【R画图】环形热图
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了【R画图】环形热图相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
参考技术A 热图（heatmap）在生信领域基本就是常规操作，基本技能，入门操作。能画热图的工具也有很多，我自己常用的R包是pheatmap。最近经常看见环状的热图，所以就搜了一下资料学习一下，测试一下。
环状热图我也经常会在论文中看到，用法和热图相同，但更适合于需要展示较多基因（数据）时来使用。
===安装=====
install.packages("circlize")
install.packages("ComplexHeatmap")
library('ComplexHeatmap')
library('circlize')
===测试===
data<-read.table("expression.txt",header=T,row.names=1)
head(data)
//转化为矩阵并对其进行归一化
madt<-as.matrix(data)
madt2<-t(scale(t(madt)))
Heatmap(madt2) //这就是默认参数，普通的热图
range(madt2) //查看值的分布
mycol=colorRamp2(c(-1.7, 0.3, 2.3),c("blue", "white", "red")) //定义颜色范围
circos.heatmap(madt2,col=mycol) //默认参数
注：
circos.clear() //绘制完成后需要使用此函数完全清除布局
circos.par(gap.after=c(50)) //
调整圆环首尾间的距离，数值越大，距离越宽
circos.heatmap(madt2,col=mycol, dend.side="inside",rownames.side="outside",rownames.col="black",rownames.cex=0.9,rownames.font=1,cluster=TRUE)
注：dend.side：控制行聚类树的方向，inside为显示在圆环内圈，outside为显示在圆环外圈
#rownames.side：控制矩阵行名的方向,与dend.side相同；但注意二者不能在同一侧，必须一内一外
#cluster=TRUE为对行聚类，cluster=FALSE则不显示聚类
下面是换了inside和outside的结果：
===聚类树的调整和美化(需要用到两个别的包）===
install.packages("dendextend") //改颜色
install.packages("dendsort") //聚类树回调
library(dendextend)
library(dendsort)
circos.par(gap.after=c(50))
circos.heatmap(madt2,col=mycol,dend.side="inside",rownames.side="outside",track.height=0.38,rownames.col="black",rownames.cex=0.9,rownames.font=1,cluster=TRUE,dend.track.height=0.18,dend.callback=function(dend,m,si)color_branches(dend,k=15,col=1:15))
注：track.height：轨道的高度，数值越大圆环越粗 dend.track.height：调整行聚类树的高度 dend.callback：用于聚类树的回调，当需要对聚类树进行重新排序，或者添加颜色时使用
包含的三个参数：dend：当前扇区的树状图；m：当前扇区对应的子矩阵；si：当前扇区的名称 color_branches():修改聚类树颜色
circos.clear()
//添加图例标签等
lg=Legend(title="Exp",col_fun=mycol,direction= c("vertical"))
grid.draw(lg)
//添加列名
circos.track(track.index=get.current.track.index(),panel.fun=function(x,y)
if(CELL_META$sector.numeric.index==1)
cn=colnames(madt2)
n=length(cn)
circos.text(rep(CELL_META$cell.xlim[2],n)+convert_x(0.3,"mm"), //x坐标
4.1+(1:n)*0.7, //y坐标和间距
cn,cex=0.8,adj=c(0,1),facing="inside")
,bg.border=NA)
mycol2=colorRamp2(c(-1.7, 0.5, 2.3),c("#57ab81", "white", "#ff9600"))
也可以更改上面的颜色，从而改变热图的配色：
===分组热图绘制========
#circos.heatmap()内只能是一个矩阵，但如果矩阵数据存在分组，可以用split参数来指定分类变量
split = sample(letters[1:2], 40, replace = TRUE)
split = factor(split, levels = letters[1:2])
circos.clear()
circos.par(gap.after=c(22))
circos.heatmap(madt2,col=mycol,split=split,dend.side="inside",rownames.side="outside",track.height = 0.38,
rownames.col="black",rownames.cex=0.9,
rownames.font=1,
