R語言數(shù)據(jù)可視化專題培訓(xùn)課件

R語言數(shù)據(jù)可視化R語言數(shù)據(jù)可視化12學(xué)習(xí)內(nèi)容一R繪圖基礎(chǔ)二各類圖形繪制三習(xí)題和資料2學(xué)習(xí)內(nèi)容一R繪圖基礎(chǔ)2為什么要學(xué)習(xí)R語言R是一個開放(GPL)的統(tǒng)計編程環(huán)境一種語言，是Ｓ語言(由AT&TBell實驗室的RickBecker,JohnChambers,AllanWilks開發(fā))的一種方言(dialect)之一，另一則為S-plus.一種軟件，是集統(tǒng)計分析與圖形直觀顯示于一體的統(tǒng)計分析R作為一個計劃(project)，最早(1995年)是由Auckland大學(xué)統(tǒng)計系的RobertGentleman和RossIhaka開始編制，目前由Ｒ核心開發(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)計應(yīng)用軟件打包提供給我們。我們可以通過Ｒ計劃的網(wǎng)站()了解有關(guān)Ｒ的最新信息和使用說明，得到最新版本的Ｒ軟件和基于Ｒ的應(yīng)用統(tǒng)計軟件包.3為什么要學(xué)習(xí)R語言R是33Ｒ是完全免費的！！而S-Plus盡管是非常優(yōu)秀的統(tǒng)計分析軟件，可是你需要支付一筆$US.R可以在運行于UNIX,Windows和Macintosh的操作系統(tǒng)上.R嵌入了一個非常實用的幫助系統(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的許多過程直接或稍作修改用于Ｒ.通過Ｒ語言的許多內(nèi)嵌統(tǒng)計函數(shù)，很容易學(xué)習(xí)和掌握R語言語法.我們可以編制自己的函數(shù)來擴(kuò)展現(xiàn)有的Ｒ語言(這就是為什么它在不斷等級完善!!)…....4為什么要學(xué)習(xí)R語言Ｒ是完全免費的！！而S-Plus盡管是非常優(yōu)秀的統(tǒng)計分析軟45一R繪圖基礎(chǔ)5一R繪圖基礎(chǔ)56圖

R繪制的圖形6圖R繪制的圖形67繪制地圖圖

左圖maps包map()右圖PBSmapping包addBubbles()

7繪制地圖圖左圖maps包map()右圖78繪制地圖圖

fields包實例spdep

包實例8繪制地圖圖fields包實例89R繪圖功能R具備卓越的繪圖功能，通過參數(shù)設(shè)置對圖形進(jìn)行精確控制。繪制的圖形能滿足出版印刷的要求，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。繪圖是通過繪圖函數(shù)結(jié)合相應(yīng)的選項完成的。9R繪圖功能R具備卓越的繪圖功能，通過參數(shù)設(shè)置對圖形進(jìn)行精確9demo（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demo（graphics）：了解R繪圖功能10R繪圖功能1011高階繪圖函數(shù)plot(x)、plot(x,y)繪制散點圖等多種圖形,根據(jù)數(shù)據(jù)的類，調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)繪圖pie(x)餅圖boxplot(x)箱線圖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)等高線圖persp(x,y,z)三維透視圖11高階繪圖函數(shù)plot(x)、plot(x,y)11barplot(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12高階繪圖函數(shù)barplot(x)柱狀圖/條形圖matplot(x1213低階繪圖函數(shù)points()添加點lines()添加線curve()添加曲線abline()添加給定斜率的線title()添加標(biāo)題text()添加文字mtext()在圖的邊空添加文字axis()畫坐標(biāo)軸13低階繪圖函數(shù)points()添加點lines()添加線c13低階繪圖函數(shù)14legend()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()添加外框低階繪圖函數(shù)14legend()添加圖例rug()添加刻度線1415繪圖參數(shù)參數(shù)用在函數(shù)內(nèi)部，在沒有設(shè)定值時使用缺省值。font=

字體,lty=

線類型,lwd=

線寬度,pch=

點的類型,xlab=

橫坐標(biāo),ylab=

縱坐標(biāo),xlim=

橫坐標(biāo)范圍,ylim=

縱坐標(biāo)范圍,也可以對整個要繪制圖形的各種參數(shù)進(jìn)行設(shè)定參見？par()15繪圖參數(shù)參數(shù)用在函數(shù)內(nèi)部，在沒有設(shè)定值時使用缺省值。1516繪圖參數(shù)16繪圖參數(shù)1617一頁多圖圖

一頁多圖par()par(mfrow=c(2,2))...17一頁多圖圖一頁多圖1718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18在原有圖形上添加元素舉例：先執(zhí)行par(mfrow=c(1819圖

在原有直方圖上添加曲線19圖在原有直方圖上添加曲線1920二、各類圖形繪制1基于比較的繪圖柱形圖.R、條形圖.R、折線圖.R、2基于關(guān)系的繪圖散點圖.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、凹槽箱線圖.R、箱線圖.R、小提琴圖.R5基于時間的繪圖LOESS曲線圖.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(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.R20二、各類圖形繪制1基于比較的繪圖柱形圖.R、條形圖.R、20tN<-table(Ni<-rpois(100,lambda=5))tN01234567891112

