Créer des tracés 3D avec des barre d'erreur en Python

Introduction

Dans ce tutoriel, nous allons apprendre à créer un tracé 3D avec des barre d'erreur à l'aide de la bibliothèque Matplotlib de Python. Les barre d'erreur sont une représentation graphique de la variabilité des données et sont souvent utilisées dans les domaines scientifique et technique pour montrer les incertitudes dans les mesures ou les estimations statistiques.

Conseils sur la machine virtuelle

Une fois le démarrage de la machine virtuelle terminé, cliquez sur le coin supérieur gauche pour basculer vers l'onglet Carnet d'adresses pour accéder au carnet Jupyter pour la pratique.

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 résoudrons rapidement le problème pour vous.

Skills Graph

Importation des bibliothèques

Tout d'abord, nous devons importer les bibliothèques nécessaires, qui sont Matplotlib et NumPy. NumPy est une bibliothèque de calcul numérique qui offre un support pour les tableaux et les matrices, tandis que Matplotlib est une bibliothèque de visualisation de données.

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

Créer un tracé 3D

Ensuite, nous créons un tracé 3D en utilisant la méthode add_subplot de l'objet figure. Nous définissons le paramètre projection sur '3d' pour spécifier que nous voulons un tracé 3D.

ax = plt.figure().add_subplot(projection='3d')

Générer les données pour le tracé

Nous générons les données pour notre tracé en créant une courbe paramétrique. Une courbe paramétrique est un ensemble d'équations qui décrivent les coordonnées x, y et z en fonction d'un paramètre. Nous utilisons la fonction arange de NumPy pour créer un tableau de valeurs allant de 0 à 2π. Nous utilisons ensuite ces valeurs pour calculer les coordonnées x, y et z en utilisant des fonctions trigonométriques.

t = np.arange(0, 2*np.pi+.1, 0.01)
x, y, z = np.sin(t), np.cos(3*t), np.sin(5*t)

Ajouter des barre d'erreur au tracé

Nous ajoutons des barre d'erreur à notre tracé en utilisant la méthode errorbar de l'objet Axes3D. Nous définissons les paramètres zuplims et zlolims sur des tableaux qui spécifient quels points de données ont des limites supérieure et inférieure. Nous définissons le paramètre errorevery pour contrôler la fréquence des barre d'erreur.

estep = 15
i = np.arange(t.size)
zuplims = (i % estep == 0) & (i // estep % 3 == 0)
zlolims = (i % estep == 0) & (i // estep % 3 == 2)

ax.errorbar(x, y, z, 0.2, zuplims=zuplims, zlolims=zlolims, errorevery=estep)

Personnaliser le tracé

Nous pouvons personnaliser notre tracé en ajoutant des étiquettes aux axes x, y et z en utilisant les méthodes set_xlabel, set_ylabel et set_zlabel.

ax.set_xlabel("X label")
ax.set_ylabel("Y label")
ax.set_zlabel("Z label")

Afficher le tracé

Enfin, nous utilisons la méthode show pour afficher notre tracé.

plt.show()

Sommaire

Dans ce tutoriel, nous avons appris à créer un tracé 3D avec des barre d'erreur à l'aide de Matplotlib. Nous avons utilisé NumPy pour générer les données de notre tracé et ajouté des barre d'erreur en utilisant la méthode errorbar. Nous avons également personnalisé notre tracé en ajoutant des étiquettes aux axes x, y et z.