Demo: NumPy array masking, indexing, selectionΒΆ

UW Geospatial Data Analysis
CEE498/CEWA599
David Shean

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
a = np.arange(100)[::-1]
#a = np.random.random_integers(0,255,(10,10))
a = np.arange(100).reshape((10,10))
a
array([[ 0,  1,  2,  3,  4,  5,  6,  7,  8,  9],
       [10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19],
       [20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29],
       [30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39],
       [40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49],
       [50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59],
       [60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69],
       [70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79],
       [80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89],
       [90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99]])
a
array([[ 0,  1,  2,  3,  4,  5,  6,  7,  8,  9],
       [10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19],
       [20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29],
       [30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39],
       [40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49],
       [50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59],
       [60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69],
       [70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79],
       [80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89],
       [90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99]])
plt.imshow(a)
<matplotlib.image.AxesImage at 0x7f5930bc5bd0>
../../_images/05_Raster1_Intro_array_masking_indexing_5_1.png
idx = np.zeros_like(a).astype(bool)
plt.imshow(idx);
idx
array([[False, False, False, False, False, False, False, False, False,
        False],
       [False, False, False, False, False, False, False, False, False,
        False],
       [False, False, False, False, False, False, False, False, False,
        False],
       [False, False, False, False, False, False, False, False, False,
        False],
       [False, False, False, False, False, False, False, False, False,
        False],
       [False, False, False, False, False, False, False, False, False,
        False],
       [False, False, False, False, False, False, False, False, False,
        False],
       [False, False, False, False, False, False, False, False, False,
        False],
       [False, False, False, False, False, False, False, False, False,
        False],
       [False, False, False, False, False, False, False, False, False,
        False]])
../../_images/05_Raster1_Intro_array_masking_indexing_6_1.png
idx[3:7,3:7] = True
plt.imshow(idx);
idx
array([[False, False, False, False, False, False, False, False, False,
        False],
       [False, False, False, False, False, False, False, False, False,
        False],
       [False, False, False, False, False, False, False, False, False,
        False],
       [False, False, False,  True,  True,  True,  True, False, False,
        False],
       [False, False, False,  True,  True,  True,  True, False, False,
        False],
       [False, False, False,  True,  True,  True,  True, False, False,
        False],
       [False, False, False,  True,  True,  True,  True, False, False,
        False],
       [False, False, False, False, False, False, False, False, False,
        False],
       [False, False, False, False, False, False, False, False, False,
        False],
       [False, False, False, False, False, False, False, False, False,
        False]])
../../_images/05_Raster1_Intro_array_masking_indexing_7_1.png
a[idx]
array([33, 34, 35, 36, 43, 44, 45, 46, 53, 54, 55, 56, 63, 64, 65, 66])
a[~idx]
array([ 0,  1,  2,  3,  4,  5,  6,  7,  8,  9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16,
       17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 37,
       38, 39, 40, 41, 42, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 57, 58, 59, 60, 61, 62,
       67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83,
       84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99])
b = np.ma.array(a, mask=idx)
plt.imshow(b);
b
masked_array(
  data=[[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9],
        [10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19],
        [20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29],
        [30, 31, 32, --, --, --, --, 37, 38, 39],
        [40, 41, 42, --, --, --, --, 47, 48, 49],
        [50, 51, 52, --, --, --, --, 57, 58, 59],
        [60, 61, 62, --, --, --, --, 67, 68, 69],
        [70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79],
        [80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89],
        [90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99]],
  mask=[[False, False, False, False, False, False, False, False, False,
         False],
        [False, False, False, False, False, False, False, False, False,
         False],
        [False, False, False, False, False, False, False, False, False,
         False],
        [False, False, False,  True,  True,  True,  True, False, False,
         False],
        [False, False, False,  True,  True,  True,  True, False, False,
         False],
        [False, False, False,  True,  True,  True,  True, False, False,
         False],
        [False, False, False,  True,  True,  True,  True, False, False,
         False],
        [False, False, False, False, False, False, False, False, False,
         False],
        [False, False, False, False, False, False, False, False, False,
         False],
        [False, False, False, False, False, False, False, False, False,
         False]],
  fill_value=999999)
../../_images/05_Raster1_Intro_array_masking_indexing_10_1.png
b = np.ma.array(a, mask=~idx)
plt.imshow(b);
b
masked_array(
  data=[[--, --, --, --, --, --, --, --, --, --],
        [--, --, --, --, --, --, --, --, --, --],
        [--, --, --, --, --, --, --, --, --, --],
        [--, --, --, 33, 34, 35, 36, --, --, --],
        [--, --, --, 43, 44, 45, 46, --, --, --],
        [--, --, --, 53, 54, 55, 56, --, --, --],
        [--, --, --, 63, 64, 65, 66, --, --, --],
        [--, --, --, --, --, --, --, --, --, --],
        [--, --, --, --, --, --, --, --, --, --],
        [--, --, --, --, --, --, --, --, --, --]],
  mask=[[ True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,
          True],
        [ True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,
          True],
        [ True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,
          True],
        [ True,  True,  True, False, False, False, False,  True,  True,
          True],
        [ True,  True,  True, False, False, False, False,  True,  True,
          True],
        [ True,  True,  True, False, False, False, False,  True,  True,
          True],
        [ True,  True,  True, False, False, False, False,  True,  True,
          True],
        [ True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,
          True],
        [ True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,
          True],
        [ True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,  True,
          True]],
  fill_value=999999)
../../_images/05_Raster1_Intro_array_masking_indexing_11_1.png