2024年-R語(yǔ)言數(shù)據(jù)可視化學(xué)習(xí)課件

1語(yǔ)言數(shù)據(jù)可視化

2學(xué)習(xí)內(nèi)容一R繪圖基礎(chǔ)二各類(lèi)圖形繪制三習(xí)題和資料張金龍R初步2010-6-3為什么要學(xué)習(xí)R語(yǔ)言R是一個(gè)開(kāi)放(GPL)的統(tǒng)計(jì)編程環(huán)境一種語(yǔ)言，是Ｓ語(yǔ)言(由AT&TBell實(shí)驗(yàn)室的RickBecker,JohnChambers,AllanWilks開(kāi)發(fā))的一種方言(dialect)之一，另一則為S-plus.一種軟件，是集統(tǒng)計(jì)分析與圖形直觀(guān)顯示于一體的統(tǒng)計(jì)分析R作為一個(gè)計(jì)劃(project)，最早(1995年)是由Auckland大學(xué)統(tǒng)計(jì)系的RobertGentleman和RossIhaka開(kāi)始編制，目前由Ｒ核心開(kāi)發(fā)小組(RDevelopmentCoreTeam-以后用RDCT表示)維護(hù)，他們完全自愿、工作努力負(fù)責(zé)，并將全球優(yōu)秀的統(tǒng)計(jì)應(yīng)用軟件打包提供給我們。我們可以通過(guò)Ｒ計(jì)劃的網(wǎng)站()了解有關(guān)Ｒ的最新信息和使用說(shuō)明，得到最新版本的Ｒ軟件和基于Ｒ的應(yīng)用統(tǒng)計(jì)軟件包.3張金龍R初步2010-6-3Ｒ是完全免費(fèi)的?。《鳶-Plus盡管是非常優(yōu)秀的統(tǒng)計(jì)分析軟件，可是你需要支付一筆$US.R可以在運(yùn)行于UNIX,Windows和Macintosh的操作系統(tǒng)上.R嵌入了一個(gè)非常實(shí)用的幫助系統(tǒng).R具有很強(qiáng)的作圖能力.我們將Ｒ程序容易地移植到S-Plus程序中，反之Ｓ的許多過(guò)程直接或稍作修改用于Ｒ.通過(guò)Ｒ語(yǔ)言的許多內(nèi)嵌統(tǒng)計(jì)函數(shù)，很容易學(xué)習(xí)和掌握R語(yǔ)言語(yǔ)法.我們可以編制自己的函數(shù)來(lái)擴(kuò)展現(xiàn)有的Ｒ語(yǔ)言(這就是為什么它在不斷等級(jí)完善!!)…....4為什么要學(xué)習(xí)R語(yǔ)言張金龍R初步2010-6-35一R繪圖基礎(chǔ)張金龍R初步2010-6-36圖

R繪制的圖形張金龍R初步2010-6-37繪制地圖圖

左圖maps包map()右圖PBSmapping包addBubbles()

張金龍R初步2010-6-38繪制地圖圖

fields包實(shí)例spdep

包實(shí)例張金龍R初步2010-6-39R繪圖功能R具備卓越的繪圖功能，通過(guò)參數(shù)設(shè)置對(duì)圖形進(jìn)行精確控制。繪制的圖形能滿(mǎn)足出版印刷的要求，可以輸出Jpg、tiff、eps、emf、pdf、png等各種格式。通過(guò)與GhostScript軟件的結(jié)合，可以生成600dpi，1200dpi的等各種分辨率和尺寸的圖形。繪圖是通過(guò)繪圖函數(shù)結(jié)合相應(yīng)的選項(xiàng)完成的。張金龍R初步2010-6-3demo（graphics）：了解R繪圖功能繪圖函數(shù)包括：高階繪圖函數(shù)High-levelPlottingFunction產(chǎn)生一個(gè)新的圖區(qū)，可能包括坐標(biāo)軸、標(biāo)簽、標(biāo)題等。低階繪圖函數(shù)

