如何使用R语言进行交互数据可视化

Python026

如何使用R语言进行交互数据可视化,第1张

说起R语言的交互包,第一个想到的应该就是rCharts包。该包直接在R中生成基于D3的Web界面。

rCharts包的安装

require(devtools)

install_github('rCharts', 'ramnathv')

rCharts函数就像lattice函数一样,通过formula、data指定数据源和绘图方式,并通过type指定图表类型。

下面通过例子来了解下其工作原理。我们以鸢尾花数据集为例,首先通过name函数对列名进行重新赋值(去掉单词间的点),然后利用rPlot函数绘制散点图(type=”point”),并利用颜色进行分组(color=”Species”)。

library(rCharts)

names(iris) = gsub("\\.", "", names(iris))

p1 <- rPlot(SepalLength ~ SepalWidth | Species, data = iris, color = 'Species', type = 'point')

p1

rCharts支持多个javascript图表库,每个都有自己的长处。每一个图表库有多个定制选项,其中大部分rCharts都支持。

NVD3 是一个旨在建立可复用的图表和组件的 d3.js 项目——它提供了同样强大的功能,但更容易使用。它可以让我们处理复杂的数据集来创建更高级的可视化。在rCharts包中提供了nPlot函数来实现。

下面以眼睛和头发颜色的数据(HairEyeColor)为例说明nPlot绘图的基本原理。我们按照眼睛的颜色进行分组(group=”eye”),对头发颜色人数绘制柱状图,并将类型设置为柱状图组合方式(type=”multiBarChart”),这样可以实现分组和叠加效果。

library(rCharts)

hair_eye_male <- subset(as.data.frame(HairEyeColor), Sex == "Male")

hair_eye_male[,1] <- paste0("Hair",hair_eye_male[,1])

hair_eye_male[,2] <- paste0("Eye",hair_eye_male[,2])

n1 <- nPlot(Freq ~ Hair, group = "Eye", data = hair_eye_male,

type = "multiBarChart")

n1

可以通过图形右上角选择需要查看或隐藏的类别(默认是全部类别显示的),也能通过左上角选择柱子是按照分组还是叠加的方式进行摆放(默认是分组方式)。如果选择Stacked,就会绘制叠加柱状图。

R 有几种用于制作图形的系统,但 ggplot2 是最优雅和最通用的系统之一。与大多数其他图形包不同,ggplot2 具有基于图形语法的底层语法,它允许您通过组合独立组件来组合图形。如果想要更加了解ggplot2,请阅读 ggplot2: Elegant Graphics for Data Analysis ,可以从 https://ggplot2-book.org/getting-started.html 学习本书

所有的图都由数据data,想要可视化的信息,映射mapping(即数据变量如何映射到美学属性的描述)组成

1. 图层(layers) 是几何元素和统计变换的集合。几何对象,简称 geoms ,代表你在图中实际看到的东西:点、线、多边形等等。 统计转换,简称 stats ,总结数据:例如,装箱和计数观察,以创建一个直方图,或拟合一个线性模型。

2. Scales 将数据空间中的值映射到美学空间中的值。这包括颜色、形状和大小的使用。Scale还绘制图例和轴,这使得从图中读取原始数据值成为可能(反向映射)。

3. 坐标(coords) 或坐标系统描述如何将数据坐标映射到图形的平面。它还提供了轴和网格线来帮助读取图形。我们通常使用笛卡尔坐标系,但也可以使用其他一些坐标系,包括极坐标和地图投影。

4. 刻面(facet) 指定如何拆分数据子集并将其显示为小倍数。这也被称为条件反射或网格/格子。

5. theme 控制更精细的显示点,如字体大小和背景颜色。

ggplot2有许多参数,可根据需求自行选取,具体参数详情可见 https://ggplot2.tidyverse.org/reference/index.html

基础绘图:由 ggplot(data,aes(x,y))+geom_ 开始,至少包含这三个组件,可以通过"+"不断的添加layers, scales, coords和facets。

