二维线性插值产生数据范围之外的结果

时间:2016-08-31 08:01:31

标签: python scipy spline spatial-interpolation

我使用interp2d方法生成线性样条函数。对于某些点集,结果函数产生的结果是我不希望的。 E.g:

from scipy import interpolate

x = [81, 81, 81, 83, 83, 83]
y = [ 9,  7,  5,  9,  7,  5]
z = [23.75374, 23.75416, 23.75376, 23.75621, 23.75581, 23.75686]
f = interpolate.interp2d(x, y, z, kind='linear')

print (str(f(82, 6)[0]))
print (str(f(82.5, 6.5)[0]))
print (str(f(81.5, 5.5)[0]))

产生以下输出:

8.07860599193
0.240930002164
15.9162159912

我会尝试使用此插值方法的刚度参数,但显然它在interp2d中不可用。

导致这些结果的原因是什么?如何避免它们?

1 个答案:

答案 0 :(得分:2)

如何避免这个

当在矩形网格的点处进行插值时,最好通过给出网格结构数据告诉interp2d这是正在发生的事情:m坐标的m值,y坐标的n值和带形状的z( n,m)。使用与您相同的积分,我们得到了正确的结果:

x = [81, 83]
y = [9, 7, 5]
z = np.array([[23.75374, 23.75416, 23.75376], [23.75621, 23.75581, 23.75686]]).T
f = interpolate.interp2d(x, y, z, kind='linear')
print(f(82, 6)[0], f(82.5, 6.5)[0], f(81.5, 5.5)[0])

输出23.7551475 23.755569375 23.754544375

为什么会发生这种情况

样条构造例程需要一个三角形网格来构建分段线性函数。它不知道您传递的值位于矩形网格上;它只是看到一堆点,其中许多是共线的,并且不了解如何从它们形成三角形。所以...它增加了三个顶点,坐标围绕(82.5,5),(82.5,7),(82.5,9),以便有这样的三角形。问题是,因为我们在这些点上没有值,所以它们只被认为是零。当然,插值是没有价值的。

有人可能会问,为什么算法没有显示结果是片状的警告? 它做了。在禁用安静模式的情况下将您的积分直接传递给bisplrep

spl = interpolate.bisplrep(x, y, z, kx=1, ky=1, s=0, quiet=0)

显示

  

运行时警告:警告。已经将样条的系数计算为秩缺陷系统的最小范数最小二乘解。 kx,ky = 1,1 nx,ny = 5,5 m = 6 fp = 0.000000 s = 0.000000     warnings.warn(RuntimeWarning(_mess))

翻译:“我没有足够的数据,所以我做了一些”。 interp2d方法在内部调用bisplrep但是抑制了它的错误消息......