R語言數(shù)據(jù)可視化

1、語言數(shù)據(jù)可視化11/50學習內容一 R繪圖基礎二 各類圖形繪制三 習題和資料22/50為何要學習R語言R是一個開放(GPL)統(tǒng)計編程環(huán)境一個語言，是語言(由AT&T Bell試驗室Rick Becker, John Chambers,Allan Wilks開發(fā))一個方言(dialect) 之一，另一則為S-plus.一個軟件，是集統(tǒng)計分析與圖形直觀顯示于一體統(tǒng)計分析R作為一個計劃(project)，最早(1995年)是由Auckland大學統(tǒng)計系Robert Gentleman和Ross Ihaka開始編制，當前由關鍵開發(fā)小組(R Development Core Team-以后用R DCT表

2、示)維護，他們完全自愿、工作努力負責，并將全球優(yōu)異統(tǒng)計應用軟件打包提供給我們。我們能夠經(jīng)過計劃網(wǎng)站()了解相關最新信息和使用說明，得到最新版本軟件和基于應用統(tǒng)計軟件包. 33/50是完全無償！ 而S-Plus盡管是非常優(yōu)異統(tǒng)計分析軟件，可是你需要支付一筆$US .R能夠在運行于UNIX, Windows和Macintosh操作系統(tǒng)上 .R嵌入了一個非常實用幫助系統(tǒng).R含有很強作圖能力.我們將程序輕易地移植到S-Plus程序中，反之許多過程直接或稍作修改用于.經(jīng)過語言許多內嵌統(tǒng)計函數(shù)，很輕易學習和掌握R語言語法.我們能夠編制自己函數(shù)來擴展現(xiàn)有語言(這就是為何它在不停等級完善!).為何要學習R語言

3、44/50一 R繪圖基礎55/50圖 R繪制圖形66/50繪制地圖圖 左圖 maps包 map() 右圖 PBSmapping包 addBubbles() 77/50繪制地圖圖 fields 包實例 spdep 包實例88/50R繪圖功效R具備卓越繪圖功效，經(jīng)過參數(shù)設置對圖形進行準確控制。繪制圖形能滿足出版印刷要求，能夠輸出Jpg、tiff、eps、emf、pdf、png等各種格式。經(jīng)過與GhostScript軟件結合，能夠生成600dpi，1200dpi等各種分辨率和尺寸圖形。繪圖是經(jīng)過繪圖函數(shù)結合對應選項完成。99/50demo（graphics）：了解R繪圖功效繪圖函數(shù)包含：高階繪圖函數(shù)

4、 High-level Plotting Function產(chǎn)生一個新圖區(qū)，可能包含坐標軸、標簽、標題等。低階繪圖函數(shù) Low-level Plotting Function在已經(jīng)有圖上加更多元素繪圖參數(shù)缺省值?par( )R繪圖功效1010/50高階繪圖函數(shù)plot(x)、plot(x,y) 繪制散點圖等各種圖形,依據(jù)數(shù)據(jù)類，調用對應函數(shù)繪圖pie(x) 餅圖boxplot(x) 箱線圖hist(x) 頻率直方圖coplot(xy|z)條件分割圖Interaction.plot(f1,f2,y)交互效應圖qqplot(x,y)、qqnorm(x)QQ圖contour(x,y,z)等高線圖per

5、sp(x,y,z)三維透視圖1111/50barplot(x) 柱狀圖/條形圖matplot(x,y)矩陣圖mosaicplot(x)馬賽克圖pairs(x)散點圖矩陣sunflowerplot(x,y)向日葵散點圖stars(x)星狀圖stripchart(x)帶狀圖dotchart(x)Cleveland點圖filledcontour(x,y,z)顏色等高線圖image(x,y,z)顏色圖高階繪圖函數(shù)1212/50低階繪圖函數(shù)points()添加點lines()添加線curve()添加曲線abline()添加給定斜率線title()添加標題text()添加文字mtext()在圖邊空添加文字

6、axis()畫坐標軸1313/50低階繪圖函數(shù)legend()添加圖例rug()添加刻度線rec()繪制長方形polygon()繪制多邊形segments()添加線段arrows()畫箭頭box()添加外框1414/50繪圖參數(shù)參數(shù)用在函數(shù)內部，在沒有設定值時使用缺省值。font = 字體,lty = 線類型,lwd = 線寬度,pch = 點類型,xlab = 橫坐標,ylab = 縱坐標,xlim = 橫坐標范圍,ylim = 縱坐標范圍,也能夠對整個要繪制圖形各種參數(shù)進行設定參見 ？par()1515/50繪圖參數(shù)1616/50一頁多圖圖 一頁多圖par()par(mfrow=c(2,2

