Visualización de barbas de viento con Python Matplotlib

Introducción

En este tutorial, aprenderemos cómo crear gráficos de barbas de viento utilizando Matplotlib de Python. Las barbas de viento son una representación gráfica de la velocidad y dirección del viento utilizando una combinación de banderas, líneas y puntos. La longitud de la línea representa la velocidad del viento, mientras que la orientación de las banderas y puntos representa la dirección del viento.

Consejos sobre la VM

Una vez finalizada la inicialización de la VM, haga clic en la esquina superior izquierda para cambiar a la pestaña Cuaderno y acceder a Jupyter Notebook para practicar.

A veces, es posible que tenga que esperar unos segundos a que Jupyter Notebook termine de cargarse. La validación de las operaciones no se puede automatizar debido a las limitaciones de Jupyter Notebook.

Si tiene problemas durante el aprendizaje, no dude en preguntar a Labby. Deje sus comentarios después de la sesión y lo resolveremos rápidamente para usted.

Importar bibliotecas

En primer lugar, necesitamos importar las bibliotecas necesarias. En este caso, utilizaremos las bibliotecas Matplotlib y NumPy.

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

Crear datos

A continuación, crearemos los datos que se utilizarán para generar el gráfico de barbas de viento. Crearemos una cuadrícula uniforme de 5x5 y un campo vectorial utilizando las funciones meshgrid y multiplicación.

x = np.linspace(-5, 5, 5)
X, Y = np.meshgrid(x, x)
U, V = 12 * X, 12 * Y

Crear el gráfico de barbas de viento

Ahora, podemos crear el gráfico de barbas de viento utilizando la función barbs. Utilizaremos los parámetros predeterminados para trazar la cuadrícula uniforme.

plt.barbs(X, Y, U, V)
plt.show()

Personalizar el gráfico de barbas de viento

Podemos personalizar el gráfico de barbas de viento cambiando los parámetros de la función barbs. Por ejemplo, podemos cambiar la longitud y el punto de pivote de los vectores, rellenar los círculos para una barbilla vacía y cambiar los colores de las banderas y barras.

plt.barbs(X, Y, U, V, length=8, pivot='middle', fill_empty=True, rounding=False,
          sizes=dict(emptybarb=0.25, spacing=0.2, height=0.3), flagcolor='r',
          barbcolor=['b', 'g'], flip_barb=True, barb_increments=dict(half=10, full=20, flag=100))
plt.show()

Crear un gráfico de barbas de viento con máscara

También podemos crear un gráfico de barbas de viento con máscara utilizando una matriz con máscara. En este caso, cambiaremos el valor de un vector a un valor incorrecto y lo mascaremos.

masked_u = np.ma.masked_array(U)
masked_u[4] = 1000  ## Valor incorrecto que no debe graficarse cuando se aplica la máscara
masked_u[4] = np.ma.masked

plt.barbs(X, Y, masked_u, V, length=8, pivot='middle')
plt.show()

Resumen

En este tutorial, aprendimos cómo crear gráficos de barbas de viento utilizando Matplotlib de Python. Comenzamos importando las bibliotecas necesarias y creando los datos para el gráfico. Luego creamos un gráfico básico de barbas de viento y lo personalizamos cambiando los parámetros. Finalmente, aprendimos cómo crear un gráfico de barbas de viento con máscara utilizando una matriz con máscara.