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本篇內(nèi)容介紹了“R語(yǔ)言怎么實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建”的有關(guān)知識(shí)，在實(shí)際案例的操作過程中，不少人都會(huì)遇到這樣的困境，接下來(lái)就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細(xì)閱讀，能夠?qū)W有所成！
網(wǎng)絡(luò)分析（network analysis）是指通過連接法，尋找變量之間的聯(lián)系，以網(wǎng)絡(luò)圖或者連接模型（connection model）來(lái)展示數(shù)據(jù)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而簡(jiǎn)化復(fù)雜系統(tǒng)并提取有用信息的一種定量分析方式。在生態(tài)學(xué)中常利用相關(guān)性來(lái)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)模型，可以使用一個(gè)數(shù)據(jù)集例如物種群落數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，這時(shí)候展現(xiàn)物種之間的共出現(xiàn)模式（co-occurance pattern），也可以結(jié)合多個(gè)數(shù)據(jù)集進(jìn)行分析，例如分析環(huán)境因子對(duì)物種的影響等，網(wǎng)絡(luò)分析是一種比較自由的分析方法。
構(gòu)建相關(guān)性網(wǎng)絡(luò)，首先需要計(jì)算不同變量之間的相關(guān)系數(shù)矩陣，然后根據(jù)相關(guān)系數(shù)確定變量之間的網(wǎng)絡(luò)連接，在R中常使用igraph包進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)模型可視化。這里以目水平的微生物群落以及環(huán)境因子數(shù)據(jù)為例構(gòu)建相關(guān)性網(wǎng)絡(luò)：
#讀取物種與環(huán)境因子數(shù)據(jù)community=read.table(file="otu_table_L4.txt", header=TRUE)rownames(community)=community[,1]community=community[,-1]com=t(community)environment=read.table(file="environment.txt", header=TRUE)rownames(environment)=environment[,1]env=environment[,-1]env=env[rownames(com),]data=as.matrix(cbind(com, env))#計(jì)算相關(guān)性矩陣并篩選p<0.05、r>0.45的數(shù)據(jù)library(Hmisc)corr=rcorr(data, type="spearman")rcorr=corr$r #提取相關(guān)系數(shù)pcorr=corr$P #提取檢驗(yàn)結(jié)果p值#注意要去掉自相關(guān)（對(duì)角線上的數(shù)據(jù)）for (i in 1:nrow(rcorr)) { for (j in 1:nrow(rcorr)) { if (i!=j) { if (pcorr[i, j]>0.05) { rcorr[i, j]=0 } } if (rcorr[i, j]>-0.45 & rcorr[i, j]<0.45) { rcorr[i, j]=0 } }}#構(gòu)建相關(guān)網(wǎng)絡(luò)library(igraph)g=graph.adjacency(rcorr, mode="undirected", weighted=T, diag=F)
在這里graph.adjacency()函數(shù)使用鄰接矩陣（這里為相關(guān)矩陣）創(chuàng)建連接模型，其中mode可選"undirected"和"directed"，分別表示連接有無(wú)方向（箭頭），weighted=T表示連接線的粗細(xì)或長(zhǎng)短與相關(guān)系數(shù)成正比，diag=F去掉鄰接矩陣中對(duì)角線數(shù)據(jù)（即去掉自相關(guān)），我們可以提取節(jié)點(diǎn)與連接的信息：
接下來(lái)進(jìn)行繪圖：
#相關(guān)網(wǎng)絡(luò)可視化m=length(colnames(com))n=length(colnames(env))t=length(colnames(rcorr))size1=numeric(m)for (i in 1:m) { size1[i]=sum(com[,i])}size1=(10000*size1)^0.25size2=numeric(n)for (i in 1:n) { size2[i]=sum(abs(rcorr[,m+i]))-1}size2=1.7*sqrt(10*size2)size=c(size1, size2)col=character(length(E(g)$weight))weight=E(g)$weightfor (i in 1: length(E(g)$weight)) { if (weight[i]>0) { col[i]="red" } else { col[i]="blue" }}pcolor=c(rep("goldenrod1", m), rep("steelblue3", n))par(mfrow=c(2,2), mar=c(1,1,1,1))plot(g,vertex.color=pcolor, layout=layout.fruchterman.reingold, vertex.size=size, vertex.label="", vertex.frame.color="gray", edge.width=1, asp=1, edge.color=col)plot(g,vertex.color=pcolor, layout=layout_as_tree, vertex.size=size, vertex.label="", vertex.frame.color="gray", edge.width=1, asp=1, edge.color=col)plot(g,vertex.color=pcolor, layout=layout_randomly, vertex.size=size, vertex.label="", vertex.frame.color="gray", edge.width=1, asp=1, edge.color=col)plot(g,vertex.color=pcolor, layout=layout.circle, vertex.size=size, vertex.label="", vertex.frame.color="gray", edge.width=1, asp=1, edge.color=col)
在這里繪圖函數(shù)實(shí)際上為plot.igraph()。其中，使用物種相對(duì)豐度數(shù)據(jù)（size1）來(lái)為物種節(jié)點(diǎn)的大小賦值，使用環(huán)境因子相關(guān)性數(shù)據(jù)（size2）為環(huán)境因子節(jié)點(diǎn)（vertex）賦值，每一個(gè)顯著的強(qiáng)相關(guān)作為一個(gè)連接（edge），正相關(guān)與負(fù)相關(guān)使用不同顏色來(lái)區(qū)分（col）。此外layout為展示樣式，有l(wèi)ayout.auto、layout.circle、layout.fruchterman.reingold、layout.graphopt、layout.grid、layout.lgl、layout.random、layout.reingold.tilford、layout.sphere、layout.star、layout.kamada.kawai、layout_as_star、layout_as_tree、layout_nicely、layout.davidson.harel、layout_with_dh、layout.graphopt、layout.mds、layout_with_lgl、layout_with_fr、layout_randomly、layout_on_sphere等。繪圖結(jié)果如下所示：
可以選擇合適的展示方式來(lái)展示相關(guān)網(wǎng)絡(luò)，接下來(lái)我們進(jìn)一步優(yōu)化做圖參數(shù)，如下所示：
#進(jìn)一步優(yōu)化作圖par(mfrow=c(1,1), mar=c(1,1,1,1))myshape=c(rep("circle", m), rep("square", n))plot(g,vertex.color=pcolor, layout=layout.fruchterman.reingold, vertex.size=size, vertex.shape=myshape, vertex.label=rownames(rcorr), vertex.label.font=1, vertex.label.cex=0.5, vertex.label.dist=0.2, vertex.label.degree=-pi/2, vertex.label.color="black", vertex.frame.color="gray", edge.width=10*weight^4, asp=1, edge.color=col)
在上面腳本中使用形狀區(qū)分物種節(jié)點(diǎn)和環(huán)境因子節(jié)點(diǎn)，vertex.shape可選方形square、圓形circle、球體sphere、等，可以使用?shapes查看其他形狀例如三角等添加方法；使用相關(guān)性大?。╳eight）為邊的寬度（）賦值；asp設(shè)置圖片的長(zhǎng)寬比，取值范圍0-1；edge.curved設(shè)置連接（edge）的彎曲程度，取值0-1，其中0為不彎曲。做圖結(jié)果如下所示：
“R語(yǔ)言怎么實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建”的內(nèi)容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業(yè)相關(guān)的知識(shí)可以關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編將為大家輸出更多高質(zhì)量的實(shí)用文章！
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