Графические визуализации в R с помощью ggplot2

R для пользователей SAS

Melinda Higgins, PhD

Research Professor/Senior Biostatistician Emory University

Пакет ggplot2

Логотип ggplot2

ggplot2 — мощный пакет для графики в R
«GG» в ggplot означает «грамматику графики»
ggplot2 строит графики послойно
Геометрические объекты добавляются поверх базового слоя

Слои — базовый слой

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

Определите базовый слой с помощью ggplot()
Задайте data = abalone
Задайте aes для sex и diameter
Графических объектов пока нет
Ось x готова для sex
Ось y готова для diameter
Сетка построена

Среда ggplot2 без боксплота

Слои — добавление геома 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 морских ушек по полу
F — самки, I — молодь, M — самцы

Боксплоты в 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

Боксплот ggplot2 с чёрно-белой темой

Замена боксплота на график-скрипку

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

geom_violin заменяет geom_boxplot
Создаёт форму, напоминающую скрипку
Отражает распределение плотности данных
Простая замена — и график уже другой

График-скрипка в ggplot2

Гистограмма по одной переменной

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

Гистограмма строится по одной переменной
Одна переменная — один эстетический параметр
Добавьте geom_histogram()
Задайте aes() равным shuckedWeight
Цвета по умолчанию нужно изменить

Гистограмма ggplot2 полностью чёрная

Добавление цветов в гистограмму

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

Измените графические параметры
Задайте color для границ столбцов
Задайте fill для заливки столбцов
Каждый параметр указывается внутри ()
Гистограмма стала значительно лучше

Гистограмма ggplot2 с синими столбцами и чёрными границами

Добавление заголовка и подписей осей

# 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 подписи осей и заголовок
Используйте xlab() и ylab() для осей
Используйте ggtitle() для заголовка
График готов к публикации!

Гистограмма ggplot2 с подписями осей и заголовком

Создание точечного графика

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

Для точечного графика aes требует две переменные
geom_point() добавляет точки
Точечный график веса раковины по кольцам

Точечный график ggplot2: вес раковины по кольцам

Добавление сглаженной линии подгонки

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

Добавьте к точечному графику линию geom_smooth()
Включает закрашенную область доверительного интервала

Точечный график ggplot2 со сглаженной линией подгонки

Разбивка на панели по переменной

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

Добавьте ещё один слой к точечному графику
Создайте панели для каждого пола морского ушка
Добавьте слой facet_wrap()
vars(sex) задаёт переменную для разбивки на панели

Точечный график ggplot2 с тремя панелями по полу

Что впереди

Глава 1 завершается кратким введением в графику
- Основы работы с ggplot2
- Визуализация измерений морских ушек по полу
Глава 2 — навыки обработки данных
- Очистка набора данных abalone
Глава 3 — методы исследования данных
- Описательная статистика, корреляции и сравнительные тесты
Глава 4 — моделирование и представление результатов
- Прогнозирование возраста морских ушек по измерениям
- Анализ моделей по полу

Давайте потренируемся!

R для пользователей SAS