Lấy tọa độ của điểm dữ liệu gần nhất trên biểu đồ matplotlib

Tôi đang sử dụng matplotlibvới NavigationToolbar2QT. Thanh công cụ đang hiển thị vị trí của con trỏ. Nhưng tôi muốn con trỏ chộp vào điểm dữ liệu gần nhất (khi đủ gần) hoặc chỉ đơn giản là hiển thị tọa độ của điểm dữ liệu gần nhất. Điều đó có thể được sắp xếp bằng cách nào đó?

Nếu bạn đang làm việc với các nhóm điểm lớn, tôi khuyên bạn nên sử dụng CKDtrees:

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import scipy.spatial

points = np.column_stack([np.random.rand(50), np.random.rand(50)])
fig, ax = plt.subplots()
coll = ax.scatter(points[:,0], points[:,1])
ckdtree = scipy.spatial.cKDTree(points)

Tôi tái cấu trúc kpie'scâu trả lời ở đây một chút. Khi ckdtreeđược tạo, bạn có thể xác định các điểm gần nhất ngay lập tức và nhiều loại thông tin khác nhau về chúng với một chút nỗ lực:

def closest_point_distance(ckdtree, x, y):
    #returns distance to closest point
    return ckdtree.query([x, y])[0]

def closest_point_id(ckdtree, x, y):
    #returns index of closest point
    return ckdtree.query([x, y])[1]

def closest_point_coords(ckdtree, x, y):
    # returns coordinates of closest point
    return ckdtree.data[closest_point_id(ckdtree, x, y)]
    # ckdtree.data is the same as points

Hiển thị tương tác vị trí con trỏ. Nếu bạn muốn tọa độ của điểm gần nhất được hiển thị trên Thanh công cụ Điều hướng:

def val_shower(ckdtree):
    #formatter of coordinates displayed on Navigation Bar
    return lambda x, y: '[x = {}, y = {}]'.format(*closest_point_coords(ckdtree, x, y))

plt.gca().format_coord = val_shower(ckdtree)
plt.show()

Sử dụng các sự kiện. Nếu bạn muốn một loại tương tác khác, bạn có thể sử dụng các sự kiện:

def onclick(event):
    if event.inaxes is not None:
        print(closest_point_coords(ckdtree, event.xdata, event.ydata))

fig.canvas.mpl_connect('motion_notify_event', onclick)
plt.show()

Đoạn mã sau sẽ in tọa độ của dấu chấm gần chuột nhất khi bạn nhấp.

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
np.random.seed(19680801)
N = 50
x = np.random.rand(N)
y = np.random.rand(N)
fig,ax = plt.subplots()
plt.scatter(x, y)
points = list(zip(x,y))
def distance(a,b):
    return(sum([(k[0]-k[1])**2 for k in zip(a,b)])**0.5)
def onclick(event):
    dists = [distance([event.xdata, event.ydata],k) for k in points]
    print(points[dists.index(min(dists))])
fig.canvas.mpl_connect('button_press_event', onclick)
plt.show()

Bạn có thể phân lớp NavigationToolbar2QTvà ghi đè mouse_movetrình xử lý. Các thuộc tính xdatavà ydatachứa vị trí chuột hiện tại trong tọa độ cốt truyện. Bạn có thể chụp nó đến điểm dữ liệu gần nhất trước khi chuyển sự kiện đến mouse_movetrình xử lý lớp cơ sở .

Ví dụ đầy đủ, với việc làm nổi bật điểm gần nhất trong cốt truyện dưới dạng phần thưởng:

import sys

import numpy as np

from matplotlib.backends.qt_compat import QtWidgets
from matplotlib.backends.backend_qt5agg import FigureCanvas, NavigationToolbar2QT
from matplotlib.figure import Figure


class Snapper:
    """Snaps to data points"""

    def __init__(self, data, callback):
        self.data = data
        self.callback = callback

    def snap(self, x, y):
        pos = np.array([x, y])
        distances = np.linalg.norm(self.data - pos, axis=1)
        dataidx = np.argmin(distances)
        datapos = self.data[dataidx,:]
        self.callback(datapos[0], datapos[1])
        return datapos


class SnappingNavigationToolbar(NavigationToolbar2QT):
    """Navigation toolbar with data snapping"""

    def __init__(self, canvas, parent, coordinates=True):
        super().__init__(canvas, parent, coordinates)
        self.snapper = None

    def set_snapper(self, snapper):
        self.snapper = snapper

    def mouse_move(self, event):
        if self.snapper and event.xdata and event.ydata:
            event.xdata, event.ydata = self.snapper.snap(event.xdata, event.ydata)
        super().mouse_move(event)


class Highlighter:
    def __init__(self, ax):
        self.ax = ax
        self.marker = None
        self.markerpos = None

    def draw(self, x, y):
        """draws a marker at plot position (x,y)"""
        if (x, y) != self.markerpos:
            if self.marker:
                self.marker.remove()
                del self.marker
            self.marker = self.ax.scatter(x, y, color='yellow')
            self.markerpos = (x, y)
            self.ax.figure.canvas.draw()


class ApplicationWindow(QtWidgets.QMainWindow):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self._main = QtWidgets.QWidget()
        self.setCentralWidget(self._main)
        layout = QtWidgets.QVBoxLayout(self._main)
        canvas = FigureCanvas(Figure(figsize=(5,3)))
        layout.addWidget(canvas)
        toolbar = SnappingNavigationToolbar(canvas, self)
        self.addToolBar(toolbar)

        data = np.random.randn(100, 2)
        ax = canvas.figure.subplots()
        ax.scatter(data[:,0], data[:,1])

        self.highlighter = Highlighter(ax)
        snapper = Snapper(data, self.highlighter.draw)
        toolbar.set_snapper(snapper)


if __name__ == "__main__":
    qapp = QtWidgets.QApplication(sys.argv)
    app = ApplicationWindow()
    app.show()
    qapp.exec_()