创建三维等高线可视化

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简介

在本实验中,我们将学习如何使用 Python 中的 Matplotlib 库创建三维等高线图。等高线图是三维表面的图形表示,其中等高线绘制在二维平面上。等高线图有助于可视化一个变量相对于其他两个变量的变化。

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Skills Graph

%%%%{init: {'theme':'neutral'}}%%%% flowchart RL matplotlib(("Matplotlib")) -.-> matplotlib/BasicConceptsGroup(["Basic Concepts"]) python(("Python")) -.-> python/DataStructuresGroup(["Data Structures"]) python(("Python")) -.-> python/ModulesandPackagesGroup(["Modules and Packages"]) matplotlib(("Matplotlib")) -.-> matplotlib/SpecializedPlotsGroup(["Specialized Plots"]) python(("Python")) -.-> python/DataScienceandMachineLearningGroup(["Data Science and Machine Learning"]) matplotlib/BasicConceptsGroup -.-> matplotlib/importing_matplotlib("Importing Matplotlib") matplotlib/BasicConceptsGroup -.-> matplotlib/figures_axes("Understanding Figures and Axes") python/DataStructuresGroup -.-> python/tuples("Tuples") python/ModulesandPackagesGroup -.-> python/importing_modules("Importing Modules") python/ModulesandPackagesGroup -.-> python/using_packages("Using Packages") matplotlib/SpecializedPlotsGroup -.-> matplotlib/contour_plots("Contour Plots") python/DataScienceandMachineLearningGroup -.-> python/data_visualization("Data Visualization") subgraph Lab Skills matplotlib/importing_matplotlib -.-> lab-48625{{"创建三维等高线可视化"}} matplotlib/figures_axes -.-> lab-48625{{"创建三维等高线可视化"}} python/tuples -.-> lab-48625{{"创建三维等高线可视化"}} python/importing_modules -.-> lab-48625{{"创建三维等高线可视化"}} python/using_packages -.-> lab-48625{{"创建三维等高线可视化"}} matplotlib/contour_plots -.-> lab-48625{{"创建三维等高线可视化"}} python/data_visualization -.-> lab-48625{{"创建三维等高线可视化"}} end

导入库

我们将首先导入创建三维等高线图所需的库。我们将使用 matplotlibmpl_toolkits 库。

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import cm
from mpl_toolkits.mplot3d import axes3d

创建图形和子图

接下来,我们创建一个图形和子图来容纳我们的三维等高线图。

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')

获取测试数据

我们将使用 axes3d.get_test_data() 函数来获取一些用于绘制的测试数据。

X, Y, Z = axes3d.get_test_data(0.05)

创建等高线图

现在我们可以使用 ax.contour() 函数为测试数据创建一个三维等高线图。

ax.contour(X, Y, Z, cmap=cm.coolwarm)

自定义绘图

我们可以通过为坐标轴添加标签并调整视角来定制绘图。

ax.set_xlabel('X 标签')
ax.set_ylabel('Y 标签')
ax.set_zlabel('Z 标签')
ax.view_init(elev=30, azim=120)

显示绘图

最后,我们使用 plt.show() 函数来显示三维等高线图。

plt.show()

总结

在本实验中,我们学习了如何使用 Python 中的 Matplotlib 库创建三维等高线图。我们导入了必要的库,创建了一个图形和子图,获取了测试数据,创建了一个等高线图,定制了该图,并显示了该图。等高线图对于可视化一个变量相对于其他两个变量的变化很有用。