Matplotlibでしきい値線（閾値ライン）付きの棒グラフを作成する方法

Matplotlibの棒グラフにしきい値線（閾値ライン）を追加したい場合、axhline()メソッドを使うのが最も簡単な方法です。この記事では、しきい値を基準に棒グラフの色を分け、赤色の点線でしきい値線を引く実装手順を解説します。

実装の手順

• 図のサイズを設定し、サブプロット間・周囲の余白（パディング）を調整します。
• しきい値を格納する変数 threshold を初期化します。
• 棒グラフに表示するデータ値のリストを作成します。
• しきい値をもとに、それ以下の値と超過分の値をそれぞれ計算します。
• subplots() メソッドでFigureとサブプロットを作成します。
• x、b_threshold（しきい値以下）、a_threshold（超過分）の値を使って棒グラフを描画します。超過分は下に積み上げる形で色分けします。
• axhline() メソッドで軸全体に横断する水平線（しきい値線）を追加します。
• show() メソッドで図を表示します。

コード例

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams["figure.figsize"] = [7.50, 3.50]
plt.rcParams["figure.autolayout"] = True
threshold = 10
values = np.array([8.0, 10.0, 15.0, 9.0, 12.0])
x = range(len(values))

a_threshold = np.maximum(values - threshold, 0)
b_threshold = np.minimum(values, threshold)

fig, ax = plt.subplots()
ax.bar(x, b_threshold, 0.35, color="blue")
ax.bar(x, a_threshold, 0.35, color="yellow", bottom=b_threshold)

plt.axhline(threshold, color='red', ls='dotted')

plt.show()

コードのポイント解説

このコードの肝となるのは、np.maximum()とnp.minimum()による値の分割処理です。a_threshold = np.maximum(values - threshold, 0)では、しきい値を超えた分だけの値を計算し、しきい値未満の場合は0になります。一方、b_threshold = np.minimum(values, threshold)では、しきい値以下の部分だけが取り出されます。

これにより、青色の棒がしきい値までの高さを表し、黄色の部分がしきい値を超えた分として積み上げ表示されます。最後にaxhline()で赤色の点線（ls='dotted'）をしきい値の位置に引くことで、どのバーがしきい値を超えているのかが一目でわかるグラフになります。

出力結果

実行すると、しきい値10を境に青と黄で色分けされた棒グラフと、赤色の点線で示されたしきい値線が表示されます。この手法は、目標値やアラート基準などとの比較を視覚化したい場合に非常に便利です。