Criando Gráficos de Barras de Erro com Matplotlib

Introdução

Barras de erro são usadas em gráficos e diagramas para mostrar o potencial erro ou incerteza em uma medição ou ponto de dados. Python Matplotlib é uma biblioteca popular de visualização de dados que fornece diferentes tipos de gráficos de barras de erro. Neste laboratório, aprenderemos como criar gráficos de barras de erro com limites superior e inferior usando Matplotlib.

Dicas da VM

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Se você enfrentar problemas durante o aprendizado, sinta-se à vontade para perguntar ao Labby. Forneça feedback após a sessão, e resolveremos o problema prontamente para você.

Importar as Bibliotecas Necessárias

Começaremos importando as bibliotecas necessárias, incluindo NumPy e Matplotlib.

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

Definir Dados

Em seguida, definiremos alguns dados de exemplo para plotar. Aqui, criaremos um array de valores x, valores y e seus valores de erro correspondentes.

x = np.array([0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0])
y = np.exp(-x)
xerr = 0.1
yerr = 0.2

Criar um Gráfico Simples de Barras de Erro

Criaremos um gráfico simples de barras de erro com barras de erro padrão usando a função errorbar. Aqui, definiremos os valores x e y, juntamente com seus valores de erro correspondentes. Também definiremos o estilo da linha como pontilhado.

fig, ax = plt.subplots(figsize=(7, 4))

## standard error bars
ax.errorbar(x, y, xerr=xerr, yerr=yerr, linestyle='dotted')

Adicionar Limites Superiores

Para adicionar limites superiores às barras de erro, usaremos o parâmetro uplims da função errorbar. Também adicionaremos um valor constante de 0.5 aos valores y para diferenciar este gráfico do anterior.

## including upper limits
ax.errorbar(x, y + 0.5, xerr=xerr, yerr=yerr, uplims=True, linestyle='dotted')

Adicionar Limites Inferiores

Para adicionar limites inferiores às barras de erro, usaremos o parâmetro lolims da função errorbar. Também adicionaremos um valor constante de 1.0 aos valores y para diferenciar este gráfico dos anteriores.

## including lower limits
ax.errorbar(x, y + 1.0, xerr=xerr, yerr=yerr, lolims=True, linestyle='dotted')

Adicionar Limites Superiores e Inferiores

Para adicionar limites superiores e inferiores às barras de erro, usaremos os parâmetros uplims e lolims da função errorbar. Também adicionaremos um marcador ao gráfico para diferenciá-lo dos anteriores.

## including upper and lower limits
ax.errorbar(x, y + 1.5, xerr=xerr, yerr=yerr, lolims=True, uplims=True,
            marker='o', markersize=8, linestyle='dotted')

Adicionar Limites aos Eixos X e Y

Finalmente, adicionaremos limites aos eixos x e y. Usaremos os parâmetros xlolims e xuplims para adicionar limites às barras de erro do eixo x.

## Plot a series with lower and upper limits in both x & y
## constant x-error with varying y-error
xerr = 0.2
yerr = np.full_like(x, 0.2)
yerr[[3, 6]] = 0.3

## mock up some limits by modifying previous data
xlolims = lolims
xuplims = uplims
lolims = np.zeros_like(x)
uplims = np.zeros_like(x)
lolims[[6]] = True  ## only limited at this index
uplims[[3]] = True  ## only limited at this index

## do the plotting
ax.errorbar(x, y + 2.1, xerr=xerr, yerr=yerr,
            xlolims=xlolims, xuplims=xuplims,
            uplims=uplims, lolims=lolims,
            marker='o', markersize=8, linestyle='none')

Exibir o Gráfico

Finalmente, exibiremos o gráfico usando a função show.

## tidy up the figure
ax.set_xlim((0, 5.5))
ax.set_title('Errorbar upper and lower limits')
plt.show()

Resumo

Neste laboratório, aprendemos como criar gráficos de barras de erro com limites superiores e inferiores usando Matplotlib. Usamos a função errorbar para criar diferentes gráficos com limites superiores e inferiores. Também aprendemos como adicionar limites aos eixos x e y.