python - 在极坐标中显示

Question

我在 .dat 文件中有带有快照的磁盘模拟数据。我只想绘制一个但在极坐标中。

我有：

rho = np.fromfile(filename).reshape(128,384)
plt.imshow(np.log10(rho),origin='lower',cmap="Oranges",aspect='auto')
plt.colorbar()
plt.show()

我想要这样的东西：

忽略颜色和 cmap。它们不是相同的模拟。只寻找磁盘形式。

标签： pythonpython-3.ximshowpolar-coordinates

Answer 1

初步的

为了帮助确定这个答案，我将首先为数据制作一个生成器。

import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt

def make_r_theta_vals():
    thetas_radians = np.arange(0,2.01*np.pi,np.pi/100.)
    radii = np.arange(0,101,1)
    #meshgrid these to make a fuller array
    tr,rr = np.meshgrid(thetas_radians,radii)
    #generate fake z values
    z_vals = (75. * rr**(1./2.2)\
        + 50.*np.random.normal()*np.sin(tr) \
        + 20. * np.cos(tr) * np.sqrt(rr) \
        + np.cos(rr * np.pi / 100.) * np.sin(rr * np.pi/50.) * 6.)\
        * (np.sin(rr * np.pi/ 100.)**3. + 0.85)
    return thetas_radians, radii, z_vals

这里，z_vals是一个NxM数组，其中N和M是 r 和 theta 值的长度。在您的问题中，这将对应于rho，但我想概括一下这个答案。

我们可以看到这会产生一个类似于您的原始图的图，

def make_cartesian_plot():
    plt.clf()
    fig = plt.figure(figsize=[5,2])
    ax = fig.add_axes([0.15,0.18,0.8,0.8])
    thetas_radians, radii, z = make_r_theta_vals()
    ax.imshow(z,origin='lower',extent=[np.degrees(thetas_radians[0]),
                                        np.degrees(thetas_radians[-1]),
                                                   radii[0],radii[-1]])
    plt.savefig('cartesian.png')

输出为

简单的方法

为了在极坐标中进行这项工作，我们将使用pcolormesh以及已知的 r 和 theta 值。如果您没有这些，您将需要生成它们，类似于我在第一个代码片段中生成它们的方式。然后，这很容易：

def make_polar_plot():
    plt.clf()
    fig = plt.figure(figsize=[5,5])
    ax = fig.add_axes([0.1,0.1,0.8,0.8],polar=True)
    thetas_radians, radii, z = make_r_theta_vals()
    ax.pcolormesh(thetas_radians,radii,z,edgecolors='face')
    #ec='face' to avoid annoying gridding in pdf
    plt.savefig('polar.png')

产生：

为简单起见，省略了装饰选择（例如删除刻度标签）。

笛卡尔网格上的极坐标

相反，所问的问题描绘了一个绘制在矩形网格上的极盘。假设这是所需的输出，我们将r, theta,转换z为x, y, z。再次在这里，我们使用meshgrid了一个有用的x和y来pcolormesh处理绘图。

def make_cartepolar_plot():
    plt.clf()
    fig = plt.figure(figsize=[5,5])
    ax = fig.add_axes([0.15,0.15,0.8,0.8])
    thetas_radians, radii, z = make_r_theta_vals()
    tr,rr = np.meshgrid(thetas_radians,radii)
    x_vals = rr * np.cos(tr)
    y_vals = rr * np.sin(tr)
    ax.pcolormesh(x_vals,y_vals,z,edgecolors='face')
    #ec='face' to avoid annoying gridding in pdf
    plt.savefig('carte_polar.png')
    

在这里，输出是

请注意，对于更复杂的数据集，您可能需要查看此上一个问题。