将2D numpy数组重新调整为3个1D数组，其中包含x、y索引。

Question

我有一个由值填充的numpy 2D数组（50x50），我想将这个2D数组压缩成一列（2500x1），但是值的位置很重要。可以将索引转换为空间坐标，因此我需要另外两个（x，y）（2500x1）数组，以便检索相应值的x，y空间坐标。

例如：

My 2D array: 
--------x-------
[[0.5 0.1 0. 0.] |
 [0. 0. 0.2 0.8] y
 [0. 0. 0. 0. ]] |

My desired output: 
#Values
[[0.5]
 [0.1]
 [0. ]
 [0. ]
 [0. ]
 [0. ]
 [0. ]
 [0.2]
 ...], 
#Corresponding x index, where I will retrieve the x spatial coordinate from
[[0]
 [1]
 [2]
 [3]
 [4]
 [0]
 [1]
 [2]
 ...], 
#Corresponding y index, where I will retrieve the x spatial coordinate from
[[0]
 [0]
 [0]
 [0]
 [1]
 [1]
 [1]
 [1]
 ...], 

有什么提示可以做到这一点吗？我试过几种方法，但它们都没有起作用。

- user3611

Answer 1

假设您想将数组压平并重新塑形为单列，请使用reshape：

a = np.array([[0.5, 0.1, 0., 0.],
              [0., 0., 0.2, 0.8],
              [0., 0., 0., 0. ]])

a.reshape((-1, 1)) # 1 column, as many row as necessary (-1)

输出：

array([[0.5],
       [0.1],
       [0. ],
       [0. ],
       [0. ],
       [0. ],
       [0.2],
       [0.8],
       [0. ],
       [0. ],
       [0. ],
       [0. ]])

获取坐标

y,x = a.shape
np.tile(np.arange(x), y)
# array([0, 1, 2, 3, 0, 1, 2, 3, 0, 1, 2, 3])
np.repeat(np.arange(y), x)
# array([0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2])

或者简单地使用unravel_index：

Y, X = np.unravel_index(range(a.size), a.shape)
# (array([0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2]),
#  array([0, 1, 2, 3, 0, 1, 2, 3, 0, 1, 2, 3]))

- mozway

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谢谢，你知道我怎么才能对空间坐标做同样的事情吗？ - user3611

@user3611 确定，看编辑 - mozway

对于索引部分，使用np.unravel_index(range(a.size), a.shape)更简单。 - bb1

@bb1 谢谢，不错的建议！我会更新答案的！ - mozway

谢谢大家的帮助！这些方法都有效！ - user3611

Answer 2

根据你的例子，使用np.indices函数：

data = np.arange(2500).reshape(50, 50)
y_indices, x_indices = np.indices(data.shape)

重新塑造你的数据：

data = data.reshape(-1,1)
x_indices = x_indices.reshape(-1,1)
y_indices = y_indices.reshape(-1,1)

- NassimH

Answer 3

为了简单起见，让我们使用以下代码片段重新生成您的数组：

value = np.arange(6).reshape(2, 3)

首先，我们创建变量x和y，它们分别包含每个维度的索引：

x = np.arange(value.shape[0])
y = np.arange(value.shape[1])

np.meshgrid是与您描述的问题相关的方法：

xx, yy = np.meshgrid(x, y, sparse=False)

最后，使用以下代码将所有元素转换成所需的形状：

xx = xx.reshape(-1, 1)
yy = yy.reshape(-1, 1)
value = value.reshape(-1, 1)

- Fariman Guliev

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你使用的变量名在这里并不影响答案，但是数组的形状返回的不是 (x, y) 而是 (y, x) 吗？这将使得你的 x（和 xx）实际上给出了高度（或 y 轴）的值，反之亦然。 - Edward Spencer