在 R 中使用 ggplot2 製作圖形視覺化

給 SAS 使用者的 R

Melinda Higgins, PhD

Research Professor/Senior Biostatistician Emory University

ggplot2 套件

ggplot2 六角貼紙標誌

ggplot2 是 R 的強大繪圖套件
ggplot 中的「GG」代表「圖形語法」
ggplot2 以分層方式建構圖形
在基底圖層上加入一個或多個幾何物件

圖層：基底層

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

用 ggplot() 定義基底圖層
設定 data = abalone
將 aes 設為 sex 與 diameter
目前尚未加入任何幾何物件
x 軸已對應 sex
y 軸已對應 diameter
網格已配置完成

ggplot2 圖形環境，尚未有盒鬚圖

圖層：加入盒鬚圖 geom

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

使用加號 + 加入圖層
新增盒鬚圖 geom_boxplot()
產生一系列盒鬚圖
依性別顯示鮑魚直徑
F 雌、I 幼體、M 雄

ggplot2 已加入盒鬚圖

圖層：加入主題

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

使用 theme_bw() 加入「主題」圖層
去除灰色背景
在圖外框加上黑色邊框

ggplot2 盒鬚圖加入黑白主題

將盒鬚圖 geom 改為小提琴圖 geom

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

以 geom_violin 取代 geom_boxplot
產生類似小提琴的形狀
反映資料的密度分布
小改動即可得到新圖形

ggplot2 小提琴圖

單變數長條圖

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

為單一變數建立長條圖
一個變數 = 一個對映
加入 geom_histogram()
將 aes() 設為 shuckedWeight
預設配色需要調整

ggplot2 直方圖全黑

長條圖加入配色

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

調整圖形參數
設定箱線的 color
設定箱體的 fill 顏色
各選項寫在 () 內
圖形更清楚美觀

ggplot2 藍色長條、黑色外框的直方圖

長條圖加入標題與座標軸標籤

# 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")

為座標軸與標題加入更好的標籤
用 xlab()、ylab() 設定軸標籤
用 ggtitle() 設定標題
這張圖已可發佈！

ggplot2 直方圖已加入軸標籤與標題

製作散佈圖

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

散佈圖的 aes 需兩個變數
geom_point() 加入點
以環數對應殼重的散佈圖

ggplot2 殼重對環數的散佈圖

散佈圖加入平滑擬合線

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

在散佈圖上加入 geom_smooth() 平滑線
會包含陰影信賴區間

ggplot2 散佈圖加入平滑擬合線

依另一變數建立面板

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

再為散佈圖加一層
為每個鮑魚性別建立分面面板
加入 facet_wrap() 圖層
用 vars(sex) 指定分面變數

ggplot2 依性別分成 3 個面板的散佈圖

課程後續內容

第 1 章以簡介繪圖作結
- ggplot2 繪圖技能基礎
- 依性別視覺化鮑魚量測
第 2 章教授資料整備技能
- 清理鮑魚資料集
第 3 章教授資料探索方法
- 敘述統計、相關與比較檢定
第 4 章教授建模與結果呈現
- 以量測值預測鮑魚年齡
- 依性別比較模型

來為鮑魚畫些圖吧

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