Scipy интерполяция на массиве NumPy - PullRequest
Новая
       21

Scipy интерполяция на массиве NumPy

10 голосов
/ 17 июня 2010

У меня есть справочная таблица, которая определяется следующим образом: 

       | <1    2    3    4    5+
-------|----------------------------
<10000 | 3.6   6.5  9.1  11.5 13.8
20000  | 3.9   7.3  10.0 13.1 15.9
20000+ | 4.5   9.2  12.2 14.8 18.2


TR_ua1 = np.array([ [3.6, 6.5, 9.1, 11.5, 13.8],
                    [3.9, 7.3, 10.0, 13.1, 15.9],
                    [4.5, 9.2, 12.2, 14.8, 18.2] ])
  • Элементы строки заголовка (чч) <1,2,3,4,5 + </li>
  • Элементы заголовка столбца (вкл.): <10000, 20000, 20001 + </li>

Пользователь будет вводить пример значения (1,3, 25 000), (0,2, 50 000) и так далее. scipy.interpolate() следует интерполировать, чтобы определить правильное значение.

В настоящее время я могу сделать это только с помощью набора if / elifs, как показано ниже. Я уверен, что есть лучший, более эффективный способ сделать это

Вот что у меня так далеко: 

import numpy as np
from scipy import interpolate

if (ua == 1):
    if (inc <= low_inc):  # low_inc = 10,000
      if (hh <= 1):
        return TR_ua1[0][0]
      elif (hh >= 1 & hh < 2):
        return interpolate( (1, 2), (TR_ua1[0][1], TR_ua1[0][2]) )

1 Ответ

8 голосов
/ 17 июня 2010

Изменить: Обновлены вещи, чтобы отразить ваши разъяснения выше.Ваш вопрос теперь стал намного понятнее, спасибо!

По сути, вы просто хотите интерполировать 2D-массив в произвольной точке.

scipy.ndimage.map_coordinates isчто вы хотите ....

Как я понимаю ваш вопрос, у вас есть двумерный массив значений "z", который колеблется от некоторого xmin до xmax и ymin до ymax в каждом направлении.

Все, что находится за пределами этих ограничивающих координат, вы хотите вернуть значения от краев массива.

map_coordinates имеет несколько опций для обработки точек за пределами сетки, но ни одна из них не делает именно то, что вы хотите.Вместо этого мы можем просто установить что-либо за пределами границ, чтобы оно лежало на краю, и использовать map_coordinates как обычно.

Итак, чтобы использовать map_coordinates, вам нужно превратить ваших реальных coodinates: 

       | <1    2    3    4    5+
-------|----------------------------
<10000 | 3.6   6.5  9.1  11.5 13.8
20000  | 3.9   7.3  10.0 13.1 15.9
20000+ | 4.5   9.2  12.2 14.8 18.2

В индексные координаты: 

       |  0     1    2    3    4
-------|----------------------------
   0   | 3.6   6.5  9.1  11.5 13.8
   1   | 3.9   7.3  10.0 13.1 15.9
   2   | 4.5   9.2  12.2 14.8 18.2

Обратите внимание, что ваши границы ведут себя по-разному в каждом направлении ... В x-направлении все идет гладко, но в y-направлении вы запрашиваете "hard "break, где y = 20000 -> 3,9, но y = 20000.000001 -> 4,5.

В качестве примера: 

import numpy as np
from scipy.ndimage import map_coordinates

#-- Setup ---------------------------
z = np.array([ [3.6, 6.5, 9.1, 11.5, 13.8],
               [3.9, 7.3, 10.0, 13.1, 15.9],
               [4.5, 9.2, 12.2, 14.8, 18.2] ])
ny, nx = z.shape
xmin, xmax = 1, 5
ymin, ymax = 10000, 20000

# Points we want to interpolate at
x1, y1 = 1.3, 25000
x2, y2 = 0.2, 50000
x3, y3 = 2.5, 15000

# To make our lives easier down the road, let's 
# turn these into arrays of x & y coords
xi = np.array([x1, x2, x3], dtype=np.float)
yi = np.array([y1, y2, y3], dtype=np.float)

# Now, we'll set points outside the boundaries to lie along an edge
xi[xi > xmax] = xmax
xi[xi < xmin] = xmin

# To deal with the "hard" break, we'll have to treat y differently, 
# so we're ust setting the min here...
yi[yi < ymin] = ymin

# We need to convert these to (float) indicies
#   (xi should range from 0 to (nx - 1), etc)
xi = (nx - 1) * (xi - xmin) / (xmax - xmin)

# Deal with the "hard" break in the y-direction
yi = (ny - 2) * (yi - ymin) / (ymax - ymin)
yi[yi > 1] = 2.0

# Now we actually interpolate
# map_coordinates does cubic interpolation by default, 
# use "order=1" to preform bilinear interpolation instead...
z1, z2, z3 = map_coordinates(z, [yi, xi])

# Display the results
for X, Y, Z in zip((x1, x2, x3), (y1, y2, y3), (z1, z2, z3)):
    print X, ',', Y, '-->', Z

Это дает: 

1.3 , 25000 --> 5.1807375
0.2 , 50000 --> 4.5
2.5 , 15000 --> 8.12252371652

Надеюсь, это поможет ...

...