bitWalk's: 【備忘録】Matplotlib と時系列データ～ PySide6

2024-03-26

【備忘録】Matplotlib と時系列データ～ PySide6

PySide (Qt for Python) は、Qt（キュート）の Python バインディングで、GUI などを構築するためのクロスプラットフォームなライブラリです。Linux/X11, macOS および Microsoft Windows をサポートしています。配布ライセンスは LGPL で公開されています。

動作確認をするときには JupyterLab 上で Matplotlib でちゃちゃっプロットしていますが、常用する用途は PySide6 で GUI アプリにするのが常です。今回は Matplotlib を使った過去記事を PySide6 の GUI アプリにしてみました。

今回のテーマ

当ブログの過去記事 [1] で扱った Matplotlib のチャートを PySide6 の GUI 上で扱えるように移植します。

下記の OS 環境で動作確認をしています。

	Fedora Workstation 39	x86_64
	Python	3.12.2
	PySide6	6.6.2
	pandas	2.2.0
	matplotlib	3.8.3
	scipy	1.12.0

サンプルデータ

サンプルデータは、過去記事 [1] と同じです。

下記からダウンロードできます。

temperature.csv

PySide6 の GUI 上の Matplotlib チャート

GUI 部分以外は過去記事のコードとほぼ同じになるように移植してみました。

qt_matplotlib_trend.py

	import sys
	from typing import Union

	import pandas as pd
	from PySide6.QtCore import QObject, Qt
	from PySide6.QtWidgets import (
	QApplication,
	QDockWidget,
	QMainWindow,
	QStyle,
	QWidget,
	)
	from matplotlib.backends.backend_qtagg import (
	FigureCanvasQTAgg as FigureCanvas,
	NavigationToolbar2QT as NavigationToolbar,
	)
	from matplotlib.figure import Figure
	from pandas import Index, DatetimeIndex
	from scipy.interpolate import BSpline, make_interp_spline


	class MyCanvas(FigureCanvas):
	def __init__(self):
	self.fig = Figure()
	self.ax = self.fig.add_subplot()
	super().__init__(self.fig)

	def clearAxes(self):
	self.ax.cla()

	def refreshDraw(self):
	self.fig.canvas.draw()


	class Example(QMainWindow):
	def __init__(self):
	super().__init__()
	self.setWindowIcon(
	self.style().standardIcon(
	QStyle.StandardPixmap.SP_TitleBarMenuButton
	)
	)
	self.setWindowTitle('Trend test')

	canvas = MyCanvas()
	self.setCentralWidget(canvas)

	dock = QDockWidget()
	dock.setTitleBarWidget(QWidget(None))
	dock.setWidget(NavigationToolbar(canvas))
	self.addDockWidget(Qt.DockWidgetArea.TopDockWidgetArea, dock)

	csvfile = 'temperature.csv'
	df = pd.read_csv(csvfile, index_col=0, parse_dates=True)
	self.draw_plot(df)

	def draw_plot(self, df: pd.DataFrame):
	canvas: Union[QObject, MyCanvas] = self.centralWidget()
	fig = canvas.fig
	ax = canvas.ax

	ax.plot(
	df,
	linewidth=1,
	color='blue',
	marker='o',
	markersize=6,
	markeredgecolor='darkblue',
	markeredgewidth=1,
	markerfacecolor='cyan',
	label='original data'
	)

	ts: Index = df.index.map(pd.Timestamp.timestamp)
	bspl: BSpline = make_interp_spline(ts, df['気温'], k=2)
	dbspl = bspl.derivative(nu=1)

	x1: DatetimeIndex = pd.date_range(min(df.index), max(df.index), freq='1min')
	ts1: Index = x1.map(pd.Timestamp.timestamp)
	y1 = bspl(ts1)
	dy1 = dbspl(ts1)

	ax.plot(
	x1, y1,
	linewidth=1,
	color='red',
	label='spline curve'
	)

	ax2 = ax.twinx()
	ax2.plot(
	x1, dy1,
	linewidth=1,
	linestyle='dashed',
	color='violet',
	label='derivative'
	)

	for tick in ax.get_xticklabels():
	tick.set_rotation(45)

	ax.set_ylabel('Temperature')
	ax.grid()
	ax2.set_ylabel('Derivative')

	fig.legend(loc='outside lower center')
	fig.subplots_adjust(top=0.99, left=0.1, bottom=0.3, right=0.8)


	def main():
	app = QApplication(sys.argv)
	ex = Example()
	ex.show()
	sys.exit(app.exec())


	if __name__ == '__main__':
	main()