可以强制在ggplot图例中显示未发生的元素吗？

Question

我正在绘制一种叶绿素，该叶绿素在一个研究区域中最多包含三种可选择的物种丰度。这个玩具代码的行为符合预期，几乎可以满足我的要求：

library(dplyr)
library(ggplot2)
square <- expand.grid(X=0:10, Y=0:10)
sq2 <- square[rep(row.names(square), 2),] %>%
  arrange(X,Y) %>%
  mutate(SPEC = rep(c('red','blue'),len=n())) %>%
  mutate(POP = ifelse(SPEC %in% 'red', X, Y)) %>%
  group_by(X,Y) %>% 
  mutate(CLR = rgb(X/10,0,Y/10)) %>% ungroup()

ggplot(sq2, aes(x=X, y=Y, fill=CLR)) + geom_tile() +
  scale_fill_identity("Species", guide="legend",
    labels=c('red','blue'), breaks=c('#FF0000','#0000FF'))

制作这个：

修改后的版本可以正确绘制真实地图，适当混合 RGB 以显示每个地图单元的物种比例。但考虑到这种混合，真实数据不一定包括breaks 中列出的具体值，在这种情况下，该物种的图例中不会出现条目。如果将示例的最后一行更改为

labels=c('red','blue','green'), breaks=c('#FF0000','#0000FF','#00FF00'))

您会得到与所示相同的图例，仅显示“红色”和“蓝色”，因为其中没有绿色。搜索每个 max(Species) 的数据并将其分配给图例是可能的，但不会为仅以低比例出现的物种提供好的图例键。图例需要显示当前实体的idea，而不是它们已证实的存在——即使只检测到一个物种，图例中也有三种颜色。

我认为 scale_fill_manual() 或 override.aes 参数可能对我有所帮助，但我无法使任何组合起作用。

编辑：
第四集——新的死胡同

（感谢@r2evans 修复了我遗漏的软件包。） 我想我可以通过在处理管道中的 df 中改变一个名为spCLR 的另一列来欺骗传说，以表示编码每个条目的物种的颜色（'#FF0000'，例如）（冗余信息，但很好） .现在我的真实版本中的绘图调用是：

df %>% [everything] %>%
    ggplot(aes(x = X, y = Y, height = WIDTH, width = WIDTH, fill = CLR)) +
      geom_tile() +
      scale_fill_identity("Species", guide="legend",
        labels=spCODE, breaks=spCLR)

但这给出了错误：Error in check_breaks_labels(breaks, labels) : object 'spCLR' not found。 这似乎很奇怪，因为 spCLR 确实在管道修改的 df 中，并且在提供给 ggplot 函数的所有值中，spCODE 是原始 df 中唯一存在的值——所以如果有某种范围问题我不明白。 [重新编辑——我看到标签和中断都不想看 df$anything。无论如何。]

我假设 （对吗？） 有一些方法可以使这个工作 [?]，但它仍然不会使图例显示“红色”、“蓝色”和“绿色”我的玩具示例——这正是我最初的问题所在——因为其中仍然没有实际的绿色数据。所以重申一下，是否有任何方法可以强制 ggplot2 图例显示您想要谈论的内容，而不仅仅是数据中存在的内容？

Answer 1

我很晚才发现我的问题与this 几乎重复。那里接受的答案（来自@joran）对此不起作用，但第二个答案（来自@Axeman）可以。所以我去这里的方式是最后一行应该是

labels=c('red','blue','green'), limits=c('#FF0000','#0000FF','#00FF00'))

调用limits() 而不是breaks()，现在我的示例和我的真实版本可以正常工作。

我不得不说我花了很多时间在 ggplot2 reference 中进行挖掘，但从未怀疑 limits() 是 break() 的正确替代方法——在该参考页面中明确提到了这一点，而限制（） 没有出现。 ?limits() 页面信息量不大，我找不到任何可以说明两者之间区别的东西：当这个而不是那个。

Answer 2

我从热图用例中假设您不需要在图表中进行颜色映射。在这种情况下，一种可能的解决方法是单独保留填充比例，并创建一个具有颜色美学映射的不可见几何图层来生成所需的图例：

ggplot(sq2, aes(x=X, y=Y)) +
  geom_tile(aes(fill = CLR)) + # move fill mapping here so new point layer doesn't inherit it
  scale_fill_identity() + # scale_*_identity has guide set to FALSE by default

  # add invisible layer with colour (not fill) mapping, within x/y coordinates within
  # same range as geom_tile layer above
  geom_point(data = . %>% 
               slice(1:3) %>% 
               # optional: list colours in the desired label order
               mutate(col = forcats::fct_inorder(c("red", "blue", "green"))),
             aes(colour = col), 
             alpha = 0) +

  # add colour scale with alpha set to 1 (overriding alpha = 0 above),
  # also make the shape square & larger to mimic the default legend keys
  # associated with fill scale
  scale_color_manual(name = "Species",
                     values = c("red" = '#FF0000', "blue" = '#0000FF', "green" = '#00FF00'),
                     guide = guide_legend(override.aes = list(alpha = 1, shape = 15, size = 5)))