R語言數(shù)據(jù)可視化之散點圖

散點圖簡介

散點圖通常是用來表述兩個連續(xù)變量之間的關(guān)系，圖中的每個點表示目標數(shù)據(jù)集中的每個樣本。

同時散點圖中常常還會擬合一些直線，以用來表示某些模型。

繪制基本散點圖

本例選用如下測試數(shù)據(jù)集：

繪制方法是首先調(diào)用ggplot函數(shù)選定數(shù)據(jù)集，并在aes參數(shù)中指明橫軸縱軸。然后調(diào)用散點圖函數(shù)geom_point()便可繪制出基本散點圖。R語言示例代碼如下：

運行結(jié)果：

基于顏色和點形對數(shù)據(jù)進行分組

本例選用如下測試數(shù)據(jù)集：

繪制方法是在基礎(chǔ)散點圖之上再在基函數(shù)的美學(xué)參數(shù)集里設(shè)置一個美學(xué)變量?？芍付╟olour或者shape兩種參數(shù)，分別將不同分組以不同顏色/點形表述。R語言示例代碼(基于顏色分組)如下：

運行結(jié)果：

R語言示例代碼(基于點形分組)如下：

運行結(jié)果：

說明：可自定義點形，共有大概36種點形可供選擇。具體請參考R語言ggplot2手冊。

映射連續(xù)型變量

本例選用如下測試數(shù)據(jù)集：

上一個示例中，映射到分組的變量是離散型變量。而對于除了橫軸縱軸之外的連續(xù)型變量，也可以映射到散點圖的色深和點大小上。R語言示例代碼(綁定顏色)如下：

運行結(jié)果：

R語言示例代碼(綁定大小)如下：

運行結(jié)果：

處理散點重疊

本例選用如下測試數(shù)據(jù)集：

如果圖中的散點重疊現(xiàn)象比較嚴重，可以在散點圖中設(shè)置散點的透明度來進行可視化。R語言示例代碼如下：

運行結(jié)果：

添加回歸模型擬合線

本例選用如下測試數(shù)據(jù)集：

如果需要網(wǎng)散點圖中添加回歸模型擬合線，最主要是調(diào)用stat_smooth()函數(shù)。R語言示例代碼如下：

運行結(jié)果：

線段為曲線是因為參與擬合模型為局部線性回歸模型。往geom_smooth()函數(shù)中加入”method = lm”即可擬合經(jīng)典線性回歸。結(jié)果如下圖： 

添加自定義模型擬合線

本例選用如下測試數(shù)據(jù)集：

上面一小節(jié)展示了用全局/局部回歸模型擬合樣本點并展示擬合線段，它使用ggplot2提供的geom_smooth()函數(shù)自動擬合并完成繪制。

但在更多時候，我們會使用其他包的模型(非ggplot2內(nèi)置模型)擬合。針對這種情況，我們需要自定義一個函數(shù)。該函數(shù)接受模型、橫縱軸名、橫軸范圍、橫軸樣本點數(shù)量等參數(shù)，輸出一個包含預(yù)測變量和預(yù)測值的數(shù)據(jù)框。R語言實現(xiàn)代碼如下：

在使用其他模型建模好之后，將新的模型等各參數(shù)傳遞進上述函數(shù)，便得到預(yù)測結(jié)果數(shù)據(jù)集。最后將新的數(shù)據(jù)集輸出為折線圖即可。

下面展示一個略微復(fù)雜的例子，它將數(shù)據(jù)集根據(jù)不同性別分為兩組，分別建立回歸模型并繪制其擬合線。R語言實現(xiàn)代碼如下：

運行結(jié)果：

向散點圖添加邊際地毯

本例選用如下測試數(shù)據(jù)集：

方法很簡單，在原先散點圖繪制函數(shù)的基礎(chǔ)上增加邊際地毯函數(shù)就行。R語言實現(xiàn)代碼如下：

運行結(jié)果：

向散點圖添加標簽

本例選用如下測試數(shù)據(jù)集：

往散點圖中添加標簽的方法也很簡單，在原有散點圖函數(shù)的基礎(chǔ)上增加文本函數(shù)即可。R語言實現(xiàn)代碼如下：

運行結(jié)果：

PS：該示例中我們在文本繪制函數(shù)中重定義了美學(xué)特征集。之后文本繪制函數(shù)將使用新的美學(xué)特征集，但其他繪制函數(shù)的不變。