python+Matplotlib 绘制带置信区间的折线图
作者：项目申报小狂人
这篇文章主要介绍了python绘制带置信区间的折线图,在本文中，我们将使用 numpy 模块生成随机数据，并使用 matplotlib 库实现数据可视化，需要的朋友可以参考下
在统计学和数据分析领域中，我们常常需要比较两个或多个样本数据之间的差异。而带置信区间的折线图则是一种直观且常用的展示数据差异的方式。在这篇文章中，我们将讲解如何使用 Python 和 Matplotlib 绘制一组带置信区间的折线图。
在本文中，我们将使用 numpy 模块生成随机数据，并使用 matplotlib 库实现数据可视化。具体而言，我们将绘制两组随机温度数据的折线图，并为每条折线添加置信区间。
一、数据准备
我们首先需要准备一些数据来绘制折线图。在这里，我们将生成两组随机气温数据和对应的标准误差：
import numpy as np # 生成 x 坐标轴数据，表示时间范围 x = np.arange(0, 365) # 生成两组随机气温数据和标准误差 temp_beijing = np.random.normal(15, 5, 365) se_beijing = np.random.normal(1, 0.3, size=365) temp_shanghai = np.random.normal(18, 4, 365) se_shanghai = np.random.normal(0.8, 0.2, size=365)
二、添加置信区间
在统计学中，我们经常使用置信区间来表示样本的真实均值可能存在的范围。而在带置信区间的折线图中，每个数据点周围的一段区间即是该点的置信区间。
具体而言，我们可以使用 fill_between() 函数为折线添加置信区间。在这里，我们使用 95% 的置信水平，即对应于 1.96 个标准误差：
# 绘制带置信区间的折线图 fig, ax = plt.subplots(figsize=(10,6),dpi=300) ax.plot(x, temp_1, color='red', label='City A') ax.plot(x, temp_2, color='blue', label='City B') ax.fill_between(x, temp_beijing-1.96*se_beijing, temp_beijing+1.96*se_beijing, alpha=0.2, color='red') ax.fill_between(x, temp_shanghai-1.96*se_shanghai, temp_shanghai+1.96*se_shanghai, alpha=0.2, color='blue')
三、完整代码
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
font = {'family':'Times New Roman','size':24}
# 定义 x 坐标轴的数据
x = np.arange(1, 32)
# 定义两组气温数据以及对应的标准误差
temp_1 = np.random.normal(25, 3, 31)
se_1 = np.random.normal(1, 0.3, size=31)
temp_2 = np.random.normal(28, 4, 31)
se_2 = np.random.normal(0.8, 0.2, size=31)
# 绘制带置信区间的折线图
fig, ax = plt.subplots(figsize=(10,6),dpi=300)
ax.plot(x, temp_1, color='red', label='City A')
ax.plot(x, temp_2, color='blue', label='City B')
# 绘制置信区间
ax.fill_between(x, temp_1-1.645*se_1, temp_1+1.645*se_1, alpha=0.2, color='green')
ax.fill_between(x, temp_2-1.645*se_2, temp_2+1.645*se_2, alpha=0.2, color='blue')
# 设置图形标题和坐标轴标签
# plt.title('Average daily urban temperature change',font)
plt.xlabel('Day', font)
plt.ylabel('Temperature(℃)', font)
# 配置图例，将其放置在底部中央
plt.legend(loc='best', ncol=2, fontsize=18)
# 配置字体和字号
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['Times New Roman'] # 设置字体
plt.rcParams['font.size'] = 24 # 设置字号为 24
# 显示图形
plt.show()四、运行结果
到此这篇关于python绘制带置信区间的折线图的文章就介绍到这了,更多相关python折线图内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！