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Python實(shí)現(xiàn)線性插值和三次樣條插值的示例代碼

更新時(shí)間：2019年11月13日 09:52:21 作者：XHHP

這篇文章主要介紹了Python實(shí)現(xiàn)線性插值和三次樣條插值的示例代碼，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

(1)、函數(shù)

y = sin(x)

(2)、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

#數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
X=np.arange(-np.pi,np.pi,1) #定義樣本點(diǎn)X，從-pi到pi每次間隔1
Y= np.sin(X)#定義樣本點(diǎn)Y，形成sin函數(shù)
new_x=np.arange(-np.pi,np.pi,0.1) #定義差值點(diǎn)

(3)、樣條插值

#進(jìn)行樣條差值
import scipy.interpolate as spi
 
#進(jìn)行一階樣條插值
ipo1=spi.splrep(X,Y,k=1) #樣本點(diǎn)導(dǎo)入，生成參數(shù)
iy1=spi.splev(new_x,ipo1) #根據(jù)觀測點(diǎn)和樣條參數(shù)，生成插值
 
#進(jìn)行三次樣條擬合
ipo3=spi.splrep(X,Y,k=3) #樣本點(diǎn)導(dǎo)入，生成參數(shù)
iy3=spi.splev(new_x,ipo3) #根據(jù)觀測點(diǎn)和樣條參數(shù)，生成插值

(4)、繪圖

##作圖
fig,(ax1,ax2)=plt.subplots(2,1,figsize=(10,12))

ax1.plot(X,Y,'o',label='樣本點(diǎn)')
ax1.plot(new_x,iy1,label='插值點(diǎn)')
ax1.set_ylim(Y.min()-1,Y.max()+1)
ax1.set_ylabel('指數(shù)')
ax1.set_title('線性插值')
ax1.legend()

ax2.plot(X,Y,'o',label='樣本點(diǎn)')
ax2.plot(new_x,iy3,label='插值點(diǎn)')
ax2.set_ylim(Y.min()-1,Y.max()+1)
ax2.set_ylabel('指數(shù)')
ax2.set_title('三次樣條插值')
ax2.legend()

(5)、綜合代碼

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
 
plt.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei'] #用來正常顯示中文標(biāo)簽
plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False #用來正常顯示負(fù)號
 
#數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
X=np.arange(-np.pi,np.pi,1) #定義樣本點(diǎn)X，從-pi到pi每次間隔1
Y= np.sin(X)#定義樣本點(diǎn)Y，形成sin函數(shù)
new_x=np.arange(-np.pi,np.pi,0.1) #定義差值點(diǎn)
 
#進(jìn)行樣條差值
import scipy.interpolate as spi
 
#進(jìn)行一階樣條插值
ipo1=spi.splrep(X,Y,k=1) #樣本點(diǎn)導(dǎo)入，生成參數(shù)
iy1=spi.splev(new_x,ipo1) #根據(jù)觀測點(diǎn)和樣條參數(shù)，生成插值
 
#進(jìn)行三次樣條擬合
ipo3=spi.splrep(X,Y,k=3) #樣本點(diǎn)導(dǎo)入，生成參數(shù)
iy3=spi.splev(new_x,ipo3) #根據(jù)觀測點(diǎn)和樣條參數(shù)，生成插值

 
 
##作圖
fig,(ax1,ax2)=plt.subplots(2,1,figsize=(10,12))

ax1.plot(X,Y,'o',label='樣本點(diǎn)')
ax1.plot(new_x,iy1,label='插值點(diǎn)')
ax1.set_ylim(Y.min()-1,Y.max()+1)
ax1.set_ylabel('指數(shù)')
ax1.set_title('線性插值')
ax1.legend()

ax2.plot(X,Y,'o',label='樣本點(diǎn)')
ax2.plot(new_x,iy3,label='插值點(diǎn)')
ax2.set_ylim(Y.min()-1,Y.max()+1)
ax2.set_ylabel('指數(shù)')
ax2.set_title('三次樣條插值')
ax2.legend()

(6)、結(jié)果展示