【Python】マップ特性データから２軸補間で数値を取得する方法！

このページではPythonを使って、以下のようなマップ特性データから、指定のX軸、Y軸における値を線形補間で算出する方法をご紹介していきます。

このようなマップ特性データは工学分野では非常に良く出てきますので、ぜひ処理の仕方を覚えておきましょう。

※マップデータはcsv形式で保存してあることを想定して解説していきます。

それではさっそくやっていきましょう！

必要なライブラリ一覧
使用するマップデータの紹介
マップデータを２軸補間して数値取得するサンプルコード
サンプルコードの実行結果
おわりに

必要なライブラリ一覧

まずは必要なライブラリです。

〇numpy

〇pandas

どちらもよく使うものなので普段からPythonを使っているひとなら同じみですね。

使用するマップデータの紹介

今回は以下のようなマップデータを使用します。

エアコンの消費電力をイメージして作っています。

A列が室内の設定温度、１行目が外気温を表しています。

以降のプログラムでは設定温度をset_temp、外気温をamb_tempという変数で指定していきます。

このデータがプログラム実行フォルダにmap_data.csvという名前で保存されています。

マップデータを２軸補間して数値取得するサンプルコード

それでは前置きはこのくらいにして、冒頭に紹介したような処理を実行してくれるサンプルコードをご紹介します。

import numpy as np
import pandas as pd
file_name='map_data.csv'
data=pd.read_csv(file_name,header=None).values
vali=data[0,0]
data[0,0]=None
data=data.astype('float')

#X軸、Y軸の数値を指定
amb_temp=-5
set_temp=23

#該当部分を探索
x,y=1,1
while data[y,0]<set_temp:
y+=1
while data[0,x]<amb_temp:
x+=1

#線形補間で数値を算出
v1=(data[y,x]-data[y-1,x])/(data[y,0]-data[y-1,0])*(set_temp-data[y-1,0])+data[y-1,x]
v2=(data[y,x-1]-data[y-1,x-1])/(data[y,0]-data[y-1,0])*(set_temp-data[y-1,0])+data[y-1,x-1]
v3=(v1-v2)/(data[0,x]-data[0,x-1])*(amb_temp-data[0,x-1])+v2
print(vali+'='+str(v3))

やっていることはシンプルで、指定したX軸、Y軸のデータに対して、それぞれ線形補間を実施しているだけです。