在 R 中使用 ggplot2 进行图形可视化

面向 SAS 用户的 R

Melinda Higgins, PhD

Research Professor/Senior Biostatistician Emory University

ggplot2 包

ggplot2 六边形贴纸标识

ggplot2 是 R 的强大绘图包
ggplot 中的 "GG" 指的是 "grammar of graphics"
ggplot2 采用分层绘图方式
在基础图层上添加一个或多个几何对象

图层——基础图层

# Create plot for x=sex and y=diameter
ggplot(data = abalone, aes(sex, diameter))

用 ggplot() 定义基础图层
设置 data = abalone
将 aes 设为 sex 和 diameter
目前还没有添加几何对象
x 轴已就绪用于 sex
y 轴已就绪用于 diameter
网格已铺好

ggplot2 图形环境，尚无箱线图

图层——添加箱线图几何对象

# Add boxplot geometric object or geom
ggplot(data = abalone,
       aes(sex, diameter)) +
  geom_boxplot()

使用加号 + 添加图层
添加箱线图 geom_boxplot()
得到一组箱线图
按性别展示鲍鱼直径
F 雌性，I 幼体，M 雄性

ggplot2 已添加箱线图

图层——添加主题

# Add black white theme
ggplot(data = abalone,
       aes(sex, diameter)) +
  geom_boxplot() +
  theme_bw()

用 theme_bw() 添加主题图层
去除灰色背景
在图外画黑色边框

ggplot2 箱线图已添加黑白主题

将箱线图改为小提琴图

# Change to geom_violin()
ggplot(data = abalone,
       aes(sex, diameter)) +
  geom_violin() +
  theme_bw()

用 geom_violin 替换 geom_boxplot
生成类似小提琴的形状
反映数据密度分布
小改动即可得到新图

ggplot2 小提琴图

单变量直方图

# Make histogram of shuckedWeight
ggplot(abalone, aes(shuckedWeight)) +
  geom_histogram()

为单个变量绘制直方图
一个变量 = 一个美学映射
添加 geom_histogram()
将 aes() 设为 shuckedWeight
默认配色需调整

ggplot2 直方图全黑

直方图添加配色

# Make lines black and fill light blue
ggplot(abalone, aes(shuckedWeight)) +
  geom_histogram(color = "black",
                 fill = "lightblue")

修改图形参数
设置区间边线的 color
设置区间填充的 fill 颜色
选项写在函数的 () 内
直方图更美观了

ggplot2 蓝色柱，黑色边线的直方图

直方图添加标题与轴标签

# Add x, y axis labels and title
ggplot(abalone, aes(shuckedWeight)) +
  geom_histogram(color = "black",
                 fill = "lightblue") +
  xlab("Shucked Weight") +
  ylab("Frequency Counts") +
  ggtitle("Shucked Weights Histogram")

为坐标轴和标题添加更佳标签
坐标轴用 xlab() 和 ylab()
标题用 ggtitle()
这幅图已可发布！

ggplot2 直方图已添加轴标签和标题

绘制散点图

# Make scatterplot with geom_point()
ggplot(abalone,
       aes(rings, shellWeight)) +
  geom_point()

散点图的 aes 需要两个变量
geom_point() 添加点
绘制按环数的壳重散点图

ggplot2 按环数的壳重散点图

散点图添加平滑拟合线

# Add smoothed fit line
ggplot(abalone,
       aes(rings, shellWeight)) +
  geom_point() +
  geom_smooth()

在散点图上添加 geom_smooth() 拟合线
自带阴影置信区间

ggplot2 散点图已添加平滑拟合线

按另一变量创建分面面板

# Add panels using facet_wrap()
ggplot(abalone,
       aes(rings, shellWeight)) +
  geom_point() +
  geom_smooth() +
  facet_wrap(vars(sex))

在散点图上再加一层
为每个鲍鱼性别创建分面面板
添加 facet_wrap() 图层
用 vars(sex) 指定分面变量

ggplot2 按性别的三面板散点图

后续内容

第 1 章以图形入门作结
- ggplot2 绘图基础
- 按性别可视化鲍鱼测量值
第 2 章讲数据整形
- 清理鲍鱼数据集
第 3 章讲数据探索
- 描述统计、相关性与比较检验
第 4 章讲建模与结果展示
- 用测量值预测鲍鱼年龄
- 按性别比较模型

让我们为鲍鱼做些图吧

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