Matplotlibで凡例と第2Y軸を使って同じプロットに2つのPandas時系列を描画する方法

MatplotlibとPandasを組み合わせることで、異なるスケールを持つ2つの時系列データを1つのグラフ上に簡単に重ねて描画できます。この記事では、凡例と第2Y軸（secondary Y-axis）を使用して、2つのPandas時系列を同じプロットに表示する手順を解説します。

実装の手順

• figure.figsizeで図のサイズを設定し、figure.autolayoutでサブプロット周辺の余白を自動調整します。

• 日付インデックス（時系列）を持つ1次元のndarrayを作成します。

• 複数の列を持つDataFrameを作成します。

• DataFrameのplot()メソッドを使って、列Aと列Bを描画します。このとき、2番目の系列にはsecondary_y=Trueを指定して第2Y軸に割り当てます。

• get_legend_handles_labels()メソッドを使って、各軸の凡例用ハンドルとラベルを取得します。

• legend()メソッドで、両方の系列の情報をまとめた凡例を図に配置します。

• show()メソッドで図を表示します。

コード例

import pandas as pd
from matplotlib import pyplot as plt
import numpy as np

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

ts = pd.Series(np.random.randn(10), index=pd.date_range('2021-04-10', periods=10))

df = pd.DataFrame(np.random.randn(10, 4), index=ts.index, columns=list('ABCD'))

ax1 = df.A.plot(color='red', label='Count')
ax2 = df.B.plot(color='yellow', secondary_y=True, label='Sum')

h1, l1 = ax1.get_legend_handles_labels()
h2, l2 = ax2.get_legend_handles_labels()

plt.legend(h1+h2, l1+l2, loc=2)

plt.show()

ポイント解説

このコードの重要なポイントは以下の通りです。

• secondary_y=Trueを指定することで、列Bは右側の第2Y軸に対して描画されます。これにより、単位やスケールが異なる2つの系列を1つのグラフで比較できます。

• それぞれの軸（ax1とax2）から取得した凡例ハンドルとラベルをh1+h2、l1+l2のように連結することで、両方の系列を含む統合的な凡例を作成できます。

• loc=2は凡例を左上に配置することを意味します。必要に応じて'best'などの値に変更可能です。

出力結果

上記のコードを実行すると、赤色の線（Count：左Y軸基準）と黄色の線（Sum：右Y軸基準）が同じプロット内に描画され、左上には両系列の凡例が表示されます。