python-2Dマップのbinまとめ

Question

data = np.genfromtxt('./A.txt', delimiter='')
h = data[:,0]
x = data[:,1]
y = data[:,2]
n = 1 #横軸・縦軸の刻み間隔

X = np.arange(math.floor(np.min(x)), math.ceil(np.max(x)) + n/2, n) #最終的な横軸
Y = np.arange(math.floor(np.min(y)), math.ceil(np.max(y)) + n/2, n) #最終的な縦軸

H = [[h[k] for k in range(len(h)) if X[i] <= x[k] < X[i+1] and Y[j] <= y[k] < Y[j+1]] for i in range(len(X)-1) for j in range(len(Y)-1)] #あるX・Yに入るHをlistに入れる


H2 = [sum(H[l]) for l in range(len(H))]
H2 = np.array(H2).reshape(len(X)-1,-1) #mesh化
X2,Y2 = np.meshgrid(X[0:len(X)],Y[0:len(Y)]) #mesh化

fig = plt.figure(figsize=(10, 8))
ax = fig.add_subplot(111)

plt.xlabel('X2') #"
plt.ylabel('Y2') #"
plt.xlim(0,6) #"
plt.ylim(0,6) #"

m = ax.pcolormesh(X2, Y2, H2.T, cmap='tab20',edgecolors='w')
fig.colorbar(m, label='bar')

plt.show()

上記のコードでpcolormeshより2Dマップを作成しました。データのX, Y, Hより、範囲1ずつのX, Yに入ったHをそれぞれ合計してマップを作成するコードです。データは以下に示します。hが高さでx, yがそれぞれ横軸、縦軸の値です。

h x y
1 0.1 0.4
2 2.1 0.9
3 4.5 4.9
4 3.8 5.6
5 5.8 0.8
6 0.8 4.4
7 2.2 0.1
8 1.8 3.4
9 4.5 1.9
10 4.2 4.1

次に、横・縦それぞれ2ずつ、合計4マスに入ったHの合計をさらに合計(binまとめ)したいです。そして最終的には3×3のマス目になったマップを作成したいのですが、pcolormeshでbinがなさそうなので、他に良い方法はないでしょうか？
引数であるのであれば、引数で指定できればと思います。ないのであれば、別の関数(?)を使って作成したいのですが、どのように作成すれば簡単になりますか？

また、pythonでこのコードを実行するとデータ量が多いとかなり時間がかかるのですが、forやifを多用する場合はpythonではなくて他の言語を使ったほうが早く処理できますか？
pythonしかやったことがないので、今の所はpythonで書いています。

Answer 1

numpyの行列加工機能には単純なものから若干複雑なものまでいろいろあります。その中で比較的単純な機能reshape(形の変形), transpose(軸の交換), sum(特定軸方向の累加)を組み合わせればbinningができると思います。

素朴な手順例を挙げますと、

(1) reshapeで6x6 -> 3x2x3x2にする
(2) transposeで1軸目と2軸目を交換し 3x2x3x2 -> 3x3x2x2にする
(3) sumにより2軸目および3軸目を累加する

import numpy as np

# 6 x 6 -> 3 x 3にbinning
rows = cols = 6
a66 = np.array(range(rows * cols)).reshape(rows, -1)
print(a66)

nrows, ncols = rows // 2, cols // 2
a33 = a66.reshape(nrows, 2, ncols, 2).transpose(0, 2, 1, 3) \
         .sum(axis=(2, 3))
print(a33)

===>

[[ 0  1  2  3  4  5]
 [ 6  7  8  9 10 11]
 [12 13 14 15 16 17]
 [18 19 20 21 22 23]
 [24 25 26 27 28 29]
 [30 31 32 33 34 35]]
[[ 14  22  30]
 [ 62  70  78]
 [110 118 126]]

ではありますが・・・

このカラーメッシュが6x6になるのはH2を生成する際に、x, yの最小、最大の差がどちらも6でそれを間隔1で生成したからです。

そうして生成した行列H2を前述した方法でbinningしてもよいですけど、そもそも最初から間隔を2にしてH2を生成すれば直接3x3にできますよ？

つまりnを2にするだけでご質問にあるコードそのままでお望みのH2が求まります。それでよい気もしますがいかがでしょう？

Comments

[mega_ne]

確かにnを2にすればできますね...
関数などで解決しようとばかりしていました。
回答、指摘ありがとうございます。