Introduction
Dans ce laboratoire, nous allons apprendre à créer et à tracer des maillages triangulaires non structurés en Python en utilisant la bibliothèque Matplotlib. Nous commencerons par créer une triangulation de Delaunay d'un ensemble de points puis tracer la triangulation. Ensuite, nous spécifierons notre propre triangulation en fournissant les indices des trois points qui composent chaque triangle. Enfin, nous tracerons la triangulation spécifiée par l'utilisateur.
Conseils sur la machine virtuelle
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Parfois, vous devrez peut-être attendre quelques secondes pour que le carnet Jupyter ait fini de charger. La validation des opérations ne peut pas être automatisée en raison des limitations du carnet Jupyter.
Si vous rencontrez des problèmes pendant l'apprentissage, n'hésitez pas à demander à Labby. Donnez votre feedback après la session et nous réglerons rapidement le problème pour vous.
Importation des bibliothèques
Nous allons commencer par importer les bibliothèques requises : Matplotlib, NumPy et Matplotlib.tri.
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import matplotlib.tri as tri
Créer une triangulation de Delaunay
Nous allons créer une triangulation de Delaunay sans spécifier les triangles en fournissant les coordonnées x et y des points.
n_angles = 36
n_radii = 8
min_radius = 0.25
radii = np.linspace(min_radius, 0.95, n_radii)
angles = np.linspace(0, 2 * np.pi, n_angles, endpoint=False)
angles = np.repeat(angles[..., np.newaxis], n_radii, axis=1)
angles[:, 1::2] += np.pi / n_angles
x = (radii * np.cos(angles)).flatten()
y = (radii * np.sin(angles)).flatten()
triang = tri.Triangulation(x, y)
Masquer les triangles indésirables
Nous allons masquer les triangles indésirables en calculant la moyenne des coordonnées x et y des sommets de chaque triangle et en la comparant au rayon minimum.
triang.set_mask(np.hypot(x[triang.triangles].mean(axis=1),
y[triang.triangles].mean(axis=1))
< min_radius)
Tracer la triangulation de Delaunay
Nous allons tracer la triangulation à l'aide de la fonction triplot.
fig1, ax1 = plt.subplots()
ax1.set_aspect('equal')
ax1.triplot(triang, 'bo-', lw=1)
ax1.set_title('Triplot of Delaunay Triangulation')
Créer une triangulation spécifiée par l'utilisateur
Nous allons créer une triangulation spécifiée par l'utilisateur en fournissant les coordonnées x et y des sommets de chaque triangle.
xy = np.asarray([
[-0.101, 0.872], [-0.080, 0.883], [-0.069, 0.888], [-0.054, 0.890],
[-0.045, 0.897], [-0.057, 0.895], [-0.073, 0.900], [-0.087, 0.898],
[-0.090, 0.904], [-0.069, 0.907], [-0.069, 0.921], [-0.080, 0.919],
[-0.073, 0.928], [-0.052, 0.930], [-0.048, 0.942], [-0.062, 0.949],
[-0.054, 0.958], [-0.069, 0.954], [-0.087, 0.952], [-0.087, 0.959],
[-0.080, 0.966], [-0.085, 0.973], [-0.087, 0.965], [-0.097, 0.965],
[-0.097, 0.975], [-0.092, 0.984], [-0.101, 0.980], [-0.108, 0.980],
[-0.104, 0.987], [-0.102, 0.993], [-0.115, 1.001], [-0.099, 0.996],
[-0.101, 1.007], [-0.090, 1.010], [-0.087, 1.021], [-0.069, 1.021],
[-0.052, 1.022], [-0.052, 1.017], [-0.069, 1.010], [-0.064, 1.005],
[-0.048, 1.005], [-0.031, 1.005], [-0.031, 0.996], [-0.040, 0.987],
[-0.045, 0.980], [-0.052, 0.975], [-0.040, 0.973], [-0.026, 0.968],
[-0.020, 0.954], [-0.006, 0.947], [ 0.003, 0.935], [ 0.006, 0.926],
[ 0.005, 0.921], [ 0.022, 0.923], [ 0.033, 0.912], [ 0.029, 0.905],
[ 0.017, 0.900], [ 0.012, 0.895], [ 0.027, 0.893], [ 0.019, 0.886],
[ 0.001, 0.883], [-0.012, 0.884], [-0.029, 0.883], [-0.038, 0.879],
[-0.057, 0.881], [-0.062, 0.876], [-0.078, 0.876], [-0.087, 0.872],
[-0.030, 0.907], [-0.007, 0.905], [-0.057, 0.916], [-0.025, 0.933],
[-0.077, 0.990], [-0.059, 0.993]])
x = np.degrees(xy[:, 0])
y = np.degrees(xy[:, 1])
triangles = np.asarray([
[67, 66, 1], [65, 2, 66], [ 1, 66, 2], [64, 2, 65], [63, 3, 64],
[60, 59, 57], [ 2, 64, 3], [ 3, 63, 4], [ 0, 67, 1], [62, 4, 63],
[57, 59, 56], [59, 58, 56], [61, 60, 69], [57, 69, 60], [ 4, 62, 68],
[ 6, 5, 9], [61, 68, 62], [69, 68, 61], [ 9, 5, 70], [ 6, 8, 7],
[ 4, 70, 5], [ 8, 6, 9], [56, 69, 57], [69, 56, 52], [70, 10, 9],
[54, 53, 55], [56, 55, 53], [68, 70, 4], [52, 56, 53], [11, 10, 12],
[69, 71, 68], [68, 13, 70], [10, 70, 13], [51, 50, 52], [13, 68, 71],
[52, 71, 69], [12, 10, 13], [71, 52, 50], [71, 14, 13], [50, 49, 71],
[49, 48, 71], [14, 16, 15], [14, 71, 48], [17, 19, 18], [17, 20, 19],
[48, 16, 14], [48, 47, 16], [47, 46, 16], [16, 46, 45], [23, 22, 24],
[21, 24, 22], [17, 16, 45], [20, 17, 45], [21, 25, 24], [27, 26, 28],
[20, 72, 21], [25, 21, 72], [45, 72, 20], [25, 28, 26], [44, 73, 45],
[72, 45, 73], [28, 25, 29], [29, 25, 31], [43, 73, 44], [73, 43, 40],
[72, 73, 39], [72, 31, 25], [42, 40, 43], [31, 30, 29], [39, 73, 40],
[42, 41, 40], [72, 33, 31], [32, 31, 33], [39, 38, 72], [33, 72, 38],
[33, 38, 34], [37, 35, 38], [34, 38, 35], [35, 37, 36]])
Tracer la triangulation spécifiée par l'utilisateur
Nous allons tracer la triangulation spécifiée par l'utilisateur à l'aide de la fonction triplot.
fig2, ax2 = plt.subplots()
ax2.set_aspect('equal')
ax2.triplot(x, y, triangles, 'go-', lw=1.0)
ax2.set_title('Triplot of User-Specified Triangulation')
ax2.set_xlabel('Longitude (degrees)')
ax2.set_ylabel('Latitude (degrees)')
Sommaire
Dans ce laboratoire, nous avons appris à créer et à tracer des maillages triangulaires non structurés en Python à l'aide de la bibliothèque Matplotlib. Nous avons créé une triangulation de Delaunay et l'avons tracée à l'aide de la fonction triplot. Nous avons également créé une triangulation spécifiée par l'utilisateur et l'avons tracée à l'aide de la fonction triplot.