Geoms :几何对象,通常,您将使用geom_函数创建层,以下为常用的图形:

geom_bar() :直方图,条形图

geom_boxplot() :box图

geom_density() :平滑密度估计曲线

geom_dotplot() :点图

geom_point() :点图

geom_violin() :小提琴图

aes(),颜色、大小、形状和其他审美属性

要向绘图添加其他变量,我们可以使用其他美学,如颜色、形状和大小。

按照属性定义

它们的工作方式与 x 和 y 相同,aes():

aes(displ, hwy, colour = class) #按照某个属性着色

aes(displ, hwy, shape = drv) #按照某个属性定义

aes(displ, hwy, size = cyl) #按照某个属性定义

整体自定义

geom_xxx(colour =自定义颜色)

geom_xxx(shape=形状编号)

geom_xxx(size =编号大小定义 0-10)

注意根据需求按照aes()还是geom进行添加属性

以下为R语言中各shape形状编号

scale控制如何将数据值转换为视觉属性的细节。

labs()和lims() 是对标签和限制进行最常见调整。

labs() ,主要对图形进行调整,注释等

labs()括号内参数:title主标题,subtitle副标题,caption右下角描述,tag左上角

xlab() ,x轴命名

ylab() ,y轴命名

ggtitle() ,标题

lims()

xlim() , xlim(a,b) 限制坐标(a,b)

ylim() , ylim(a,b) 限制坐标(a,b)

scale_alpha() 透明度尺度

scale_shape() , 搭配aes(shape=某个属性)使用

参数:name ,solid =T/F是否填充

scale_size()搭配aes(size=某个属性)使用

参数:name,range =c(0, 10)

1.适用于发散和定性的数据

a. scale_colour_brewer() ,scale_colour_brewer(palette =" "),scale_colour_brewer(palette ="Green ")

palette来自RcolorBrewer包,所有面板:

b. scale_colour_manual()

scale_colour_manual(values=c( )) 可以 自定义颜色 ,常用的参数

values可直接定义颜色,但是建议使用命名向量,例如

values=c("8" = "red", "4" = "blue", "6" = "darkgreen", "10" = "orange")

PS:注意在aes(colour=factor()),一定要把因素转换为factor型,否则无效

2.适用于连续的值,渐变颜色

a. scale_colour_gradient()

scale_colour_gradient (low =" ",high=" "),根据值大小定义颜色,创建两个颜色梯度(低-高),

b. scale_colour_gradient2()

scale_colour_gradient2(low = " ",mid = " ",high = " ")创建一个发散的颜色梯度(低-中-高)

c. scale_colour_gradientn()

创建一个n色渐变,scale_colour_gradientn(colours =许多R语言中的颜色面板),

默认坐标系是笛卡尔 coord_cartesian()

一般不会修改

facet_grid() ,在网格中布置面板

facet_grid(rows = vars() ) cols或rows = vars(因素),图形按列或行分割

facet_wrap()

facet_wrap(vars( ), ncol =n) , ncol或者nrow,分为多少行多少列

theme_bw() ,可以覆盖所有主题,背景变为白色,我们在文章中所用的图片大都需要该背景。

或者用 theme_classic() ,同时去除了网格线

theme() ,修改主题的组件,里面涉及多个参数,根据需求调整

常见参数:

legend.position,图例的位置,包括 "left" 左, "right" 右, "bottom" 下, "top" 上和"none",不显示

比如你有一个Excel数据文件,里面数据一大堆,看起来毫无规律,你是不是想做个饼图看一下各成分分布的百分比?是不是想做个折线图看有没有相关性或其他规律?是不是想做个直方图看哪个区间分布的较多?把这些数据做个图出来看起来更直观就叫数据可视化。

当然在R里做就叫“R语言数据可视化”。它能给你远超Excel图表的可视化能力。