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【Python】用Python绘制折线图(插值法平滑曲线)

时间:2024-02-24 12:41:36

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【Python】用Python绘制折线图(插值法平滑曲线)

目录

利用绘制图表:​​​​​​matplotlib官网

1. 小试牛刀——柱状图

1.1 matplotlib库默认英文字体

2. 折线图绘制

2.1 读取exal方法

2.1.1 数据处理常用库:pandas

2.1.2 找到pandas在pathon安装的位置Lib->site-package

2.2 提取列表数组

3. 论文图片的类型和格式

4. Python绘制折线图坐标无法显示负号

5. 绘制曲线

6. 绘制插值拟合曲线

6.1interpld曲线方法

6.2splprep曲线方法

7. 完整程序

利用绘制图表:​​​​​​matplotlib官网

1. 小试牛刀——柱状图

基本方法:matplotlib.pyplot.bar()

基本参数:bar(x,y)

其他参数:颜色color 宽度width 透明度alpha

其他方法:图例legend() 横轴定义xlable() 纵轴定义ylable() 图标题title() 刻度方法xlim(), ylim()

import matplotlib.pyplot as plt #绘图import pandas as pd #读取exal文件plt.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei'] #添加黑体作为绘图字体name = ['tom', 'rose', 'lucy']#变量name装了一个列表weight = [60, 70, 80]#具有位置属性和数值属性plt.bar(name, weight, label='体重', color='green', alpha=0.5, width=0.5) #从库里面调用方法+图例+颜色+透明度+宽度plt.xlabel('姓名')plt.ylabel('体重 单位kg')plt.title('三个人的体重xx')plt.legend()plt.savefig('柱状图.png', dip=500)plt.show() #显示方法

1.1 matplotlib库默认英文字体

添加黑体(‘SimHei’)为绘图字体用以在图表中显示。

代码:

plt.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei']

2. 折线图绘制

2.1 读取exal方法

2.1.1 数据处理常用库:pandas

用pandas读取excel文件的常用方法:read_excel() 参数是文件名

2.1.2 找到pandas在pathon安装的位置Lib->site-package

import matplotlib.pyplot as plt #绘图import pandas as pd #读取exal文件Data = pd.read_excel('E:\PythonData/LandingData.xlsx')#exal文件路径,注意不要数字开头print(Data)#打印数据

注意文件路径开头不要是数字,不然报错

E:\PythonData/LandingData.xlsx

2.2 提取列表数组

#获取各通道温度数据飞行高度 = Data.飞行高度温度1 = Data.温度1温度2 = Data.温度2温度3 = Data.温度3温度4 = Data.温度4温度5 = Data.温度5温度6 = Data.温度6温度7 = Data.温度7温度8 = Data.温度8温度9 = Data.温度9温度10 = Data.温度10温度11 = Data.温度11

3. 论文图片的类型和格式

plt.savefig('折线图.png', dip=500)

位图(放大后有马赛克):.jpg .tif .psd .bmp .png

矢量图(放大也很清晰):.wmf .emf .epd .cdx

事物摄影使用位图,

.png格式是非可拓展文件类型;.pdf是可拓展文件格式,pdf是矢量图。

4. Python绘制折线图坐标无法显示负号

添加如下代码即可:

import matplotlibmatplotlib.rcParams['axes.unicode_minus']=False

本例程代码如下所示:

plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False

5. 绘制曲线

引入库

from scipy import interpolate

绘制一个图片,并确定图片位置:

fig = plt.figure(figsize=(10, 8))ax1 = fig.add_subplot(1, 3, 1)

