ScyPy の interpolate モジュール interp1d クラスで補間

Python のライブラリ ScyPy の interpolate モジュールには，様々な補間法に対応したクラスが用意されています。

その中の一つである interp1d クラスを使って補間を行います。

補間の種類

interp1d クラスには，様々な補間方法が指定できます。今回は，以下の補間方法を使ってみます。

kind	説明
‘liner’	線形補間。kind を指定しない場合は ‘liner’ となる（デフォルト）。
‘zero’	0 次スプライン補間
‘slinear’	1 次スプライン補間
‘quadratic’	2 次スプライン補間
‘cubic’	3 次スプライン補間

interp1d の構文

scipy.interpolate.interp1d は，補間処理を実行するインスタンスを生成できます。

scipy.interpolate.interp1d(
    x, y,
    kind='linear',
    axis=-1,
    copy=True,
    bounds_error=None,
    fill_value=nan,
    assume_sorted=False
    )

補間するデータ

補間を行うデータを用意します。今回は，全天日射量のデータを用意しました。

TIMESTAMP と全天日射量 (globalSolarRadiation) の CSV です。30 分周期の時系列データとなっています。

TIMESTAMP,globalSolarRadiation
2024/5/29 6:00,13
2024/5/29 6:30,101
2024/5/29 7:00,162
2024/5/29 7:30,181
2024/5/29 8:00,288
2024/5/29 8:30,179
2024/5/29 9:00,465
2024/5/29 9:30,744
2024/5/29 10:00,863
2024/5/29 10:30,939
2024/5/29 11:00,980
2024/5/29 11:30,1022
2024/5/29 12:00,994
2024/5/29 12:30,1013
2024/5/29 13:00,814
2024/5/29 13:30,770
2024/5/29 14:00,628
2024/5/29 14:30,652
2024/5/29 15:00,498
2024/5/29 15:30,704
2024/5/29 16:00,571
2024/5/29 16:30,502
2024/5/29 17:00,371
2024/5/29 17:30,282
2024/5/29 18:00,184

interp1d で補間

interp1d で補間を行います。5 分周期で補間を行ってみます。

以下，青丸が元データ，赤丸が補間したデータです。青丸の間に 5 つの赤い点があります。（例えば，0 分と 30 分の間は，5 分，10 分，15 分，20 分，25 分が補間される。）

線形補間

線形補間した結果を示します。青丸の点を直線で結んだところに赤丸がプロットされています。

0 次スプライン補間

0 次スプライン補間した結果を示します。0 次スプライン補間では，青丸の 5 分後，10 分後，15 分後，20 分後，25 分後に同じ大きさの赤丸が補間されます。

1 次スプライン補間

1 次スプライン補間した結果を示します。1 次スプライン補間した結果は，線形補間した結果と同じになります。

2 次スプライン補間

2 次スプライン補間した結果を示します。

3 次スプライン補間

3 次スプライン補間した結果を示します。

まとめ

ScyPy の interpolate モジュール interp1d クラスで補間した結果を紹介しました。

Python の ScyPy ライブラリを用いると，簡単に補間が行えるので，大変便利です。