ZoneO-trucs pour Mandriva Linux

Comment tracer des graphiques scientifiques avec Mandriva Linux?

• 1- Logiciels
• 2- Tracer un jeu de données 2-D
• 3- Personnaliser le graphique
• 4- Ajustement de courbes et fonctions mathématiques
• 5- Exporter le graphique
• Liens

 
 

1- Logiciels

Vaste question! Il existe de nombreux types de graphiques scientifiques et les besoins sont divers et variés... Je vais donc essayer de me limiter à un exemple simple. A vous de l'améliorer!

En termes de logiciels, il y a pas mal de choix, mais je me limiterai à deux d'entre eux:

• Gnuplot: un logiciel pour tracer des graphiques, principalement dirigé depuis la ligne de commande,
• Grace: un logiciel de graphiques 2D avec une solide interface graphique.

Ce deux logiciels sont gratuits et disponibles pour de nombreuses plateformes, dont mandriva linux (voir un ancien tutoriel "Installer des logiciels avec Mandriva"), et même windows, c'est tout dire... Gnuplot a probablement plus de fonctionalités, une bonne manipulation des couleurs, des graphes en 3-D et pas mal d'options. Par contre, il faut tout faire depuis la ligne de commande, ce qui peut être long et prendre du temps à apprendre. Grace en revanche inclue un bonne interface graphique, s'utilise plus facilement, tout en incluant de solides fonctions mathématique. Tout dépend de votre utilisation, mais personnellement, je trouve que Grace est plus pratique...

2- Tracer un jeu de données 2-D

Bon, disons que vous voulez tracer un simple graphique 2-D, avec des données sorties d'un fichier disposé en colonnes. Pour Grace il vous faudra un fichier texte, avec des colonnes séparées par des espaces ou des tabulateurs, et les lignes de commentaires commençant par le caractère #. Par exemple, je vais utiliser un fichier très scientifique tel que le cours de Yahoo en bourse en 2005 (source: finance.yahoo.com). Ce fichier contient 7 colonnes, la première est la date, et la dernière le cours à tracer.

Il y a quelques petites difficultés pour importer des dates dans Grace mais ce fichier marchera correctement si vous lui dites d'utiliser le standard européen (dans les Preferences).

Pour importer vos données, sélectionnez le menu Data -> Import -> ASCII... et vous obtiendrez la fenêtre de la Figure 2:

• sélectionnez le bon dossier,
• assurez-vous que le filtre de nom ne cache pas votre fichier (remplacez *.dat par *.csv par exemple),
• sélectionnez votre fichier,
• sélectionnez l'option Load as "Block data",
• cliquez sur Accept

Dans la fenêtre suivant,

• sélectionnez XY plot,
• X dans la colonne 1,
• Y dans la colonne 7,
• et cliquez sur Accept.

C'est fait, vous avez tracé un graphique (Figure 3)...

3- Personnaliser le graphique

D'accord, vous avez un graphique, mais il n'a pas l'air très propre! Il y a des milliers de possibilités pour l'améliorer, donc je vais me cantonner aux plus simples...

Arrière-plan: par défaut, l'arrière plan est blanc, et vous pouvez le changer dans Plot -> Plot appearance. Il y a plusieurs choix, dont un option pour rendre l'arrière plan transparent (retirer l'option Fill). Cette option est recommandée si vous allez exporter votre graphique en PS ou EPS. Dans les autres cas, faites ce qui vous plaît!

Taille du graphique, bords, ou titre:: ils peuvent être changés depuis le menu Plot -> Graph appearance. Par exemple, vous pouvez rendre le graphique un peu plus petit avec un bord plus épais...

Les axes: toutes les propriétés des axes peuvent être configurées depuis le menu Plot -> Axis properties (Figure 4).

Ligne et symboles: la couleur de la ligne, son épaisseur, les symboles, les barres d'erreur... sont tous configurés depuis le menu Plot -> Set appearance.

