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用matplotlib畫等高線圖詳解

更新時(shí)間：2017年12月14日 16:04:59 作者：dreampursuer

這篇文章主要介紹了用matplotlib畫等高線圖詳解，具有一定借鑒價(jià)值，需要的朋友可以參考下。

等高線圖是在地理課中講述山峰山谷時(shí)繪制的圖形，在機(jī)器學(xué)習(xí)中也會(huì)被用在繪制梯度下降算法的圖形中。

因?yàn)榈雀呔€的圖有三個(gè)信息：x,y以及x,y所對應(yīng)的高度值。

這個(gè)高度值的計(jì)算我們用一個(gè)函數(shù)來表述：

 計(jì)算x,y坐標(biāo)對應(yīng)的高度值
def f(x, y):
 return (1-x/2+x**5+y**3) * np.exp(-x**2-y**2)

這個(gè)函數(shù)看起來挺復(fù)雜的，但我們這里只是為了能夠獲得一個(gè)高度值，因此其中函數(shù)代表什么意義不用關(guān)心，只要知道輸入一個(gè)x,y，輸出一個(gè)高度值就可以了。

要畫出等高線，核心函數(shù)是plt.contourf()，但在這個(gè)函數(shù)中輸入的參數(shù)是x,y對應(yīng)的網(wǎng)格數(shù)據(jù)以及此網(wǎng)格對應(yīng)的高度值，因此還需要調(diào)用np.meshgrid(x,y)把x,y值轉(zhuǎn)換成網(wǎng)格數(shù)據(jù)才行，這樣完整的代碼如下：

畫等高線的代碼如下：

import numpy as np
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt

# 計(jì)算x,y坐標(biāo)對應(yīng)的高度值
def f(x, y):
 return (1-x/2+x**5+y**3) * np.exp(-x**2-y**2)

# 生成x,y的數(shù)據(jù)
n = 256
x = np.linspace(-3, 3, n)
y = np.linspace(-3, 3, n)

# 把x,y數(shù)據(jù)生成mesh網(wǎng)格狀的數(shù)據(jù)，因?yàn)榈雀呔€的顯示是在網(wǎng)格的基礎(chǔ)上添加上高度值
X, Y = np.meshgrid(x, y)

# 填充等高線
plt.contourf(X, Y, f(X, Y))
# 顯示圖表
plt.show()

上述代碼顯示的圖形為：

這顏色有點(diǎn)太冷了，我們想顯示熱力圖，那只要在plt.contourf()函數(shù)中添加屬性cmap=plt.cm.hot就能顯示熱力圖，其中cmap代表為color map，我們把color map映射成hot(熱力圖)，此處關(guān)鍵代碼為：

# 填充等高線
plt.contourf(X, Y, f(X, Y), cmap=plt.cm.hot)

顯示的圖為：

是否顯示得挺熱的。：）

上面是用plt.contourf()填充了等高線，但還有一種方式是可以直接顯示等高線，而不是填充的方式，例如：

C = plt.contour(X, Y, f(X, Y), 20)

這里20代表的是顯示等高線的密集程度，數(shù)值越大，畫的等高線數(shù)就越多。

這樣顯示的圖形為：

當(dāng)然，如果我們不調(diào)用前面的plt.contourf()函數(shù)，則就會(huì)直接顯示等高線。

最后我們想在等高線中添加上標(biāo)注值：

plt.clabel(C, inline=True, fontsize=12)

顯示的圖為：

完整的代碼為：

import numpy as np
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt

# 計(jì)算x,y坐標(biāo)對應(yīng)的高度值
def f(x, y):
 return (1-x/2+x**5+y**3) * np.exp(-x**2-y**2)

# 生成x,y的數(shù)據(jù)
n = 256
x = np.linspace(-3, 3, n)
y = np.linspace(-3, 3, n)

# 把x,y數(shù)據(jù)生成mesh網(wǎng)格狀的數(shù)據(jù)，因?yàn)榈雀呔€的顯示是在網(wǎng)格的基礎(chǔ)上添加上高度值
X, Y = np.meshgrid(x, y)

# 填充等高線
plt.contourf(X, Y, f(X, Y), 20, cmap=plt.cm.hot)
# 添加等高線
C = plt.contour(X, Y, f(X, Y), 20)
plt.clabel(C, inline=True, fontsize=12)
# 顯示圖表
plt.show()

總結(jié)

以上就是本文關(guān)于用matplotlib畫等高線圖詳解的全部內(nèi)容，希望對大家有所幫助。感興趣的朋友可以繼續(xù)參閱本站：

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