17121416141994211r<-barplot(tN,col='gray')條形圖tN<-table(Ni<-rpois(100,l2122餅圖pie(tN)22餅圖pie(tN)22par(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par(mfrow=c(1,3))QQ圖2324data(iris)pairs(iris[1:4],main="Anderson'sIrisData--3species",pch=21,bg=c("red","green3","blue")[codes(iris$Species)])#iris為1505數(shù)據(jù),這里是4個數(shù)量變量的點圖(最后一個是分類變量(iris$Species))散點圖矩陣24data(iris)散點圖矩陣24par(bg="cornsilk")data(quakes)coplot(lat~long|depth,data=quakes,pch=21,bg="green3")#Hit<Return>toseenextplot:25條件分割圖par(bg="cornsilk")25條件分割圖25x<-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x<-seq(-10,10,length=30)22627data("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)等高線圖27data("volcano")等高線圖2728等高線圖28等高線圖2829data(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29data(volcano)顏色圖2930顏色圖30顏色圖30ggplot231ggplot2313132ggplot2簡介32ggplot2簡介3233為什么要使用ggplot233為什么要使用ggplot23334Ggplot2的基本概念34Ggplot2的基本概念3435數(shù)據(jù)（data）和映射（mapping）35數(shù)據(jù)（data）和映射（mapping）3536幾何對象（Geometric）36幾何對象（Geometric）3637統(tǒng)計變換（statistics）37統(tǒng)計變換（statistics）3738坐標(biāo)（coordinate）38坐標(biāo)（coordinate）3839圖層（layer）39圖層（layer）3940分面（facet）40分面（facet）4041414142424243三習(xí)題和資料43三習(xí)題和資料4344練習(xí)1：繪圖生成0到2之間的50個隨機(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)44練習(xí)1：繪圖生成0到2之間的50個隨機(jī)數(shù)，分別命名為x,4445圖

練習(xí)1:繪圖舉例45圖練習(xí)1:繪圖舉例4546練習(xí)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(xí)1的x、y值2.添加坐標(biāo)點

points(x,y)

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

5.添加標(biāo)題、副標(biāo)題、橫軸說明、縱軸說明title(main="Maintitle",sub="subtitle",xlab="x-label",ylab="y-label")46練習(xí)2：分步繪圖1.打開繪圖窗口，不繪制任何對象4647圖

練習(xí)2:分步繪圖12345647圖練習(xí)2:分步繪圖1234564748教材CrawleyStatisticsanintroductionusingRPeterDalgaardIntroductorystatisticswithRE.ParadisRforBeginnersVerzani

SimpleR.DGRossiterIntroductiontotheRProjectforStatisticalComputingforuseatITCJ.MaindonaldUsingRfordataanalysisandgraphicsintroductioncodeandcommentaryusingRVenables,W.N.&Ripley,B.D.

ModernAppliedStatisticswithS

48教材CrawleyStatisticsanint4849R網(wǎng)絡(luò)資源R主頁:R資源列表NCEAS/scicomp/software/r統(tǒng)計之都:

/QuikR/

R數(shù)據(jù)挖掘http://www.RdataM在線數(shù)據(jù)分析協(xié)作平臺R-大數(shù)據(jù)分析的眾包平臺-Kaggle

/49R網(wǎng)絡(luò)資源R主頁:http://www.r-proj4950謝謝！50謝謝！50R語言數(shù)據(jù)可視化R語言數(shù)據(jù)可視化5152學(xué)習(xí)內(nèi)容一R繪圖基礎(chǔ)二各類圖形繪制三習(xí)題和資料2學(xué)習(xí)內(nèi)容一R繪圖基礎(chǔ)52為什么要學(xué)習(xí)R語言R是一個開放(GPL)的統(tǒng)計編程環(huán)境一種語言，是Ｓ語言(由AT&TBell實驗室的RickBecker,JohnChambers,AllanWilks開發(fā))的一種方言(dialect)之一，另一則為S-plus.一種軟件，是集統(tǒng)計分析與圖形直觀顯示于一體的統(tǒng)計分析R作為一個計劃(project)，最早(1995年)是由Auckland大學(xué)統(tǒng)計系的RobertGentleman和RossIhaka開始編制，目前由Ｒ核心開發(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)計應(yīng)用軟件打包提供給我們。我們可以通過Ｒ計劃的網(wǎng)站()了解有關(guān)Ｒ的最新信息和使用說明，得到最新版本的Ｒ軟件和基于Ｒ的應(yīng)用統(tǒng)計軟件包.53為什么要學(xué)習(xí)R語言R是353Ｒ是完全免費的?。《鳶-Plus盡管是非常優(yōu)秀的統(tǒng)計分析軟件，可是你需要支付一筆$US.R可以在運行于UNIX,Windows和Macintosh的操作系統(tǒng)上.R嵌入了一個非常實用的幫助系統(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的許多過程直接或稍作修改用于Ｒ.通過Ｒ語言的許多內(nèi)嵌統(tǒng)計函數(shù)，很容易學(xué)習(xí)和掌握R語言語法.我們可以編制自己的函數(shù)來擴(kuò)展現(xiàn)有的Ｒ語言(這就是為什么它在不斷等級完善!!)…....54為什么要學(xué)習(xí)R語言Ｒ是完全免費的！！而S-Plus盡管是非常優(yōu)秀的統(tǒng)計分析軟5455一R繪圖基礎(chǔ)5一R繪圖基礎(chǔ)5556圖

