Python如何實現線性插值和三次樣條插值

這篇文章給大家分享的是有關Python如何實現線性插值和三次樣條插值的內容。小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，一起跟隨小編過來看看吧。

(1)、函數

y = sin(x)

(2)、數據準備

#數據準備
X=np.arange(-np.pi,np.pi,1) #定義樣本點X，從-pi到pi每次間隔1
Y= np.sin(X)#定義樣本點Y，形成sin函數
new_x=np.arange(-np.pi,np.pi,0.1) #定義差值點

(3)、樣條插值

#進行樣條差值
import scipy.interpolate as spi
 
#進行一階樣條插值
ipo1=spi.splrep(X,Y,k=1) #樣本點導入，生成參數
iy1=spi.splev(new_x,ipo1) #根據觀測點和樣條參數，生成插值
 
#進行三次樣條擬合
ipo3=spi.splrep(X,Y,k=3) #樣本點導入，生成參數
iy3=spi.splev(new_x,ipo3) #根據觀測點和樣條參數，生成插值

(4)、繪圖

##作圖
fig,(ax1,ax2)=plt.subplots(2,1,figsize=(10,12))

ax1.plot(X,Y,'o',label='樣本點')
ax1.plot(new_x,iy1,label='插值點')
ax1.set_ylim(Y.min()-1,Y.max()+1)
ax1.set_ylabel('指數')
ax1.set_title('線性插值')
ax1.legend()

ax2.plot(X,Y,'o',label='樣本點')
ax2.plot(new_x,iy3,label='插值點')
ax2.set_ylim(Y.min()-1,Y.max()+1)
ax2.set_ylabel('指數')
ax2.set_title('三次樣條插值')
ax2.legend()

(5)、綜合代碼

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
 
plt.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei'] #用來正常顯示中文標簽
plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False #用來正常顯示負號
 
#數據準備
X=np.arange(-np.pi,np.pi,1) #定義樣本點X，從-pi到pi每次間隔1
Y= np.sin(X)#定義樣本點Y，形成sin函數
new_x=np.arange(-np.pi,np.pi,0.1) #定義差值點
 
#進行樣條差值
import scipy.interpolate as spi
 
#進行一階樣條插值
ipo1=spi.splrep(X,Y,k=1) #樣本點導入，生成參數
iy1=spi.splev(new_x,ipo1) #根據觀測點和樣條參數，生成插值
 
#進行三次樣條擬合
ipo3=spi.splrep(X,Y,k=3) #樣本點導入，生成參數
iy3=spi.splev(new_x,ipo3) #根據觀測點和樣條參數，生成插值

 
 
##作圖
fig,(ax1,ax2)=plt.subplots(2,1,figsize=(10,12))

ax1.plot(X,Y,'o',label='樣本點')
ax1.plot(new_x,iy1,label='插值點')
ax1.set_ylim(Y.min()-1,Y.max()+1)
ax1.set_ylabel('指數')
ax1.set_title('線性插值')
ax1.legend()

ax2.plot(X,Y,'o',label='樣本點')
ax2.plot(new_x,iy3,label='插值點')
ax2.set_ylim(Y.min()-1,Y.max()+1)
ax2.set_ylabel('指數')
ax2.set_title('三次樣條插值')
ax2.legend()

(6)、結果展示

感謝各位的閱讀！關于“Python如何實現線性插值和三次樣條插值”這篇文章就分享到這里了，希望以上內容可以對大家有一定的幫助，讓大家可以學到更多知識，如果覺得文章不錯，可以把它分享出去讓更多的人看到吧！