PythonのDataFrameの座標から角度を求める方法

Question

PythonのDataFrameに以下のようにx,y座標が入っています。

x, y
0, 1, 3
1, 6, 4
2, 3, 4

これに列を追加し、そこに2点がなす角を格納したいです。
今回の場合は、(1,3)と(6,4)を結んだ線が水平線となす角を新しい列の1行目に入れるのを最後の行まで繰り返したいです。

これを叶える関数等はありますでしょうか？

Answer 1

これを叶える関数等はありますでしょうか？

三角関数でしょうね

df と df.shift(1) を結合することで、dfの１行に１つ前の(x0,y0)と現在の(x,y)を纏めることができます

import pandas as pd

df = pd.DataFrame({'x':[0,2,3], 'y':[1,3,5]})
pd.concat([df.shift(1).add_suffix('0'), df], axis=1)
#    x0   y0  x  y
#0  NaN  NaN  0  1
#1  0.0  1.0  2  3
#2  2.0  3.0  3  5

あとは行ごとにX成分とY成分の移動距離を出して arctan()に入れると角度は求まるのではないでしょうか

import pandas as pd
import numpy as np

df = pd.DataFrame({'x':[0,1,0,2,0], 'y':[0,1,2,3,0]})

f = lambda d: np.rad2deg(np.arctan2(d.y-d.y0, d.x-d.x0))
df['deg'] = pd.concat([df.shift(1).add_suffix('0'), df], axis=1).apply(f, axis=1)
print(df)
#   x  y         deg
#0  0  0         NaN
#1  1  1   45.000000
#2  0  2  135.000000
#3  2  3   26.565051
#4  0  0 -123.690068