R语言绘图——数据可视化ggplot2 介绍和主要的参数

Python011

R语言绘图——数据可视化ggplot2 介绍和主要的参数,第1张

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

1.  R语言自带函数cor(data, method=" ")可以快速计算出相关系数 ,数据类型:data.frame

 如data.frame为:zz, 绘图如下:

a. single protein:线性回归画法

1. ggplot(zz,aes(x=a, y=HDL))+

   geom_point(alpha=1,colour="#FFA54F")+

   geom_smooth(method = lm,colour="#8B658B")+

   #scale_color_brewer(palette = "Set1")+

   theme_bw()+

   labs(x="Ferritin",y="HDL.C",title="Pearson’s correlation test of ferritin and HDL.C")+

   annotate("text", x = 1000, y = 2.5, label = "r = -0.51",colour="black",size=4)

2. library(ggstatsplot)

 ggscatterstats(data = alldata,

               y = TRANSFUSION.UNIT,

                x = NPTXR,

                centrality.para = "mean",  #"mean" or "median"                         

               margins = "both",                                       

                xfill = "#D8BFD8",

                yfill = "#EEDD82",

                #line.size= ,

                line.color="#8B6969",

               point.color="#2F4F4F",

                marginal.size=4,

               marginal.type = "density", # "histogram", "boxplot", "density", "violin", "densigram")

                title = "Relationship between TRANSFUSION.UNIT and NPTXR")

b. ggcorrplot, 全部蛋白 global correlation map 画法

ggcorrplot(cor(alldata))

2.  summary(lm(y~x),method=" ") %>%.[["coefficients"]]   正规线性回归

     (其实就是:a<-lm(y~x1+x2+...,data)

      plot(summary(lm(y~x),method=" ")) #绘图

3.  ggcor部分数据绘图:  数据类型为data.frame,纵坐标为各指标or各蛋白,行为观测值。

data <- fortify_cor(alldata[,10:11],alldata,cluster.type = "col")

ggcor<-ggcor(data,label_size=0.5) +

  geom_colour()+

  theme(axis.text.x = element_text(colour = "black",size = 4.7),

                                                        axis.text.y=element_text(size=5.5),

                                                        axis.ticks=element_blank())+

  geom_num(aes(num=r),colour="black",size=1.5)

4. corrr包画法

datasets::mtcars %>%

  correlate() %>%

  focus(-cyl, -vs, mirror = TRUE) %>%

  rearrange() %>%

  network_plot(min_cor = .2)

给你一些代码,你慢慢研究:

install.packages('ggplot2')

library(ggplot2)

ggplot(a)+geom_bar(aes(x1,y,fill/col=x1/x2),position='dodge',stat='summary',fun='sum'/'mean')条形图+theme(text = element_text(family='Kai'))

ggplot(a)+geom_boxplot(aes(x1,y,col=x1/x2))箱线图

ggplot(a)+geom_point(aes(x1,y,col=x1/x2),position=position_jitter(width=0.04))散点图

1+geom_point(aes(x1,y,col=x1/x2),stat='summary',fun='sum'/'mean')+散点

2+geom_line(aes(x1,y,group=1/x2,col=x1/x2),stat='summary',fun='sum'/'mean')+折线

3+geom_errorbar(aes(x=x1,ymin=y-se,ymax=y+se,col=x1/x2),position=position_dodge(0.9),width=0.2)+误差棒

4+geom_text(aes(x1,y,label=marker,col=x1/x2),position=position_dodge(0.9)vjust=2或y+2)+显著字母

ggplot(a,aes(x1,y,fill/col=x1/x2))+geom_bar(position='dodge',stat='summary',fun='sum'/'mean')+geom_errorbar(aes(ymin=y-se,ymax=y+se),position=position_dodge(0.9),width=0.2)+geom_text(aes(label=marker),position=position_dodge(0.9),vjust=-2)条形图+误差棒+显著字母(坐标写一次即可)

ggplot(a,aes(x1,y,col=x1/x2))+geom_point(position=position_jitter(width=0.04),stat='summary',fun='sum'/'mean')+geom_line(aes(group=1/x2),stat='summary',fun='sum'/'mean')+geom_errorbar(aes(ymin=y-se,ymax=y+se),position=position_dodge(0.9),width=0.2)+geom_text(aes(label=marker),position=position_dodge(0.9),vjust=-2)散点图+折线+误差棒+显著字母(坐标写一次即可)

+geom_density(aes(y=liqi))密度图(1个数值型)

+geom_area(aes(x=tan,y=liqi))区域图(2个数值型)

+geom_smooth(aes(x=tan,y=liqi,group/col=chong),formula=y~x,method='lm',se=F)拟合图,分组/线条颜色(2个数值型)

+facet_wrap(~riqi,ncol/nrow=2,labeller='label_both/value')分面图,每行或每列分面数,分面标题

+xlab('自变量1(单位)')+ylab('因变量(单位)')+scale_fill_discrete(name='自变量2')更改轴和图例名称+coord_cartesian(ylim= c(0,80))限定轴范围

(fill=x1/x2,有此即可变色)+scale_fill_manual(values = c('grey70', 'grey50', 'grey30'))改变条形填充颜色(颜色数量=分组数量)

(col=x1/x2,有此即可变色)+scale_color_manual(values = c('red', 'orange', 'yellow'))改变颜色(颜色数量=分组数量)