R語言與醫學統計圖形-【15】ggplot2幾何對象之線圖

ggplot2繪圖系統——幾何對象之線圖

• 曲線：點連線、路徑曲線、時間序列曲線、模型擬合曲線......
• 直線：水平直線、垂直直線、斜線。

1.曲線

對象及其參數。

#路徑圖
geom_path(mapping = ,
          data = ,
          stat = 'identity',
          position = 'identity',
          lineend = 'butt', #線段兩端樣式，round/square
          linejoin = 'round', #線段交叉樣式，mitre/bevel
          linemitre = 1,
          arrow = ,
          na.rm = FALSE,
          show.legend = NA,
          inherit.aes = TRUE)

geom_line(mapping = ,
          data = ,
          stat = 'identity',
          position = 'identity',
          na.rm = F,
          show.legend = NA,
          inherit.aes = T)

示例時間序列曲線。

ggplot(economics,aes(date,unemploy))+
  geom_line(color='red')

點連線
需要依靠圖層疊加。先畫點和先畫線有細微的區別，即重疊的部分后一個會覆蓋前一個。

df <- data.frame(x=c(1:10),y=sample(10:30,10))
ggplot(df,aes(x,y,))+geom_point(color='blue')+geom_line(color='red')
ggplot(df,aes(x,y,))+geom_line(color='red')+geom_point(color='blue')

線條顏色

dff <- data.frame(x=c(1:10),y=c(1:10))

#連續型線條顏色映射，意義不大
ggplot(dff,aes(x,y,color=x))+ 
  geom_line(linetype=1)+
  geom_point(color='blue')

#離散型線條顏色映射
ggplot(economics_long,aes(date,value01))+
  geom_line(aes(linetype=variable,color=variable))

2.平滑曲線

參數：

geom_smooth(mapping = ,
            data = ,
            stat = 'smooth',
            position = 'identity',
            method = 'auto', #曲線生成方法
            formula = y~x,
            se=TRUE, #是否顯示95%可信區間
            na.rm = F,
            span=, #曲線平滑程度0-1，越小越平滑
            show.legend = NA,
            inherit.aes = T
            )

method備選: lm/glm/gam/loess/rlm。一般樣本量少於1000時，默認loess（樣條回歸）；樣本量大於1000時，默認gam（廣義加性模型）。

formula備選：y~log(x)，或多項式回歸y~ploy(x,2)

a=ggplot(mpg,aes(displ,hwy))+
  geom_point()+geom_smooth(span=0.2)

b=ggplot(mpg,aes(displ,hwy))+
  geom_point()+geom_smooth(span=0.8)

c=ggplot(mpg,aes(displ,hwy))+
  geom_point()+geom_smooth(method='lm',color='red')#線性回歸

library(gridExtra) #圖形組合
gridExtra::grid.arrange(a,b,c,ncol=3)

置信區間
有專門的幾何對象geom_ribbon，即色帶圖。

mydata <- data.frame(time=seq(2000,2016,1),
                     m_value=rnorm(17,20,5),
                     sd_value=runif(17,1,3))

ggplot(mydata,aes(time,m_value))+
  #均值曲線
  geom_line(color='deeppink4',size=1)+
  #95%置信區間上限
  geom_line(aes(time,m_value+1.96*sd_value),color='black',linetype=2)+
  #95%置信區間下限
  geom_line(aes(time,m_value-1.96*sd_value),color='black',linetype=2)+
  #在兩條置信曲線間添加陰影。
  geom_ribbon(aes(time,ymin=m_value-1.96*sd_value,ymax=m_value+1.96*sd_value),
              fill='light green',alpha=0.3)

3.直線繪制

函數及其主要參數。

#斜線
geom_abline(...,slope, intercept...) #斜率，截距

#水平直線
geom_hline(..., yintercept...)

#垂直直線
geom_vline(..., xintercept...)

示例。

ggplot(mpg,aes(displ,hwy))+geom_point()+
  geom_hline(yintercept = c(15,25,35),linetype=2,color='red')+
  geom_vline(xintercept = c(3,4.5,6),linetype=2,color='red')+
  geom_abline(slope = 6,intercept = 5,color='blue')