将曲线在图片中绘制,并加入图例:

plt.plot(Data.飞行高度, Data.温度1, label='温度1', linewidth=0.75) #从库里面调用方法+图例plt.plot(Data.飞行高度, Data.温度2, label='温度2', linewidth=0.75) #从库里面调用方法+图例plt.plot(Data.飞行高度, Data.温度3, label='温度3', linewidth=0.75) #从库里面调用方法+图例plt.plot(Data.飞行高度, Data.温度4, label='温度4', linewidth=0.75) #从库里面调用方法+图例plt.plot(Data.飞行高度, Data.温度5, label='温度5', linewidth=0.75) #从库里面调用方法+图例plt.plot(Data.飞行高度, Data.温度6, label='温度6', linewidth=0.75) #从库里面调用方法+图例plt.plot(Data.飞行高度, Data.温度7, label='温度7', linewidth=0.75) #从库里面调用方法+图例plt.plot(Data.飞行高度, Data.温度8, label='温度8', linewidth=0.75) #从库里面调用方法+图例plt.plot(Data.飞行高度, Data.温度9, label='温度9', linewidth=0.75) #从库里面调用方法+图例plt.plot(Data.飞行高度, Data.温度10, label='温度10', linewidth=0.75) #从库里面调用方法+图例plt.plot(Data.飞行高度, Data.温度11, label='温度11', linewidth=0.75) #从库里面调用方法+图例plt.xlabel('飞行高度,单位m', fontsize=18)plt.gca().invert_xaxis() #x轴反向plt.ylabel('当前温度,单位℃', fontsize=18)plt.title('原始数据点线绘图', fontsize=18)plt.legend(loc='upper right')

6. 绘制插值拟合曲线

6.1interpld曲线方法

# interplddef spline1(x, y, point):f = interpolate.interp1d(x, y, kind="cubic") #曲线绘制方法1X = np.linspace(飞行高度.min(), 飞行高度.max(), num=point, endpoint=True)Y = f(X)return X, Y

6.2splprep曲线方法

def spline3(x, y, point, deg):tck, u = interpolate.splprep([x, y], k=deg, s=300) #曲线绘制方法2u = np.linspace(0, 1, num=point, endpoint=True) #显示范围比例spline = interpolate.splev(u, tck)return spline[0], spline[1]

这里注意deg参数:

Degree of the spline. Cubic splines are recommended. Even values ofkshould be avoided especially with a small s-value.1<=deg <=5, default is 3.

scipy.interpolate.splprep — SciPy v1.7.1 Manual

7. 完整程序

看完上面的介绍,你还可以将下面的程序直接粘贴复制到你的电脑中运行一下,用实际操作来加深对绘图命令的学习:

