線形補間をして差を求めたい

Question

以下の二つのデータがあります．

data1                    data2
depth  value             depth  value
-0.5    12               -0.21   14
-1      9                -0.6    10
-2      7                -1.3    6
-3      6                -2.5    6
...    ...               ...     ...
-15     2                -15.2   2
-16     Nan              -16.4   1

data1のdepth は-1以降整数で1ごとに下がっています．
data2のdepthをdata1のdepthに合うに線形補間をして差を求めたいです．

最終的にはこのような感じになっているといいです．

data1-data2
depth  value
-1      ??
-2      ??
-3      ??
...　　 ...
-15     ??

線形補間を使って-1から-15までの差を求めることができますでしょうか？

Answer 1

こんな感じでしょうか。

import numpy as np
import pandas as pd
from scipy import interpolate

data1 = pd.DataFrame({"depth":[-0.5, -1, -2, -3, -15, -16],
                      "value":[12, 9, 7, 6, 2, np.nan]})
data2 = pd.DataFrame({"depth":[-0.21, -0.6, -1.3, -2.5, -15.2, -16.4],
                      "value":[14, 10, 6, 6, 2, 1]})


# data2の線形補間関数を求める
f = interpolate.interp1d(data2["depth"], data2["value"])

# data1のdepthにおけるdata2の値を補完で求める
data2_interp = f(data1["depth"])

# 計算してデータフレームに入れる
data1_minus_data2 = pd.DataFrame({"depth":data1["depth"],
                             "value":data1["value"] - data2_interp})
print(data1_minus_data2)

""" =>
   depth     value
0   -0.5  0.974359
1   -1.0  1.285714
2   -2.0  1.000000
3   -3.0  0.157480
4  -15.0 -0.062992
5  -16.0       NaN
"""

scipy.interpolate.interp1d — SciPy v1.6.0 Reference Guide