Python大數(shù)據(jù)培訓(xùn)：繪制矢量場(chǎng)流線圖

　　Python大數(shù)據(jù)培訓(xùn)中我們會(huì)接觸到矢量圖的繪制。矢量場(chǎng)流線圖可以表現(xiàn)矢量場(chǎng)的流態(tài)，常見(jiàn)于科學(xué)和自然學(xué)科中的磁場(chǎng)、萬(wàn)有引力和流體運(yùn)動(dòng)等場(chǎng)景。例如，某磁場(chǎng)的流線圖如圖8-3所示。

　　圖8-3 某磁場(chǎng)的流線圖

　　由圖8-3可知，矢量場(chǎng)流線圖包含多條帶有箭頭的曲線，其中線條的長(zhǎng)度表示矢量場(chǎng)的強(qiáng)度，箭頭的方向表示矢量場(chǎng)的方向。此外，矢量場(chǎng)的強(qiáng)度可以用線條的密度來(lái)表示。

　　在matplotlib中，pyplot可以使用streamplot()函數(shù)繪制矢量場(chǎng)流線圖。streamplot()函數(shù)的語(yǔ)法格式如下所示：

streamplot(x, y, u, v, density=1, linewidth=None, col=None, cmap=None,
           norm=None, arrowsize=1, arrowstyle='-|>', minlength=0.1,
           transform=None, zorder=None, start_points=None, maxlength=4.0,
           integration_direction='both', *, data=None)

　　該函數(shù)常用參數(shù)的含義如下。

　　.x，y：表示間距均勻的網(wǎng)格數(shù)據(jù)。

　　.u，v：表示(x,y)速率的二維數(shù)組。

　　.density：表示流線的密度。

　　.linewidth：表示流線的寬度。

　　.arrowsize：表示箭頭的大小。

　　.arrowstyle：表示箭頭的類型。

　　.minlength：表示流線的最小長(zhǎng)度。

　　.maxlength：表示流線的最大長(zhǎng)度。

　　此外，Axes類的對(duì)象也可以使用streamplot()方法繪制矢量場(chǎng)流線圖。

　　下面根據(jù)一組模擬某磁場(chǎng)的網(wǎng)格數(shù)據(jù)繪制一個(gè)矢量場(chǎng)流線圖，示例代碼如下。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
y, x = np.mgrid[0:5:50j, 0:5:50j]
u = x
v = y
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111)
# 繪制矢量場(chǎng)流線圖
ax.streamplot(x, y, u, v)
plt.show()

　　運(yùn)行程序，效果如圖8-4所示。

　　圖8-4 模擬某磁場(chǎng)的網(wǎng)格數(shù)據(jù)繪制矢量場(chǎng)流線圖

　　由圖8-4可知，右側(cè)的流線密度較大，說(shuō)明該處磁場(chǎng)較強(qiáng)。