R繪制的圖形6圖R繪制的圖形5657繪制地圖圖

左圖maps包map()右圖PBSmapping包addBubbles()

7繪制地圖圖左圖maps包map()右圖5758繪制地圖圖

fields包實例spdep

包實例8繪制地圖圖fields包實例5859R繪圖功能R具備卓越的繪圖功能，通過參數(shù)設(shè)置對圖形進(jìn)行精確控制。繪制的圖形能滿足出版印刷的要求，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。繪圖是通過繪圖函數(shù)結(jié)合相應(yīng)的選項完成的。9R繪圖功能R具備卓越的繪圖功能，通過參數(shù)設(shè)置對圖形進(jìn)行精確59demo（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()60R繪圖功能demo（graphics）：了解R繪圖功能10R繪圖功能6061高階繪圖函數(shù)plot(x)、plot(x,y)繪制散點圖等多種圖形,根據(jù)數(shù)據(jù)的類，調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)繪圖pie(x)餅圖boxplot(x)箱線圖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)等高線圖persp(x,y,z)三維透視圖11高階繪圖函數(shù)plot(x)、plot(x,y)61barplot(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62高階繪圖函數(shù)barplot(x)柱狀圖/條形圖matplot(x6263低階繪圖函數(shù)points()添加點lines()添加線curve()添加曲線abline()添加給定斜率的線title()添加標(biāo)題text()添加文字mtext()在圖的邊空添加文字axis()畫坐標(biāo)軸13低階繪圖函數(shù)points()添加點lines()添加線c63低階繪圖函數(shù)64legend()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()添加外框低階繪圖函數(shù)14legend()添加圖例rug()添加刻度線6465繪圖參數(shù)參數(shù)用在函數(shù)內(nèi)部，在沒有設(shè)定值時使用缺省值。font=

字體,lty=

線類型,lwd=

線寬度,pch=

點的類型,xlab=

橫坐標(biāo),ylab=

縱坐標(biāo),xlim=

橫坐標(biāo)范圍,ylim=

縱坐標(biāo)范圍,也可以對整個要繪制圖形的各種參數(shù)進(jìn)行設(shè)定參見？par()15繪圖參數(shù)參數(shù)用在函數(shù)內(nèi)部，在沒有設(shè)定值時使用缺省值。6566繪圖參數(shù)16繪圖參數(shù)6667一頁多圖圖

一頁多圖par()par(mfrow=c(2,2))...17一頁多圖圖一頁多圖6768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18在原有圖形上添加元素舉例：先執(zhí)行par(mfrow=c(6869圖

在原有直方圖上添加曲線19圖在原有直方圖上添加曲線6970二、各類圖形繪制1基于比較的繪圖柱形圖.R、條形圖.R、折線圖.R、2基于關(guān)系的繪圖散點圖.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、凹槽箱線圖.R、箱線圖.R、小提琴圖.R5基于時間的繪圖LOESS曲線圖.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(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.R20二、各類圖形繪制1基于比較的繪圖柱形圖.R、條形圖.R、70tN<-table(Ni<-rpois(100,lambda=5))tN01234567891112

17121416141994211r<-barplot(tN,col='gray')條形圖tN<-table(Ni<-rpois(100,l7172餅圖pie(tN)22餅圖pie(tN)72par(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par(mfrow=c(1,3))QQ圖7374data(iris)pairs(iris[1:4],main="Anderson'sIrisData--3species",pch=21,bg=c("red","green3","blue")[codes(iris$Species)])#iris為1505數(shù)據(jù),這里是4個數(shù)量變量的點圖(最后一個是分類變量(iris$Species))散點圖矩陣24data(iris)散點圖矩陣74par(bg="cornsilk")data(quakes)coplot(lat~long|depth,data=quakes,pch=21,bg="green3")#Hit<Return>toseenextplot:75條件分割圖par(bg="cornsilk")25條件分割圖75x<-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")76三維透視圖x<-seq(-10,10,length=30)27677data("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)等高線圖27data("volcano")等高線圖7778等高線圖28等高線圖7879data(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29data(volcano)顏色圖7980顏色圖30顏色圖80ggplot281ggplot2318182ggplot2簡介32ggplot2簡介8283為什么要使用ggplot233為什么要使用ggplot28384Ggplot2的基本概念34Ggplot2的基本概念8485數(shù)據(jù)（data）和映射（mapping）35數(shù)據(jù)（data）和映射（mapping）8586幾何對象（Geometric）36幾何對象（Geometric）8687統(tǒng)計變換（statistics）37統(tǒng)計變換（st