如何在python`matplotlib`中添加线条到等高线图？

Question

我有以下功能来说明一些轮廓线：

"""
Illustrate simple contour plotting, contours on an image with
a colorbar for the contours, and labelled contours.

See also contour_image.py.
"""
import matplotlib
import numpy as np
import matplotlib.cm as cm
import matplotlib.mlab as mlab
import matplotlib.pyplot as plt

matplotlib.rcParams['xtick.direction'] = 'out'
matplotlib.rcParams['ytick.direction'] = 'out'

X = np.arange(-1.2, 1.2, 0.005)
Y = np.arange(-1.2, 1.2, 0.005)
X, Y = np.meshgrid(X, Y)
Z = (np.ones([np.shape(X)[0],np.shape(X)[1]])-X)**2+100*(Y-(X)**2)**2


# Create a simple contour plot with labels using default colors.  The
# inline argument to clabel will control whether the labels are draw
# over the line segments of the contour, removing the lines beneath
# the label
levels = np.arange(-100.0, 600, 1.0)
plt.figure()
CS = plt.contour(X, 
                 Y, 
                 Z,
                 levels=levels,
                )
plt.clabel(CS, 
           np.array(filter(lambda lev: lev <5.0, levels)),
           inline=0.5, 
           fontsize=10,
           fmt='%1.1f'
          )

plt.hold(True)


plt.plot(np.arange(-1.0, 1.0, 0.005),
        np.arange(-1.0, 1.0, 0.005),
        np.ones(len(np.arange(-1.0, 1.0, 0.005)))*100, '-k')

plt.title('Contour Lines and Constraint of Rosenbrock Optimiztion Problem')
plt.show()

如果你注释出行......，等高线图看起来很棒：

# plt.hold(True)


# plt.plot(np.arange(-1.0, 1.0, 0.005),
#         np.arange(-1.0, 1.0, 0.005),
#         np.ones(len(np.arange(-1.0, 1.0, 0.005)))*100, '-k')

...但我无法让线条显示在我需要它们的情节上。我只是需要将它们叠加在等高线图的顶部。做这个的最好方式是什么？

我知道它是possible in R，但如何使用Python在matplotlib中执行此操作？

Answer 1

plt.plot从x和y坐标序列中绘制一条二维线。没有与每个点相关联的z坐标，因此不需要传入第三个数组参数。目前plt.plot正在将这些数组解释为两条独立行的坐标，并且相当于：

plt.plot(np.arange(-1.0, 1.0, 0.005), np.arange(-1.0, 1.0, 0.005))
plt.plot(np.ones(len(np.arange(-1.0, 1.0, 0.005)))*100, '-k')

由于第二行包含最多100的x和y坐标，因此轴将自动重新缩放，以使轮廓图不再清晰。

我想你可能会想到zorder=参数（它应该只是一个标量而不是一个数组）。在这种情况下没有必要 - 因为您在轮廓之后绘制线条，默认情况下应该比轮廓线具有更高的zorder。你可以摆脱plt.plot

的第三个数组参数

此外，由于您只绘制了一条只有两个点的直线，因此您只需要传递起点和终点坐标：

plt.plot([-1, 1], [-1, 1], '-k')