# 导入相关库import matplotlib.pyplot as plt #绘图import pandas as pd #读取exal文件import numpy as npplt.rcParams['axes.unicode_minus']=False #轴坐标负数符号显示plt.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei'] #添加黑体作为绘图字体Data = pd.read_excel('E:\PythonData/LandingData1.xlsx') #打开exal文件,注意文件路径,文件夹名称不要用数字开头from scipy import interpolate#获取各通道温度数据飞行高度 = Data.飞行高度温度1 = Data.温度1温度2 = Data.温度2温度3 = Data.温度3温度4 = Data.温度4温度5 = Data.温度5温度6 = Data.温度6温度7 = Data.温度7温度8 = Data.温度8温度9 = Data.温度9温度10 = Data.温度10温度11 = Data.温度11fig = plt.figure(figsize=(10, 8))ax1 = fig.add_subplot(1, 3, 1)plt.plot(Data.飞行高度, Data.温度1, label='温度1', linewidth=0.75) #从库里面调用方法+图例plt.plot(Data.飞行高度, Data.温度2, label='温度2', linewidth=0.75) #从库里面调用方法+图例plt.plot(Data.飞行高度, Data.温度3, label='温度3', linewidth=0.75) #从库里面调用方法+图例plt.plot(Data.飞行高度, Data.温度4, label='温度4', linewidth=0.75) #从库里面调用方法+图例plt.plot(Data.飞行高度, Data.温度5, label='温度5', linewidth=0.75) #从库里面调用方法+图例plt.plot(Data.飞行高度, Data.温度6, label='温度6', linewidth=0.75) #从库里面调用方法+图例plt.plot(Data.飞行高度, Data.温度7, label='温度7', linewidth=0.75) #从库里面调用方法+图例plt.plot(Data.飞行高度, Data.温度8, label='温度8', linewidth=0.75) #从库里面调用方法+图例plt.plot(Data.飞行高度, Data.温度9, label='温度9', linewidth=0.75) #从库里面调用方法+图例plt.plot(Data.飞行高度, Data.温度10, label='温度10', linewidth=0.75) #从库里面调用方法+图例plt.plot(Data.飞行高度, Data.温度11, label='温度11', linewidth=0.75) #从库里面调用方法+图例plt.xlabel('飞行高度,单位m', fontsize=18)plt.gca().invert_xaxis() #x轴反向plt.ylabel('当前温度,单位℃', fontsize=18)plt.title('原始数据点线绘图', fontsize=18)plt.legend(loc='upper right')# interplddef spline1(x, y, point):f = interpolate.interp1d(x, y, kind="cubic") #曲线绘制方法1X = np.linspace(飞行高度.min(), 飞行高度.max(), num=point, endpoint=True)Y = f(X)return X, Y#splprepdef spline3(x, y, point, deg):tck, u = interpolate.splprep([x, y], k=deg, s=300) #曲线绘制方法2u = np.linspace(0, 1, num=point, endpoint=True) #显示范围比例spline = interpolate.splev(u, tck)return spline[0], spline[1]m1, n1 = spline1(飞行高度, 温度1, 50000)m2, n2 = spline1(飞行高度, 温度2, 50000)m3, n3 = spline1(飞行高度, 温度3, 50000)m4, n4 = spline1(飞行高度, 温度4, 50000)m5, n5 = spline1(飞行高度, 温度5, 50000)m6, n6 = spline1(飞行高度, 温度6, 50000)m7, n7 = spline1(飞行高度, 温度7, 50000)m8, n8 = spline1(飞行高度, 温度8, 50000)m9, n9 = spline1(飞行高度, 温度9, 50000)m10, n10 = spline1(飞行高度, 温度10, 50000)m11, n11 = spline1(飞行高度, 温度11, 50000)ax2 = fig.add_subplot(1, 3, 2)plt.plot(m1, n1, label="温度1")plt.plot(m2, n2, label="温度2")plt.plot(m3, n3, label="温度3")plt.plot(m4, n4, label="温度4")plt.plot(m5, n5, label="温度5")plt.plot(m6, n6, label="温度6")plt.plot(m7, n7, label="温度7")plt.plot(m8, n8, label="温度8")plt.plot(m9, n9, label="温度9")plt.plot(m10, n10, label="温度10")plt.plot(m11, n11, label="温度11")plt.xlabel('飞行高度,单位m', fontsize=18)plt.gca().invert_xaxis() #x轴反向plt.ylabel('当前温度,单位℃', fontsize=18)plt.title('interpld插值绘图', fontsize=18)plt.legend(loc='upper right')ax3 = fig.add_subplot(1, 3, 3)a1, b1 = spline3(飞行高度, 温度1, 50000, 3)a2, b2 = spline3(飞行高度, 温度2, 50000, 3)a3, b3 = spline3(飞行高度, 温度3, 50000, 3)a4, b4 = spline3(飞行高度, 温度4, 50000, 3)a5, b5 = spline3(飞行高度, 温度5, 50000, 3)a6, b6 = spline3(飞行高度, 温度6, 50000, 3)a7, b7 = spline3(飞行高度, 温度7, 50000, 3)a8, b8 = spline3(飞行高度, 温度8, 50000, 3)a9, b9 = spline3(飞行高度, 温度9, 50000, 3)a10, b10 = spline3(飞行高度, 温度10, 50000, 3)a11, b11 = spline3(飞行高度, 温度11, 50000, 3)plt.plot(a1, b1, label="温度1")plt.plot(a2, b2, label="温度2")plt.plot(a3, b3, label="温度3")plt.plot(a4, b4, label="温度4")plt.plot(a5, b5, label="温度5")plt.plot(a6, b6, label="温度6")plt.plot(a7, b7, label="温度7")plt.plot(a8, b8, label="温度8")plt.plot(a9, b9, label="温度9")plt.plot(a10, b10, label="温度10")plt.plot(a11, b11, label="温度11")plt.xlabel('飞行高度,单位m', fontsize=18)plt.gca().invert_xaxis() #x轴反向plt.ylabel('当前温度,单位℃', fontsize=18)plt.title('splprep插值绘图', fontsize=18)plt.legend(loc='upper right')plt.savefig('折线图.png', dip=500)plt.show() #显示方法

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