Pythonで等高線グラフを描こう！plt.contourの使い方完全ガイド【初心者向け】

Pythonでデータの可視化といえば、真っ先に思い浮かぶのが matplotlib ライブラリ。その中でも matplotlib.pyplot は、グラフ作成に欠かせない超定番モジュールです。

今回は、特に2次元の等高線グラフを描くために使われる plt.contour() の基本的な使い方と、カラーマップ（colormap）を使ったスタイリング、そして matplotlib のインストール方法まで、わかりやすく解説します。

✅ matplotlib.pyplotとは？【超基本】

matplotlib.pyplot は、Pythonでグラフを描画するためのインターフェースです。棒グラフ、折れ線グラフ、ヒートマップ、等高線図など、様々なビジュアライゼーションを簡単に作ることができます。

✅ plt.contour() とは？どういうときに使う？

plt.contour() は、2次元のスカラー場に対して等高線（contour lines）を描画する関数です。例えば、地形の高さ、温度分布、電場の強さなど、値の変化を線で表現したいときに使います。

plt.contour(X, Y, Z, cmap='coolwarm')

ここで X, Y は座標の格子、Z はそれぞれの点の値、cmap は色のスタイル（colormap）です。

✅ matplotlibのインストール方法【pip & conda対応】

matplotlib.pyplot を使うには、まず matplotlib をインストールしましょう。

pipを使う場合（多くの人はこちら）

pip install matplotlib

インストール後、以下で確認：

import matplotlib.pyplot as plt

エラーが出なければ成功です。

✅ 実例で理解する：等高線グラフを描いてみよう

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# データ作成
x = np.linspace(-3, 3, 100)
y = np.linspace(-3, 3, 100)
X, Y = np.meshgrid(x, y)
Z = np.sin(X) * np.cos(Y)

# 等高線図を描く
plt.contour(X, Y, Z, levels=10, cmap='coolwarm')
plt.colorbar()
plt.title("contour plot")
plt.show()

このコードでは、Z = sin(X) * cos(Y) という関数に基づいて、等高線がカラフルに描かれます。色は 'coolwarm' を使っていて、青から赤へのグラデーションで数値の変化が視覚的に分かりやすくなっています。

✅ cmap='coolwarm' って何？【カラーマップの選び方】

cmap='coolwarm' は、色のスキーム（カラーマップ）を指定しています。

青 → 白 → 赤 のグラデーション
中間（ゼロ付近）が白く、正の値が赤、負の値が青で表示される
科学データや統計データの視覚化にぴったり

他にもたくさんのカラーマップがあります。よく使われるもの：

'viridis'（デフォルト）
'plasma'
'inferno'
'jet'（昔からあるが最近は非推奨）

確認方法はこちら：

import matplotlib.pyplot as plt
plt.colormaps()  # matplotlib 3.4以上

✅ plt.contour()とplt.contourf()の違い

関数	機能
`plt.contour()`	線のみの等高線図
`plt.contourf()`	塗りつぶされた等高線図

より視覚的に見やすくしたい場合は contourf() を使ってみましょう！

✅ おわりに：Pythonで可視化する力を育てよう

plt.contour() を使いこなせるようになると、2次元データを効果的に視覚化できるようになります。温度の分布、地形の起伏、関数のグラフなど、多くのシーンで役立ちます。

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