scipy matplotlib -从等高线提取数据

j9per5c4  于 2022-11-09  发布在  其他
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我想从均匀分布的2D数据(类似图像的数据)的单个轮廓中获取数据。
根据在一个类似问题中发现的例子:How can I get the (x,y) values of the line that is ploted by a contour plot (matplotlib)?

>>> import matplotlib.pyplot as plt
>>> x = [1,2,3,4]
>>> y = [1,2,3,4]
>>> m = [[15,14,13,12],[14,12,10,8],[13,10,7,4],[12,8,4,0]]
>>> cs = plt.contour(x,y,m, [9.5])
>>> cs.collections[0].get_paths()

cs.collections[0].get_paths()的此调用的结果为:

[Path([[ 4.          1.625     ]
 [ 3.25        2.        ]
 [ 3.          2.16666667]
 [ 2.16666667  3.        ]
 [ 2.          3.25      ]
 [ 1.625       4.        ]], None)]

基于图,该结果是有意义的,并且看起来是轮廓线的(y,x)对的集合。
除了手动循环这个返回值、提取坐标并组装行的数组之外,还有什么更好的方法可以从matplotlib.path对象中获取数据吗?从matplotlib.path中提取数据时,有没有什么陷阱需要注意?
或者,在matplotlib或更好的numpy/scipy中是否有替代方案来做类似的事情?理想的情况是获得描述线的(x,y)对的高分辨率向量,其可用于进一步分析,因为通常我的数据集并不像上面的示例那样小或简单。

zvokhttg

zvokhttg1#

对于给定的路径,您可以获得如下所示的点:

p = cs.collections[0].get_paths()[0]
v = p.vertices
x = v[:,0]
y = v[:,1]
9rnv2umw

9rnv2umw2#

来自:http://matplotlib.org/api/path_api.html#module-matplotlib.path
Path对象的用户不应该直接访问顶点和代码数组。相反,他们应该使用iter_segments()来获取顶点/代码对。这一点很重要,因为作为优化,许多Path对象根本不存储代码,而是由iter_segments()为它们提供一个默认代码。
除此之外,我真的不确定你的问题是什么。[Zip]是一个内置函数,在处理坐标时有时很有用。1

wecizke3

wecizke33#

所有路径的顶点可以作为float64的numpy数组返回,只需通过:

cs.allsegs[i][j]  # for element j, in level i

其中,cs的定义与原始问题中的定义相同:

import matplotlib.pyplot as plt
x = [1, 2, 3, 4]
y = [1, 2, 3, 4]
m = [[15, 14, 13, 12], [14, 12, 10, 8], [13, 10, 7, 4], [12, 8, 4, 0]]
cs = plt.contour(x, y, m, [9.5])

详细信息:

遍历集合并提取路径和顶点并不是最直接或最快的事情。返回的Contour对象实际上通过cs.allsegs具有线段的属性,cs.allsegs返回一个嵌套的shape [level][element][vertex_coord]列表:

num_levels = len(cs.allsegs)
num_element = len(cs.allsegs[0])  # in level 0
num_vertices = len(cs.allsegs[0][0])  # of element 0, in level 0
num_coord = len(cs.allsegs[0][0][0])  # of vertex 0, in element 0, in level 0

参见参考文献:https://matplotlib.org/stable/api/contour_api.html

fzsnzjdm

fzsnzjdm4#

我也面临着类似的问题,并在this matplotlib list discussion上栽了跟头。
基本上,可以去掉绘图,直接调用底层函数,虽然不是很方便,但也是可能的。解决方案也不是像素精确的,因为底层代码中可能有一些插值。

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib._cntr as cntr
import scipy as sp

data = sp.zeros((6,6))
data[2:4,2:4] = 1

plt.imshow(data,interpolation='none')
level=0.5
X,Y = sp.meshgrid(sp.arange(data.shape[0]),sp.arange(data.shape[1]))
c = cntr.Cntr(X, Y, data.T)
nlist = c.trace(level, level, 0)
segs = nlist[:len(nlist)//2]
for seg in segs:
    plt.plot(seg[:,0],seg[:,1],color='white')

plt.show()

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