Заполненные контурные графики с штрихами

Введение

В этом лабораторном занятии мы научимся создавать заполненные контурные графики с штрихованными паттернами с использованием библиотеки Matplotlib для Python. Контурные графики используются для отображения трехмерных данных в двух измерениях. Они особенно полезны для визуализации данных, имеющих пики и долины, таких как топографические данные.

Советы по работе с ВМ

После завершения запуска ВМ нажмите в левом верхнем углу, чтобы переключиться на вкладку Notebook и получить доступ к Jupyter Notebook для практики.

Иногда вам может потребоваться подождать несколько секунд, пока Jupyter Notebook не загрузится полностью. Валидация операций не может быть автоматизирована из-за ограничений Jupyter Notebook.

Если вы сталкиваетесь с проблемами во время обучения, не стесняйтесь обращаться к Labby. Оставьте отзыв после занятия, и мы оперативно решим проблему для вас.

Импортируем библиотеки

Начнем с импорта необходимых библиотек. В этом лабораторном занятии мы будем использовать NumPy и Matplotlib.

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

Создаем данные

Далее мы создадим некоторые образцовые данные для построения графика. В этом примере мы создадим 2D-сетку значений x и y и используем их для вычисления значений z.

## invent some numbers, turning the x and y arrays into simple
## 2d arrays, which make combining them together easier.
x = np.linspace(-3, 5, 150).reshape(1, -1)
y = np.linspace(-3, 5, 120).reshape(-1, 1)
z = np.cos(x) + np.sin(y)

Самый простой штрихованный график с цветовой шкалой

В этом шаге мы создадим самый простой штрихованный график с цветовой шкалой. Мы будем использовать функцию contourf для создания заполненного контурного графика и задавать штрихи с использованием параметра hatches.

fig1, ax1 = plt.subplots()
cs = ax1.contourf(x, y, z, hatches=['-', '/', '\\', '//'],
                  cmap='gray', extend='both', alpha=0.5)
fig1.colorbar(cs)

График штрихов без цвета с легендами

В этом шаге мы создадим график штрихов без цвета и добавим легенду. Мы будем использовать функцию contour для создания контуров и функцию contourf для указания штрихов без цвета.

fig2, ax2 = plt.subplots()
n_levels = 6
ax2.contour(x, y, z, n_levels, colors='black', linestyles='-')
cs = ax2.contourf(x, y, z, n_levels, colors='none',
                  hatches=['.', '/', '\\', None, '\\\\', '*'],
                  extend='lower')

## create a legend for the contour set
artists, labels = cs.legend_elements(str_format='{:2.1f}'.format)
ax2.legend(artists, labels, handleheight=2, framealpha=1)

Отображаем графики

Наконец, мы отобразим графики с использованием функции show.

plt.show()

Резюме

В этом практическом занятии мы узнали, как создавать заполненные контурные графики с штрихованными паттернами с использованием Matplotlib. Мы использовали функции contour и contourf для создания графиков и задавали штрихи с использованием параметра hatches. Мы также добавили цветовую шкалу и легенду к нашим графикам.