numpy：将扫描数据的单个二维数组重塑为 3 个二维数组

Question

我有一个如下形式的数组：

x_1    y_1    z_1,1
x_1    y_2    z_1,2
x_1    y_3    z_1,3
...    ...     ...
x_1    y_n    z_1,m
x_2    y_1    z_2,1
x_2    y_2    z_2,2
x_2    y_3    z_2,3
...    ...     ...
x_2    y_m    z_2,m
...    ...     ...
x_n    y_m    z_n,m

这是扫描数据，因此 x 和 y 坐标与该坐标处的测量值 (z)。我想将其绘制为等高线图，为此需要类似于我的np.meshgrid() 生成的数组。所以我需要以下形式的三个数组（都是形状：m行乘n列）：

X = [x_1  x_2  x_3  ...  x_n
     x_1  x_2  x_3  ...  x_n
     ...                  .
          ...             .
               ...        .
     x_1  x_2  x_3  ...  x_n]


Y = [y_1  y_1  y_1  ...  y_1
     y_2  y_2  y_2  ...  y_2
     ...                  .
          ...             .
               ...        .
     y_m  y_m  y_m  ...  y_m]


Z = [z_1,1  z_2,1  z_3,1  ...  z_n,1
     z_1,2  z_2,2  z_3,2  ...  z_n,2
      ...                        .
             ...                 .
                    ...          .
     z_1,m  z_2,m  z_3,m  ...  z_n,m]

注意事项：

• n 和 m 不一定相等，并且可以在扫描之间变化。
• x 和 y 步长的间距不一定要保持不变

什么是最 Pythonic 的实现方式？ 有没有使用重塑的简单方法？我可以使用 for 循环来做到这一点，跟踪当前的 x 和 y 坐标并在它们发生变化时移动到新的列/行，以将值插入到数组中。但这似乎非常乏味和缓慢......

Answer 1

TL;DR
data.T.reshape(3,m,n).transpose((0,2,1))

---

1. 复制您的数据结构

In [60]: m, n = 3, 5
...: x, y, z = (
...:     np.array(list(range(m))*n).reshape(n,m).T.flatten(),
...:      np.array(list(range(n))*m),
...:      np.arange(n*m))
...: a = np.array((x, y, z)).T
...: print(a)
[[ 0  0  0]
 [ 0  1  1]
 [ 0  2  2]
 [ 0  3  3]
 [ 0  4  4]
 [ 1  0  5]
 [ 1  1  6]
 [ 1  2  7]
 [ 1  3  8]
 [ 1  4  9]
 [ 2  0 10]
 [ 2  1 11]
 [ 2  2 12]
 [ 2  3 13]
 [ 2  4 14]]

1. 让我们看看meshgrid想做什么

In [62]: np.meshgrid(range(m), range(n))
Out[62]: 
[array([[0, 1, 2],
        [0, 1, 2],
        [0, 1, 2],
        [0, 1, 2],
        [0, 1, 2]]),
 array([[0, 0, 0],
        [1, 1, 1],
        [2, 2, 2],
        [3, 3, 3],
        [4, 4, 4]])]

1. 解决办法是

In [63]: a.T.reshape(3,m,n).transpose((0,2,1))
Out[63]: 
array([[[ 0,  1,  2],
        [ 0,  1,  2],
        [ 0,  1,  2],
        [ 0,  1,  2],
        [ 0,  1,  2]],

       [[ 0,  0,  0],
        [ 1,  1,  1],
        [ 2,  2,  2],
        [ 3,  3,  3],
        [ 4,  4,  4]],

       [[ 0,  5, 10],
        [ 1,  6, 11],
        [ 2,  7, 12],
        [ 3,  8, 13],
        [ 4,  9, 14]]])