拓端tecdat|R语言在地图上绘制月亮图饼状图数据可视化果蝇基因种群

Posted 2021-08-14 大数据部落

原文链接：http://tecdat.cn/?p=23322 

原文出处：拓端数据部落公众号

月亮图和饼图

饼图把一个圆分成多个部分，这些部分的弧长（以及面积）代表一个整体的比例。月亮图也是如此，它把一个圆分成多个部分，这些部分的面积代表整个圆的比例，但在月亮图中，这些部分被画成圆的月牙形，就像月相。 

使用月亮图而不是饼图背后的动机主要是审美的选择。还要注意的是，由于月亮图的各部分是从圆的一侧或另一侧扫过的，所以一般只适合于描述一个或两个群体。

月亮图与Kosara（2019）1的 "圆形切片 "图类似。在研究受试者对不同图表类型中百分比的感知时，"圆形切片 "的表现与饼图类似。月亮图与 "圆形切片 "的不同之处在于，后者是在一个基础圆上滑动第二个同样大小的圆盘，更像是月食而不是月相。然而，两者都依赖面积作为视觉线索。

用法

ggplot2数据可视化包，为R语言中的月亮图提供支持。它们的绘制方式与ggplot2中的点最为相似：它们的位置由一个x和一个y坐标定义，它们的大小与坐标系无关，所以它们总是保持圆形。

1.  
   ggplot(data.frame(x = 1:5, y = 1)) +
2.  
   geom_point(y = 2) +
3.  
   scale_size(range = c(5, 10))+

两个新的美学在geom_moon中也很重要：比例和填充。

比例美学

比率控制要绘制的月亮的比例。它必须在0（"新月"，实际上什么都没画）和1（"满月"，即一个圆）之间。

1.  
   ggplot(data.frame(x = 1:5, y = 0, ratio = 0:4 * 0.25), aes(x = x, y = y),ratio = ratio), size = 20, fill = "black") +
2.  
   geom_text(aes(y = y + 1, label = ratio)) +

填充美学

右边需要一个布尔值，控制月亮是 "升 "还是 "降"，也就是说，它是由右边还是左边 "填充 "的。

用两种颜色制作一个 "完整 "的月亮的一种方法是用right = TRUE表示一种颜色，用right = FALSE表示另一种颜色，比例互补。

1.  
    
2.  
   ggplot( moons) +
3.  
   geom(aes(x, y, ratio = ratio, right = right, fill = right)) +

图例关键字

三个关键字，用于不同类型的图例：默认值，绘制一个右边的悬臂月（见上文）。

left从左边画出一个新月，与长臂月互补，这对组合图例很有用。

1.  
   ggplot(aes(x, y, ratio = ratio, right = right, size = 2^x)) +
2.  
   geom(data = subset(moons, right)) +
3.  
   geom(
4.  
   key = left
5.  
   )

key画的是一个圆。它类似于 "点 "的形状，但计算方式略有不同，所以如果你想让图例月亮的尺寸和月亮的尺寸相匹配，就更合适。

1.  
   ggplot(tidymoons) +
2.  
   geom(key = full
3.  
   ) +

工作实例

地图上的月亮图

多饼图的一个常见用途是表示地图上不同坐标处的比例。x和y维度已经致力于地图坐标，所以像柱状图这样的比例可视化就比较困难。这是一个尝试月形图的绝佳机会!

饼图地图在人口遗传学中很流行，所以让我们看一下该领域的一个例子。数据包含果蝇种群中Adh基因的两个变体的频率。这些种群中有许多都很接近，所以我们必须处理过度绘制的问题，我们在下面手动处理。

1.  
    
2.  
    
3.  
   moonmap <- ggplot(da, aes(long, lat)) +
4.  
   geom_polygon(
5.  
   data = map_data(
6.  
   "world"),
7.  
   aes(group = group),
8.  
   ) +

如果我们想在图例中明确标注等位基因，那么我们需要将它们映射到一个组中，这就要求我们将数据重新排列成一个 "较长"（"整齐"）的格式。 

1.  
   reshape(
2.  
   v.names = "percent",
3.  
   times = c("dhF", "dhS"),
4.  
   direction = "long"
5.  
   )

月球数据

有时你只是想绘制月球的文字表述。改编自NASA的月球数据，包含了2019年每天从地球到月球的距离，以及月球四个主要阶段每次出现的日期（UTC）。我们可以用月球图（在这种情况下与饼图相同）绘制这些主要阶段。

1.  
    
2.  
   ggplot(lunardist, aes(date, distance)) +
3.  
   geom_line() +
4.  
   # 将下层绘制成一个完整的圆
5.  
   geom(data = phase, ratio = 1, size = 5, fill = "black") +

Harvey balls哈维球分析法

"哈维球 "本质上是用于定性比较的饼图，通常以表格形式出现。我们可以使用月形图来达到同样的目的。

首先，让我们获取一些数据。

哈维月亮的图表。

1.  
   # 首先，我们将数据变化为 "长 "格式，以方便绘图。
2.  
   rest <- reshape(
3.  
   restaurants,
4.  
   timevar = "Category",
5.  
   direction = "long"
6.  
   )
7.  
    
8.  
   ggplot(rest, aes(0, 0)) +
9.  
   geom(aes(ratio = (Score - 1) / 4), fill = "black") +
10.  
    theme(
11.  
    panel.grid = element_blank()

参考文献

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1. Kosara, R. 2019. Circular Part-to-Whole Charts Using the Area Visual Cue. EuroVis 2019 - Short Papers. https://doi.org/10.2312/evs.20191163↩︎

2. Oakeshott, J.G., et al. 1982. Alcohol dehydrogenase and glycerol-3-phosphate dehydrogenase clines in Drosophila melanogaster on different continents. Evolution, 36(1): 86-96.↩︎

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