python heatmapのメモリ位置をずらす方法、右端のデータを表示する方法

Question

前提・実現したいこと

Pythonで実験で得たデータを解析しています。
例えばある物理量の時間依存の温度依存性をとったとして、
色で強度を表した二軸のカラーマップを作成したいです。
plt.pcolor（）を使用してかなり近いことはできているんですが、
軸が意図したものと違っていて困っています。

x=np.arange(1,1001,1)*1e-3 #time
y=np.arange(20,151,10) #temp
(i,j)=(0,0)
Z=np.zeros((len(x),len(y)))
for X in x:
    for Y in y:
        Z[i][j]=10*(1-np.exp(-X/10*Y))
        if Y==20:
            Z[i][j]=1
        if Y==150:
            Z[i][j]=1
        j+=1
    i+=1
    j=0
plt.pcolor(y,x,np.log(Z))
plt.yscale('log')
plt.show()
plt.close()

出力画像

20Cなどのメモリ位置がデータの左側に
表示されるため、25Cのデータのように見える。
X軸をずらしてメモリ位置を各データの真下にできますか？
また150Cのデータが表記されません。
この問題を解決する方法を教えてください。

試したこと

plt.pcolor()ではlog表記できますが、X軸の位置がおかしいです。seaborn.heatmap()は、X軸の位置は良く全てのデータを表示できるのですが、
Y軸のlog表記を達成する方法が分かりませんでした。

df = pd.DataFrame(data=Z, columns=y,index=x)
ax = seaborn.heatmap(df)

出力画像

Comments

[toast-uz]

質問がよくわからないので、「前提・実現したいこと」に質問を記述してください。
> 軸が意図したものと違っていて困っています
意図したもの、とは何でしょうか？
> Y軸をlogで表記できる解決策を教えて
logで表記できています。

「発生している問題・エラーメッセージ」は質問を表記するところではありませんが、そこも意味がわかりませんでした。
> 150Cのデータは恐らく見えていない。
見えているのでは？
> 20Cなどもできれば、棒グラフのように真下にあるほうが良い
x軸は20以上しかデータが無いのであたりまえでは？無理やり見た目をずらしたら（簡単にできますが）図の中に空白ができちゃいますが、よいのでしょうか？

[mor1mi]

修正しました。seabornのheatmapならXの値を真下に表記できるのですが、Y軸をlog表記できませんでした。

[meg_]

Y軸はlog表示されてますよね？

[mor1mi]

plt.pcolor()ではlog表記できますが、X軸の位置がおかしいです。seaborn.heatmap()は、X軸の位置は良いのですが、Y軸のlog表記を達成できませんでした。

[meg_]

・質問者さんが表示したいグラフ画像（手書きでも可）
・plt.pcolor()でのコードとグラフ画像
・seaborn.heatmap()でのコードとグラフ画像
を質問に書かないと状況が回答者に伝わりません。

[meg_]

> また150Cなど、右端に来るべきデータが表記されません。
これについてはグラフにデータは表示されています。軸ラベルが表示されていないだけですね。

[mor1mi]

meg_さん：
ありがとうございます。
すみません、分かりにくくて申し訳ありませんでした。
追加しました。これでどうでしょうか。
＞これについてはグラフにデータは表示されています。軸ラベルが表示されていないだけですね。
本当ですか？

[toast-uz]

print(plt.xlim())で表示範囲が出ますので確認してみてください

Answer 1

seabornでやってみました。
※手動でラベル付けしているため正確な値からは多少ずれることがあります。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.ticker as ticker
import pandas as pd
import seaborn as sns


x=np.arange(1,1001,1)*1e-3 #time
y=np.arange(20,151,10) #temp


(i,j)=(0,0)
Z=np.zeros((len(x),len(y)))
for X in x:
    for Y in y:
        Z[i][j]=10*(1-np.exp(-X/10*Y))
        j+=1
    i+=1
    j=0

df = pd.DataFrame(Z, columns=y,index=x)

tick = ticker.ScalarFormatter(useOffset=False, useMathText=True)
tick.set_powerlimits((0,0))

tg = ["${}$".format(tick.format_data(10**i)) for i in np.arange(np.floor(np.min(np.log10(x))), np.ceil(np.max(np.log10(x))) + 1, 1)]

ax = sns.heatmap(df, yticklabels=len(df)//len(tg))
ax.set_yticklabels(tg)


plt.show()

参考：How to use scientific notation in seaborn heatmap labels?

Comments

[toast-uz]

x軸を離散値と捉えて、飛び飛びの値を中心としたヒストグラムにしたのですね。温度という連続量なので、ヒストグラムという発想には気付きませんでした。確かに、質問者様とののやりとりを振り返ると、ヒストグラムを要望されているように感じます。

[mor1mi]

非常に助かりました！meg_さん、toast-uzさん、ありがとうございました！

Answer 2

質問者様の要望を以下のように解釈しました。

• x軸は20〜150のデータがあり、150まで描画されているが、データ範囲の外側もマージンをとって描画したい。
• y軸は、既にlog表記はできているが、さらに目盛数値の指数部だけを表示したい。

plt.show()の前に以下2行を入れてください。

plt.yticks([0.001, 0.01, 0.1, 1], ['-3', '-2', '-1', '0'])
plt.xlim(10, 160)

なお、yticksを自動描画する方法も無きにしも非ずですが、このやり方が手っ取り早いようです。きっと、どなたかがチャレンジしてくれるでしょう。subplotを使う例しか見当たらず、調べきれませんでした。

描画結果は以下です。

Comments

[mor1mi]

ありがとうございます。申し訳ないのですが、やはりplt.pcolor()では、150のデータは表示されていません。データを見て頂けますと、150には、確認のために、20Cと同じデータを入れております。しかしながら、表示ではそれが確認できません。

[toast-uz]

20, 30, 40, ・・・, 150 を離散値としてみて、ヒストグラムを表示させたいのでしょうか？
ヒストグラムであれば、150が「一定の幅を持って」表示されるべきなのは理解します。
私は、温度なので連続値であると解釈しまたした。連続値だとすると150は「右端」ですので、150のところの値は縦線未満として見えなくなってしまいます。

[mor1mi]

なるほど。離散値とみて、ヒストグラムを表示させたいというのが、toast-uzさんの言葉での私の要望のようです。