Low-levelPlottingFunction在已有的圖上加更多的元素繪圖參數(shù)缺省值?par()10R繪圖功能張金龍R初步2010-6-311高階繪圖函數(shù)plot(x)、plot(x,y)繪制散點(diǎn)圖等多種圖形,根據(jù)數(shù)據(jù)的類(lèi)，調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)繪圖pie(x)餅圖boxplot(x)箱線(xiàn)圖hist(x)頻率直方圖coplot(x~y|z)條件分割圖Interaction.plot(f1,f2,y)交互效應(yīng)圖qqplot(x,y)、qqnorm(x)QQ圖contour(x,y,z)等高線(xiàn)圖persp(x,y,z)三維透視圖張金龍R初步2010-6-3barplot(x)柱狀圖/條形圖matplot(x,y)矩陣圖mosaicplot(x)馬賽克圖pairs(x)散點(diǎn)圖矩陣sunflowerplot(x,y)向日葵散點(diǎn)圖stars(x)星狀圖stripchart(x)帶狀圖dotchart(x)Cleveland點(diǎn)圖filledcontour(x,y,z)顏色等高線(xiàn)圖image(x,y,z)顏色圖12高階繪圖函數(shù)張金龍R初步2010-6-313低階繪圖函數(shù)points()添加點(diǎn)lines()添加線(xiàn)curve()添加曲線(xiàn)abline()添加給定斜率的線(xiàn)title()添加標(biāo)題text()添加文字mtext()在圖的邊空添加文字axis()畫(huà)坐標(biāo)軸張金龍R初步2010-6-3低階繪圖函數(shù)14legend()添加圖例rug()添加刻度線(xiàn)rec()繪制長(zhǎng)方形polygon()繪制多邊形segments()添加線(xiàn)段arrows()畫(huà)箭頭box()添加外框張金龍R初步2010-6-315繪圖參數(shù)參數(shù)用在函數(shù)內(nèi)部，在沒(méi)有設(shè)定值時(shí)使用缺省值。font=

字體,lty=

線(xiàn)類(lèi)型,lwd=

線(xiàn)寬度,pch=

點(diǎn)的類(lèi)型,xlab=

橫坐標(biāo),ylab=

縱坐標(biāo),xlim=

橫坐標(biāo)范圍,ylim=

縱坐標(biāo)范圍,也可以對(duì)整個(gè)要繪制圖形的各種參數(shù)進(jìn)行設(shè)定參見(jiàn)？par()張金龍R初步2010-6-316繪圖參數(shù)張金龍R初步2010-6-317一頁(yè)多圖圖

一頁(yè)多圖par()par(mfrow=c(2,2))...張金龍R初步2010-6-318在原有圖形上添加元素舉例：先執(zhí)行par(mfrow=c(2,2))x<-rnorm(100)#生成隨機(jī)數(shù)hist(x,freq=F)#繪制直方圖curve(dnorm(x),add=T)

#添加曲線(xiàn)h<-hist(x,plot=F)#繪制直方圖ylim<-range(0,h$density,dnorm(0))#設(shè)定縱軸的取值范圍hist(x,freq=F,ylim=ylim)#繪制直方圖curve(dnorm(x),add=T,col="red")

#添加曲線(xiàn)張金龍R初步2010-6-319圖

在原有直方圖上添加曲線(xiàn)張金龍R初步2010-6-320二、各類(lèi)圖形繪制1基于比較的繪圖柱形圖.R、條形圖.R、折線(xiàn)圖.R、2基于關(guān)系的繪圖散點(diǎn)圖.R、氣泡圖.R3基于組合的繪圖餅圖.R、4基于分布的繪圖直方圖.R、核密度圖.R、凹槽箱線(xiàn)圖.R、箱線(xiàn)圖.R、小提琴圖.R5基于時(shí)間的繪圖LOESS曲線(xiàn)圖.R、階梯圖.R6基于空間的繪圖地圖添加標(biāo)記.R、地圖中畫(huà)氣泡.R、地圖中畫(huà)線(xiàn).R7多維信息可視化散點(diǎn)圖矩陣.R、線(xiàn)圖.R、平行坐標(biāo)圖.R、星狀圖.R、堆疊柱狀圖.R、熱力圖.R、馬賽克圖.R、切爾諾夫臉譜圖.R8文本與文檔可視化詞云-英文.R、詞云-中文.R張金龍R初步2010-6-3tN<-table(Ni<-rpois(100,lambda=5))tN01234567891112