7、).1717/50在原有圖形上添加元素舉例：先執(zhí)行par(mfrow=c(2,2)x - rnorm(100) # 生成隨機數(shù)hist(x,freq=F) # 繪制直方圖curve(dnorm(x),add=T) # 添加曲線h - hist(x, plot=F) # 繪制直方圖ylim - range(0, h$density, dnorm(0) #設定縱軸取值范圍hist(x, freq=F, ylim=ylim) #繪制直方圖curve(dnorm(x),add=T,col=red) #添加曲線1818/50圖 在原有直方圖上添加曲線1919/50二、各類圖形繪制1基于比較繪圖柱形圖.R

8、、條形圖.R、折線圖.R、2基于關系繪圖散點圖.R、氣泡圖.R3基于組合繪圖餅圖.R、4基于分布繪圖直方圖.R、核密度圖.R、凹槽箱線圖.R、箱線圖.R、小提琴圖.R5基于時間繪圖LOESS曲線圖.R、階梯圖.R6基于空間繪圖地圖添加標識.R、地圖中畫氣泡.R、地圖中畫線.R7多維信息可視化散點圖矩陣.R、線圖.R、平行坐標圖.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-漢字.R2020/50tN - table(Ni - rpois(100, lambda=5)tN 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 1

9、 7 12 14 16 14 19 9 4 2 1 1r - barplot(tN, col=gray)條形圖21/50餅圖pie(tN)2222/50par(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 for 70 US cities”); qqline(precip,col=3) #和正態(tài)分布比par(mfrow=c(1

10、,1)QQ圖23/50data(iris)pairs(iris1:4, main = Andersons Iris Data - 3 species, pch = 21, bg = c(red, green3, blue)codes(iris$Species)#iris為1505數(shù)據(jù),這里是4個數(shù)量變量點圖(最終一個是分類變量(iris$Species)散點圖矩陣2424/50par(bg = cornsilk)data(quakes)coplot(lat long | depth, data = quakes, pch = 21, bg = green3)#Hit to see next p

11、lot: 條件分割圖2525/50 x - seq(-10, 10, length= 30) y - x f - function(x,y) r - sqrt(x2+y2); 10 * sin(r)/r z - outer(x, y, f) zis.na(z) - 1persp(x, y, z, theta = 30, phi = 30, expand = 0.5, col = lightblue)三維透視圖2626/50data(volcano)rx - range(x - 10*1:nrow(volcano)ry - range(y - 10*1:ncol(volcano)ry - ry

12、+ 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(u1, u3, u2, u4, col = tcol8, border = “red”) #rect畫矩形contour(x, y, volcano, col = tcol2, lty = solid, add = TRU

13、E, vfont = c(sans serif, plain) title(A Topographic Map of Maunga Whau, font = 4)abline(h = 200*0:4, v = 200*0:4, col = lightgray, lty = 2, lwd = 0.1);par(opar)等高線圖2727/50等高線圖2828/50data(volcano) x - 10*(1:nrow(volcano) y - 10*(1:ncol(volcano) image(x, y, volcano, col = terrain.colors(100), axes = F

14、ALSE) 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 = Maunga Whau Volcano, font.main = 4)顏色圖2929/50顏色圖3030/50ggplot23131/50ggplot2介紹3232/50為何要使用ggplot23333/50Ggplot2基本概念3434/50數(shù)據(jù)（

15、data）和映射（mapping）3535/50幾何對象（Geometric）3636/50統(tǒng)計變換（statistics）3737/50坐標（coordinate）3838/50圖層（layer）3939/50分面（facet）4040/504141/504242/50三 習題和資料4343/50練習1：繪圖生成0到2之間50個隨機數(shù)，分別命名為x,yx - runif(50,0,2)y - runif(50,0,2)繪圖：將主標題命名為“散點圖”， 橫軸命名為”橫坐標”， 縱軸命名為“縱坐標”plot(x, y, main=散點圖, xlab=橫坐標, ylab=縱坐標)text(0.6,

16、0.6,text at (0.6,0.6)abline(h=.6,v=.6)4444/50圖 練習1:繪圖舉例4545/50練習2：分步繪圖1.打開繪圖窗口，不繪制任何對象plot(x, y, type=n, xlab=, ylab=, axes=F)#用練習1x、y值2.添加坐標點 points(x,y) 3.添加坐標軸axis(1); axis(at=seq(0.2,1.8,0.2), side=2)4.補齊散點圖邊框 box() 5.添加標題、副標題、橫軸說明、縱軸說明title(main=Main title, sub=subtitle, xlab=x-label, ylab=y-label)4646/50圖 練習2:分步繪圖1234564747/50教材Crawley Statistics an introduction using R Peter Dalgaard Introductory statistics with RE. Paradis R for Beginners Verzani SimpleR.D G Rossiter Introduction to the R Project for Statistical Computing for use at ITC J. Maindonald Using R fo