Légende: ajouter une légende prend quelques étapes. Tout d'abord, il faut donner un nom à chaque jeu de données dans Plot -> Set appearance. Ensuite, les propriétés de la légende elle-même (position, cadre, police...) sont dans les panneaux Leg. box et Legends de la fenêtre obtenue dans le menu Plot -> Graph appearance.

Et voilà! Avec un peu d'efforts, vous devriez arriver à tracer un graphique comme celui de la Figure 5...

4- Ajustement de courbes et fonctions mathématiques

Maintenant que votre graphique est un petit peu plus joli, il reste à y travailler pour extraire de l'information... Grace inclue une multitude de fonctions d'analyses mathématique, donc n'hésitez pas à explorer les menus ou son guide d'utilisateur.

Moyenne glissante: pour calculer une moyenne glissante, sélectionnez le menu Data -> Transformations -> Running averages, le jeu de données à étudier et la longueur de votre moyenne. Changez quelques couleurs Plot -> Set appearance, et vous devriez être capables d'obtenir le graphique de la Figure 6

Ajustement de fonctions (facile): pour ajuster un polynôme, une loi de puissance, une exponentielle, ou encore un log, utilisez les fonctions disponibles dans Data -> Transformations -> Regression. Sélectionnez les données à fitter, et que tracer. Si vous n'avez que quelques points dans vos données et voulez utiliser le résultat du fit pour interpoler, vous devriez utiliser l'option Load Function avec l'intervalle et le nombre de points qui vont bien.

Ajustement de fonctions (plus compliqué): si la fonction à ajuster n'est pas disponible par défaut, il faut utiliser Data -> Transformations -> Non Linear Curve Fitting.... Par exemple, le cours de Yahoo en 2005 ressemble beaucoup à une ligne droite plus une sinusoïde de période proche de 180 jours, en gros,une équation du type

y = a0 + a1x + a2 * sin(x*2*pi/a4-a3)

avec une valeur de départ de 180 pour a₄. Vous pouvez tout simplement entrer l'équation ci-dessus avec 180 pour valeur de départ de 180 pour a₄ et le résultat sera probablement pas mal (Figure 7). Maintenant, si vous voulez que la fonction ajustée serve pour extrapoler, sélectionnez le panneau Advanced et, au lieu de tracer les Fitted values, sélectionnez la Function, encore une fois avec l'intervalle et le nombre de points qui vont bien.

Et nous voici avec la prédiction des analystes de ZoneO pour le cours en bourse de Yahoo en 2006 (Figure 8). Et je vous dis tout de suite, vous ne trouverez pas mieux dans les journaux économiques!

5- Exporter le graphique

Pour publier votre graphique, encore faut-il l'exporter... Dans Grace, vous pouvez choisir votre format dans File -> Print setup... entre

• postscript et encapsulated postscript (EPS),
• framemaker (MIF),
• scalable vector graphics (SVG),
• PNM,
• jpeg,
• et png.

Aussi, n'oubliez pas de définir un nom de fichier dans le dialoque Print setup.

Une fois le format sélectionné, vous pouvez exporter votre fichier par la commande File -> Print. Personnellement, j'utilise le format EPS, éventuellement converti en pdf avec la commande epstopdf, pour des graphiques à inclure dans des documents scientifiques (en LaTeX par exemple). Pour les autres usages, j'utilise le format JPG ou PNG, éventuellement retravaillé avec le GIMP.

Pour finir, je vous offre ma prédiction pour le cours en bourse de Yahoo en 2006, dans le format PNG en Figure 9. Mais attention, je ne suis pas responsable si vous vous prenez une gamelle!

Liens

• Grace homepage
• Grace documentation
• un ancien tutoriel: Installer des logiciels avec Mandriva
• un nouveau tutoriel: Tracer une fonction mathématique avec Mandriva Linux
• Yahoo finances pour plus de donnée!

02/2006 Mise à jour: 03/2006