七、R数据可视化--ggplot2定位之坐标系详解

xiaoxiao2021-02-28  49

坐标系是将两种位置标度结合在一起组成的2维定位系统。ggplot2包含了6种不同的坐标系:

名字描述

cartesian

equal

flip

trans

map

polar

笛卡尔坐标系

同尺度笛卡尔坐标系

翻转的笛卡尔坐标系

变换的笛卡尔坐标系

地图射影

极坐标系

坐标系主要有两大功能:

将2个位置图形属性组合起来在图形中形成2维方位系统。位置图形属性分别被称为x和y,但将它们称作位置1和位置2可能会更适合,因为图形位置属性的名字会随着坐标系的不同而不同。比如极坐标系中将其称作角度和半径。配合分面,坐标系将绘出坐标轴和面板背景。标度控制着坐标上出现的数值,并将数据映射到图形中的位置,然后通过坐标系将它们绘制出来。

1.笛卡尔坐标系

上表总前四种都是笛卡尔坐标系:coord_cartesian,coord_equal,coord_flip,和coord_trans。coord_cartesian有两个参数xlim和ylim。

1 2 3 4 5 6 7 >  library (ggplot2) > p <-  qplot (disp,wt,data=mtcars) +  geom_smooth () > p   > p +  scale_x_continuous (limits= c (325,500))   > p+ coord_cartesian (xlim= c (325,500))

左图是完整的数据集,中为x的标度范围设置,右图为x轴坐标系范围设置。标度的范围设置是对数据取子集,然后再重新拟合曲线。坐标系的放缩就是图像的放缩。

1 2 3 4 5 6 > d <-  ggplot (diamonds, aes (carat,price)) +  stat_bin2d (bins=25,colour= "grey70" ) +  theme (legend.position= "none" ) > d > d +  scale_x_continuous (limits= c (0,2))   > d +  coord_cartesian (xlim= c (0,2)) >

左图是完整的数据集,中间是标度设置x范围,右图是x轴坐标系的范围设置。比较方块的大小,当设定标度范围时,方块的数目还是相同的,只是覆盖了更少数的区域,当设定坐标系范围时,方块数目变少,但它们覆盖的区域没变。

2.坐标轴翻转

假如对y值条件下的x值感兴趣,我们可以使用coord_flip调换x和y轴。

1 2 3 4 5 >  qplot (displ,cty,data=mpg)+ geom_smooth ()   >  qplot (cty,displ,data=mpg)+ geom_smooth ()   ##直接对坐标属性进行对换   >  qplot (displ,cty,data=mpg)+ geom_smooth ()+ coord_flip ()   ##使用翻转函数

 

左图是原散点图相应的平滑曲线。中图互换两个属性变量,平滑曲线拟合的是旋转后的变量。右图coord_flip拟合原始数据,然后再翻转输出结果,就变成是以y为条件变量刻画x的曲线了。

3.变换

coord_trans有x和y两个参数供坐标系使用,它们都是字符串,被称作变换器。坐标系层面的变换发生再统计变换之后,会影响几何形状。我们下面比较下在标度和坐标系下的变换。

1 2 3 >  qplot (carat,price,data=diamonds,log= "xy" )+ geom_smooth (method= "lm" ) >  library (scales) >  last_plot ()+ coord_trans (x =  exp_trans (10),y= exp_trans (10))

  

左图为克拉和价格对数变换后的散点图,直线为回归曲线:log(y)=a+bXlog(x)。右图将前面的图变换回去,标度还原,因此线性趋势变成指数形式,y=k X c。图形很明显地揭示了克拉大、价格贵地钻石是很稀少地。

4.非笛卡尔坐标系

非笛卡尔坐标系有两种:极坐标和地图投影。利用极坐标可生成饼图玫瑰图等等,但由于角度在小地半径中比在大地半径中更难被感知,因此极坐标地视觉感官性并不佳。

1 2 3 4 > pie <-  ggplot (mtcars, aes (x =  factor (1),fill= factor (cyl))) +  geom_bar () > pie     ##堆叠条状图 > pie +  coord_polar (theta= "y" )  ##饼图 > pie +  coord_polar ()   ##牛眼图

  

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