17121416141994211r<-barplot(tN,col='gray')條形圖21張金龍R初步2010-6-322餅圖pie(tN)張金龍R初步2010-6-3par(mfrow=c(1,3))y<-rt(200,df=5)qqnorm(y);qqline(y,col=2)#和正態(tài)分布比qqplot(y,rt(300,df=5));#和t(5)分布比data(precip)qqnorm(precip,ylab=“Precipitation[in/yr]for70UScities”);qqline(precip,col=3)#和正態(tài)分布比par(mfrow=c(1,1))QQ圖23張金龍R初步2010-6-324data(iris)pairs(iris[1:4],main="Anderson'sIrisData--3species",pch=21,bg=c("red","green3","blue")[codes(iris$Species)])#iris為1505數(shù)據(jù),這里是4個(gè)數(shù)量變量的點(diǎn)圖(最后一個(gè)是分類(lèi)變量(iris$Species))散點(diǎn)圖矩陣張金龍R初步2010-6-3par(bg="cornsilk")data(quakes)coplot(lat~long|depth,data=quakes,pch=21,bg="green3")#Hit<Return>toseenextplot:25條件分割圖張金龍R初步2010-6-3x<-seq(-10,10,length=30)y<-xf<-function(x,y){r<-sqrt(x^2+y^2);10*sin(r)/r}z<-outer(x,y,f)z[is.na(z)]<-1persp(x,y,z,theta=30,phi=30,expand=0.5,col="lightblue")26三維透視圖張金龍R初步2010-6-327data("volcano")rx<-range(x<-10*1:nrow(volcano))ry<-range(y<-10*1:ncol(volcano))ry<-ry+c(-1,1)*(diff(rx)-diff(ry))/2tcol<-terrain.colors(12)par(opar);opar<-par(pty="s",bg="lightcyan")plot(x=0,y=0,type="n",xlim=rx,ylim=ry,xlab="",ylab="")u<-par("usr")rect(u[1],u[3],u[2],u[4],col=tcol[8],border=“red”)#rect畫(huà)矩形contour(x,y,volcano,col=tcol[2],lty="solid",add=TRUE,vfont=c("sansserif","plain"))title("ATopographicMapofMaungaWhau",font=4)abline(h=200*0:4,v=200*0:4,col="lightgray",lty=2,lwd=0.1);par(opar)等高線(xiàn)圖張金龍R初步2010-6-328等高線(xiàn)圖張金龍R初步2010-6-329data(volcano)x<-10*(1:nrow(volcano))y<-10*(1:ncol(volcano))

image(x,y,volcano,col=terrain.colors(100),axes=FALSE)

contour(x,y,volcano,levels=seq(90,200,by=5),add=TRUE,col="peru")axis(1,at=seq(100,800,by=100))axis(2,at=seq(100,600,by=100))box()title(main="MaungaWhauVolcano",font.main=4)顏色圖張金龍R初步2010-6-330顏色圖張金龍R初步2010-6-3ggplot231張金龍R初步2010-6-332ggplot2簡(jiǎn)介張金龍R初步2010-6-333為什么要使用ggplot2張金龍R初步2010-6-334Ggplot2的基本概念張金龍R初步2010-6-335數(shù)據(jù)（data）和映射（mapping）張金龍R初步2010-6-336幾何對(duì)象（Geometric）張金龍R初步2010-6-337統(tǒng)計(jì)變換（statistics）張金龍R初步2010-6-338坐標(biāo)（coordinate）張金龍R初步2010-6-339圖層（layer）張金龍R初步2010-6-340分面（facet）張金龍R初步2010-6-341張金龍R初步2010-6-342張金龍R初步2010-6-343三習(xí)題和資料張金龍R初步2010-6-344練習(xí)1：繪圖生成0到2之間的50個(gè)隨機(jī)數(shù)，分別命名為x,yx<-runif(50,0,2)y<-runif(50,0,2)繪圖：將主標(biāo)題命名為“散點(diǎn)圖”，橫軸命名為”橫坐標(biāo)”，縱軸命名為“縱坐標(biāo)”plot(x,y,main="散點(diǎn)圖",xlab="橫坐標(biāo)",ylab="縱坐標(biāo)")text(0.6,0.6,"textat(0.6,0.6)")abline(h=.6,v=.6)張金龍R初步2010-6-345圖

練習(xí)1:繪圖舉例張金龍R初步2010-6-346練習(xí)2：分步繪圖1.打開(kāi)繪圖窗口，不繪制任何對(duì)象plot(x,y,type="n",xlab="",ylab="",axes=F)#用練習(xí)1的x、y值2.添加坐標(biāo)點(diǎn)

points(x,y)

3.添加坐標(biāo)軸axis(1);axis(at=seq(0.2,1.8,0.2),side=2)4.補(bǔ)齊散點(diǎn)圖的邊框box()

5.添加標(biāo)題、副標(biāo)題、橫軸說(shuō)明、縱軸說(shuō)明title(main="Maintitle",sub="subtit