Matplotlibの等高線（contour）から座標を取得する方法

Matplotlibで等高線（コンター）から座標を取得するには、以下の手順に従います。

• 図のサイズを設定し、サブプロット間およびその周囲のパディングを調整します。
• データポイントを格納した x、y、m のリストを作成します。
• plt.contour(x, y, m) を使って、x・y・m のデータポイントから等高線プロットを作成します。
• 等高線コレクション（collections）のインスタンスを取得します。
• コレクションからパス（path）を取り出し、等高線の頂点（座標）を取得して出力します。
• 図を表示するには show() メソッドを使用します。

コード例

import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams["figure.figsize"] = [7.50, 3.50]
plt.rcParams["figure.autolayout"] = True

x = [1, 2, 3, 4]
y = [1, 2, 3, 4]
m = [[15, 14, 13, 12], [14, 12, 10, 8], [13, 10, 7, 4], [12, 8, 4, 0]]

cs = plt.contour(x, y, m)

for item in cs.collections:
   for i in item.get_paths():
      v = i.vertices
      x = v[:, 0]
      y = v[:, 1]
      print(x, y)
plt.show()

出力結果

上記のコードを実行すると、次のような等高線プロットが表示されます。

さらに、ターミナル（コンソール）には等高線上の頂点の座標が出力されます。

[4.] [4.]
[4. 3.5] [3.5 4. ]
[4. 3.] [3. 4.]
[4.      3.33333333 3.     2.5 ] [2.5    3.     3.33333333 4.   ]
[4.      3. 2.66666667     2. ]  [2.     2.66666667   3.   4. ]
[4. 3. 2. 1.5] [1.5 2. 3. 4. ]
[4. 3. 2.     1.33333333 1. ] [1. 1.33333333 2. 3. 4. ]
[2. 1.] [1. 2.]

解説

この例では、plt.contour() の戻り値として得られる QuadContourSet オブジェクトから collections を参照し、さらに各コレクションが持つ get_paths() メソッドでパスを取得しています。パスオブジェクトの vertices 属性には、等高線を構成する頂点の (x, y) 座標が NumPy 配列として格納されているため、v[:, 0] と v[:, 1] でそれぞれ X 座標と Y 座標を取り出すことができます。この手法を使えば、等高線の数値データを抽出して、CSV への出力や他の解析処理への活用も可能になります。