緯度経度間の距離 SciPy

緯度経度間の距離

地理関連の問題を解決する手法として、緯度経度間の距離を計算し、その結果をグラフ化することができます。

以下はその例です。

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from scipy.spatial.distance import cdist
import matplotlib.pyplot as plt

# 緯度経度のデータを定義
# 例: Tokyo, New York, London, Sydney
cities = {
    'Tokyo': (35.6895, 139.6917),
    'New York': (40.7128, -74.0060),
    'London': (51.5074, -0.1278),
    'Sydney': (-33.8688, 151.2093)
}

# 緯度経度をnumpy配列に変換
locations = list(cities.values())

# 距離を計算（ここではユークリッド距離を使用）
distances = cdist(locations, locations)

# 結果のグラフ化
plt.imshow(distances, cmap='viridis', interpolation='nearest')
plt.colorbar(label='Distance (degrees)')
plt.xticks(ticks=range(len(cities)), labels=cities.keys())
plt.yticks(ticks=range(len(cities)), labels=cities.keys())
plt.title('Distance between Cities')
plt.show()

このコードは、4つの都市（東京、ニューヨーク、ロンドン、シドニー）の緯度経度を使用し、それらの間の距離を計算し、結果をヒートマップとして可視化しています。

各都市間の距離が色で表され、より遠い場所ほど色が濃くなります。

こうした手法を用いて、地理的な位置関係を視覚的に表現することができます。

ソースコード解説

このコードは、PythonのSciPyライブラリを使用して、4つの都市の緯度経度からそれぞれの都市間の距離を計算し、その結果をヒートマップで可視化するものです。

詳細に見ていきましょう。

ライブラリのインポート

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from scipy.spatial.distance import cdist
import matplotlib.pyplot as plt

必要なライブラリをインポートしています。

  • cdist: SciPyの距離関数を使用して、配列内の要素間の距離を計算するために使用されます。
  • matplotlib.pyplot: グラフ描画のためのライブラリです。

都市の緯度経度の定義

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cities = {
    'Tokyo': (35.6895, 139.6917),
    'New York': (40.7128, -74.0060),
    'London': (51.5074, -0.1278),
    'Sydney': (-33.8688, 151.2093)
}

4つの都市（東京、ニューヨーク、ロンドン、シドニー）の緯度経度データを辞書形式で定義しています。

緯度経度のnumpy配列への変換

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locations = list(cities.values())

cities辞書から値（緯度経度）を取り出し、それをnumpy配列に変換しています。

都市間の距離の計算

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distances = cdist(locations, locations)

cdist関数を使用して、各都市間の距離を計算しています。
ここではデフォルトでユークリッド距離が使用されています。

結果のグラフ化

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plt.imshow(distances, cmap='viridis', interpolation='nearest')
plt.colorbar(label='Distance (degrees)')
plt.xticks(ticks=range(len(cities)), labels=cities.keys())
plt.yticks(ticks=range(len(cities)), labels=cities.keys())
plt.title('Distance between Cities')
plt.show()

imshow関数を使って都市間の距離をヒートマップとして表示しています。
colorbar関数でカラーバーを表示し、xticksおよびyticksでx軸とy軸の目盛りを設定し、都市名をラベルとして表示しています。
最後にtitle関数でグラフのタイトルを設定し、show関数でグラフを表示しています。