cluster=TRUE,
dend.track.height=0.18,
dend.callback=function(dend,m,si)
color_branches(dend,k=15,col=1:15)
)
//假设有两个热图的矩阵数据
madt2<-t(scale(t(madt)))
madt3<-t(scale(t(madt)))
split2 = sample(letters[1:2], 40, replace = TRUE)
split2 = factor(split2, levels = letters[1:2])
circos.clear()
circos.par(gap.after=c(8))
circos.heatmap(madt2,col=mycol2,split=split2,dend.side="outside",
cluster=TRUE,
dend.track.height=0.2,
dend.callback=function(dend,m,si)
color_branches(dend,k=15,col=1:15)
)
circos.heatmap(madt3, col = mycol,rownames.side="inside",rownames.cex=0.8)
MATLAB | 绘图复刻 | 分组环形热图
有粉丝问我Ecology Letters, (2021) 24: 1018–1028 Soil carbon persistence governed by plant input and mineral
protection at regional and global scales
这篇文章中的Figure 2咋画，原图长这样：
复刻效果：
完整步骤
0 数据定义
按理说应该从xlsx中读取数据，但是为了大家不需要下载压缩包直接就能运行，这里直接把数据放在m文件：
clc;clear
Data1=[ 0.3 -0.13 0.2 0.7 0.72 0.72
0.1 -0.02 0.1 0.29 0.37 0.35
0.14 0.01 0.12 0.35 0.4 0.39
0.06 0.08 0.12 0.05 0.17 0.14];
Data2=[ 0.78 0.71 0.79 0.71
0.44 0.32 0.45 0.31
0.45 0.26 0.47 0.23
0.54 0.34 0.54 0.32];
Data3=[-0.66 -0.18 -0.67 -0.66 -0.67
-0.38 -0.31 -0.28 -0.18 -0.29
-0.18 -0.14 -0.13 -0.08 -0.3
-0.15 -0.3 0 0 -0.05];
Data4=[ 0.32 0.41 0.63 0.35 0.71 0.17 -0.67 -0.61
-0.12 0.02 0.22 0.12 0.39 0.07 -0.18 -0.27
-0.2 -0.21 0 -0.11 0.39 0.13 0 -0.05
-0.29 -0.19 -0.02 0.04 0.27 0.16 0.14 -0.1];
titleName='(a)Topsoil';
className='Climate(CL)','Plant(PL)','Mineral(MI)','Composition(CO)';
varNameRow1='Zero','MI','CO','PL';
varNameRow2='Zero','CL','MI','CO';
varNameRow3='Zero','CL','CO','PL';
varNameRow4='Zero','CL','MI','PL';
varNameCol1='MAT','MTCM','TCQ','MAP','PWETM','PWETQ';
varNameCol2='NDVI','LAI','EVI','Input';
varNameCol3='Fe_o+Al_o','Fe_p+Al_p','Fe_d+Al_d','Ca_exe','Mg_exe';
varNameCol4='Polysa','Phenol','Lignin','N','Lipid','PAH','MAH','HIX';
1 图窗、坐标区域、基础数据定义
颜色数据我直接从colorbar上提取了几个颜色，获取颜色rgb值方式很多，我写过一些文章中有提供颜色提取器，甚至qq，ppt也有颜色提取功能。
同时要求大于0.35和小于-0.35的颜色块用黑框框起来：
% 参数预定义 ===============================================================
% 文本所占比例
sepRatio=15/100;
% 定义配色和颜色范围
CMap=[9,100,203
33,118,199
61,137,200
93,156,200
123,174,201
156,193,199
182,209,199
217,230,200
251,249,200
249,226,184
251,203,167
250,176,149
249,151,130
251,126,114
252,100,95
250,76,78
249,52,61]./255;
% CMap=slanCM(141);
CLim=[-1,1];
% 角度范围
theta1=pi;
theta2=-pi;
% 半径范围
R1=4.5;
R2=8;
R3=9;
R4=10;
% 着重强调值大于0.35或小于-0.35着重强调
thresholdValue=[-.35,.35];
% 计算间隙
ringRatio=zeros(1,length(Data));
for i=1:length(Data)
ringRatio(i)=size(Datai,2);
end
txtRatio=sepRatio./length(Data);
ringRatio1=1./sum(ringRatio).*(1-sepRatio);
