben.

Importieren der erforderlichen Bibliotheken

Der erste Schritt besteht darin, die erforderlichen Bibliotheken zu importieren. In diesem Lab werden wir Matplotlib verwenden.

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.cm as cm
from matplotlib.contour import ContourSet
from matplotlib.path import Path

Definieren der Konturlinien und Polygone

Der nächste Schritt besteht darin, die Konturlinien und Polygone zu definieren. In diesem Beispiel haben wir Linien und gefüllte Konturen zwischen zwei Ebenen.

## Die Konturlinien für jede Ebene sind eine Liste/Tupel von Polygonen.
lines0 = [[[0, 0], [0, 4]]]
lines1 = [[[2, 0], [1, 2], [1, 3]]]
lines2 = [[[3, 0], [3, 2]], [[3, 3], [3, 4]]]  ## Beachten Sie zwei Linien.

## Gefüllte Konturen zwischen zwei Ebenen sind ebenfalls eine Liste/Tupel von Polygonen.
## Die Punkte können im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn geordnet sein.
filled01 = [[[0, 0], [0, 4], [1, 3], [1, 2], [2, 0]]]
filled12 = [[[2, 0], [3, 0], [3, 2], [1, 3], [1, 2]],   ## Beachten Sie zwei Polygone.
            [[1, 4], [3, 4], [3, 3]]]

Erstellen des Diagramms

Der nächste Schritt besteht darin, das Diagramm zu erstellen. Dies kann mit der ContourSet-Funktion durchgeführt werden.

fig, ax = plt.subplots()

## Gefüllte Konturen mit filled=True.
cs = ContourSet(ax, [0, 1, 2], [filled01, filled12], filled=True, cmap=cm.bone)
cbar = fig.colorbar(cs)

## Konturlinien (nicht gefüllt).
lines = ContourSet(
    ax, [0, 1, 2], [lines0, lines1, lines2], cmap=cm.cool, linewidths=3)
cbar.add_lines(lines)

ax.set(xlim=(-0.5, 3.5), ylim=(-0.5, 4.5),
       title='User-specified contours')

Erstellen von gefüllten Konturen mit Löchern

Mehrere gefüllte Konturlinien können in einer einzelnen Liste von Polygon-Eckenpunkte zusammen mit einer Liste von Eckpunkt-Arten (Codetypen) wie in der Path-Klasse beschrieben angegeben werden. Dies ist besonders nützlich für Polygone mit Löchern.

fig, ax = plt.subplots()
filled01 = [[[0, 0], [3, 0], [3, 3], [0, 3], [1, 1], [1, 2], [2, 2], [2, 1]]]
M = Path.MOVETO
L = Path.LINETO
kinds01 = [[M, L, L, L, M, L, L, L]]
cs = ContourSet(ax, [0, 1], [filled01], [kinds01], filled=True)
cbar = fig.colorbar(cs)

ax.set(xlim=(-0.5, 3.5), ylim=(-0.5, 3.5),
       title='User specified filled contours with holes')

Zusammenfassung

In diesem Lab haben wir gelernt, wie man eigene Konturlinien und Polygone mit Hilfe von ContourSet in Matplotlib anzeigt. Wir haben die Konturlinien und Polygone definiert, das Diagramm erstellt und gefüllte Konturen mit Löchern erstellt.

Matplotlib Konturlinienvisualisierung