R：使用 ggplot2 平滑条形图中的分箱数据答案

【问题标题】：R: smoothing binned data in barplots with ggplot2R：使用 ggplot2 平滑条形图中的分箱数据
【发布时间】：2018-03-11 18:34:59
【问题描述】：

数据描述了维拉里巴和维拉巴霍两个村庄之间道路沿线树木上商品（苹果和香蕉）的分布情况，该道路长 4000 多米。数据要么已经分箱（即每 500 m 汇总一次），要么提供了很大的位置错误，因此按 500 m 分箱是很自然的。我们希望通过内核平滑处理并将它们绘制为平滑的事后分布。在ggplot2 包中有两种明显的方法可以做到这一点。首先读取数据（长格式）。

library(ggplot2)
databas<-read.csv(text="dist,stuff,val
500,apples,10
1250,apples,25
1750,apples,55
2250,apples,45
2750,apples,25
3250,apples,10
3750,apples,5
500,bananas,7
1250,bananas,14
1750,bananas,20
2250,bananas,17
2750,bananas,10
3250,bananas,30
3750,bananas,20")

第一次尝试是带有geom_col() 的无聊条形图。接下来，我们可以分别使用密度图（geom_density()）和平滑曲线（stat_smooth() 或等效的geom_smooth()）中包含的两个 ggplot2 工具。三种方式实现如下：

    p1<-ggplot(databas,aes(dist,val,fill=stuff,alpha=0.5))+geom_col(alpha=0.5,position="dodge")
    p2<-ggplot(databas,aes(dist,val,fill=stuff))+stat_smooth(aes(y=val,x=dist),method="gam",se=FALSE,formula=y~s(x,k=7))
    p3<-ggplot(databas,aes(dist,val,fill=stuff,alpha=0.5))+geom_density(stat="identity")

library(gridExtra)
grid.arrange(p1,p2,p3,nrow=3)

每种方法都有缺点。叠加密度图（下图）是最理想的设计，但选项stat="identity"（因为数据已分箱）阻止了创建美观的平滑分布，就像往常一样。 stat_smooth() 选项提供了几乎出色的曲线，但这些只是曲线。那么：如何结合密度图的着色和平滑函数的平滑？那是要平滑geom_density()中的数据，还是用stat_smooth()曲线下的半透明颜色填充空间？

【问题讨论】：

标签： r ggplot2 bar-chart smoothing density-plot

【解决方案1】：

如果你喜欢你的gam 拟合，你可以在geom_ribbon 中使用stat = "smooth" 来绘制曲线。诀窍是将ymin设置为0，将ymax设置为..y..，这是stat_smooth创建的特殊变量，即预测行。

ggplot(databas, aes(x = dist, y = val, fill = stuff)) +
    geom_ribbon(stat = "smooth", aes(ymin = 0, ymax = ..y..), alpha = .5,
                method = "gam", se=FALSE, formula = y ~ s(x, k = 7))

【讨论】：

【解决方案2】：

这是一种方法：

library(ggplot2)
p2 <-  ggplot(databas, aes(dist ,val ,fill = stuff)) + stat_smooth(aes(y = val,x = dist), method = "gam",se = FALSE,formula = y ~ s(x, k = 7))

用ggplot_build提取曲线

p2_build = ggplot_build(p2)
p2_fill <- data_frame(
  x = p2_build$data[[1]]$x,
  y = p2_build$data[[1]]$y,
  group = factor(p2_build$data[[1]]$group, levels = c(1,2), labels = c("apples","bananas")))

用geom_area添加颜色

p2 + geom_area(data = p2_fill[p2_fill$group == "apples", ], 
                   aes(x=x, y=y), fill = "red", alpha = 0.2)+
  geom_area(data = p2_fill[p2_fill$group == "bananas", ], 
            aes(x=x, y=y), fill = "blue", alpha = 0.2)

完整答案：

ggplot(databas, aes(dist, val, color = stuff))+
  stat_smooth(aes(y = val,x = dist), method = "gam",se = FALSE, formula = y ~ s(x, k = 7))+
  geom_area(data = p2_fill[p2_fill$group == "apples", ], 
            aes(x=x, y=y), fill =  "#F8766D", alpha = 0.2, inherit.aes = F)+
  geom_area(data = p2_fill[p2_fill$group == "bananas", ], 
            aes(x=x, y=y), fill = "#00BFC4", alpha = 0.2, inherit.aes = F)+
  theme_classic()

【讨论】：