ringRatio2=ringRatio./sum(ringRatio).*(1-sepRatio);
% 图窗和坐标区域定义
fig=figure('Units','normalized','Position',[0,0,1,1]);
fig.Color=[1,1,1];
ax=axes(fig);hold on
ax.XLim=[-10,10];
ax.YLim=[-10,10];
ax.DataAspectRatio=[1,1,1];
ax.XColor='none';
ax.YColor='none';
2 环形热图绘制
% 绘图部分 =================================================================
% 绘制热图及热图上文字
x=linspace(CLim(1),CLim(2),size(CMap,1))';
y1=CMap(:,1);y2=CMap(:,2);y3=CMap(:,3);
colorFunc=@(X)[interp1(x,y1,X,'pchip'),interp1(x,y2,X,'pchip'),interp1(x,y3,X,'pchip')];
tS=linspace(0,1,50);
for k=1:length(Data)
theta3=theta1+(theta2-theta1).*(k*txtRatio+sum(ringRatio2(1:(k-1))));
tData=Datak;
for i=1:size(Datak,1)
for j=1:size(Datak,2)
tT=theta3+[j-1,j].*ringRatio1.*(theta2-theta1);
tTd=tT(2)-tT(1);
tT=[tT(1)+tTd/30,tT(2)-tTd/30];
tR=R2+(R1-R2).*[i-1,i]./size(Datak,1);
tRd=tR(2)-tR(1);
tR=[tR(1)+tRd/30,tR(2)-tRd/30];
tT=[tT(1)+(tT(2)-tT(1)).*tS,tT(2)+(tT(1)-tT(2)).*tS];
tR=[tR(1).*ones(1,50),tR(2).*ones(1,50)];
if tData(i,j)>thresholdValue(2)||tData(i,j)<thresholdValue(1)
fill(ax,tR.*cos(tT),tR.*sin(tT),colorFunc(tData(i,j)),'EdgeColor',[0,0,0],'LineWidth',1.2,'EdgeAlpha',.8)
else
fill(ax,tR.*cos(tT),tR.*sin(tT),colorFunc(tData(i,j)),'EdgeColor',[1,1,1],'LineWidth',1.2)
end
end
end
for i=1:size(Datak,1)
for j=1:size(Datak,2)
tT=theta3+[j-1,j].*ringRatio1.*(theta2-theta1);
tR=R2+(R1-R2).*[i-1,i]./size(Datak,1);
tR=mean(tR);
tT=mean(tT);
if tT<0&&tT>-pi
text(ax,tR.*cos(tT),tR.*sin(tT),num2str(tData(i,j)),'Rotation',tT./pi.*180+90,...
'Color',[0,0,0],'HorizontalAlignment','center')
else
text(ax,tR.*cos(tT),tR.*sin(tT),num2str(tData(i,j)),'Rotation',tT./pi.*180-90,...
'Color',[0,0,0],'HorizontalAlignment','center')
end
end
end
end
text(ax,0,0,titleName,'HorizontalAlignment','center','FontSize',18)
3 添加变量标签
% 绘制标签
% 添加文本1
for k=1:length(Data)
tT=theta1+(theta2-theta1).*((k-.5)*txtRatio+sum(ringRatio2(1:(k-1))));
for i=1:size(Datak,1)
tR=R2+(R1-R2).*[i-1,i]./size(Datak,1);
tR=mean(tR);
tVarNameRow=varNameRowk;
if tT<0&&tT>-pi
text(ax,tR.*cos(tT),tR.*sin(tT),tVarNameRowi,'FontSize',14,...
'Color',[0,0,0],'HorizontalAlignment','center','Rotation',tT./pi.*180+90)
else
text(ax,tR.*cos(tT),tR.*sin(tT),tVarNameRowi,'FontSize',14,...
'Color',[0,0,0],'HorizontalAlignment','center','Rotation',tT./pi.*180-90)
end
end
end
% 添加文本2
for k=1:length(Data)
theta3=theta1+(theta2-theta1).*(k*txtRatio+sum(ringRatio2(1:(k-1))));
tR=(R2*3+R3*2)/5;
tVarNameCol=varNameColk;
for j=1:size(Datak,2)
tT=theta3+[j-1,j].*ringRatio1.*(theta2-theta1);
tT=mean<以上是关于【R画图】环形热图的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章