Графическая визуализация в R с использованием ggplot2

R для пользователей SAS

Melinda Higgins, PhD

Research Professor/Senior Biostatistician Emory University

Пакет ggplot2

Логотип ggplot2 в виде шестиугольника

ggplot2 — мощный пакет для построения графики в R
«GG» в ggplot означает «грамматика графики»
ggplot2 использует послойный подход к построению графики
К базовому слою графика добавляются один или несколько геометрических объектов

Слои — базовый слой

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

Задайте базовый слой с помощью ggplot()
Укажите data = abalone
Задайте aes как sex и diameter
Графических объектов на графике пока нет
Ось X готова для sex
Ось Y готова для diameter
сетка построена

Графическая среда ggplot2 без боксплота

Слои — добавление geom боксплота

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

Оператор + добавляет слой
Добавлен боксплот geom_boxplot()
Результат — серия боксплотов
Диаметры abalone по полу
F — самки, I — молодь, M — самцы

Добавлены боксплоты ggplot2

Слои — добавление темы

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

Добавьте слой темы с помощью theme_bw()
Убирает серый фон
Рисует чёрную рамку вокруг графика

Добавлена чёрно-белая тема к боксплоту ggplot2

Замена geom боксплота на geom скрипичной диаграммы

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

geom_violin заменяет geom_boxplot
Создаёт форму, похожую на скрипку
Отражает распределение плотности данных
Простое изменение для нового графика

Скрипичная диаграмма ggplot2

Гистограмма одной переменной

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

Создайте гистограмму для одной переменной
Одна переменная = одна эстетика
Добавьте geom_histogram()
Задайте aes() как shuckedWeight
Цвета по умолчанию нужно изменить

Гистограмма ggplot2 полностью чёрного цвета

Добавление цветов на гистограмму

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

Измените графические параметры
Задайте color для линий столбцов
Задайте цвет заливки fill для столбцов
Каждый параметр задаётся внутри ()
Гистограмма выглядит гораздо лучше

Гистограмма ggplot2 с синими столбцами и чёрными линиями по краям

Добавление заголовка и подписей осей на гистограмму

# 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")

Добавьте понятные подписи осей и заголовок
Используйте xlab() и ylab() для осей
Используйте ggtitle() для заголовка
Этот график готов к публикации!

Гистограмма ggplot2 с подписями осей и заголовком

Построение точечной диаграммы

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

Для точечной диаграммы aes нужны две переменные
geom_point() добавляет точки
Точечная диаграмма веса раковины по числу колец

Точечная диаграмма ggplot2: вес раковины по числу колец

Добавление сглаженной линии тренда на диаграмму

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

Добавьте к диаграмме линию geom_smooth()
Включает затенённую область доверительного интервала

Точечная диаграмма ggplot2 со сглаженной линией тренда

Создание панелей по другой переменной

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

Добавьте ещё один слой к диаграмме
Создайте панели для каждого пола abalone
Добавьте слой facet_wrap()
vars(sex) задаёт переменную для панелей

Точечная диаграмма ggplot2 с 3 панелями по полу

Оставшаяся часть курса

Глава 1 завершается кратким введением в графику
- основы графических навыков ggplot2
- визуализация измерений abalone по полу
Глава 2 учит навыкам обработки данных
- очистка набора данных abalone
Глава 3 учит методам исследования данных
- описательная статистика, корреляции и сравнительные тесты
Глава 4 учит моделированию и представлению результатов
- предсказание возраста abalone по измерениям
- изучение моделей по полу

Давайте построим несколько графиков для abalone

R для пользователей SAS