ggplot2怎么通過顏色信號來對多邊形進行填充

本篇內容主要講解“ggplot2怎么通過顏色信號來對多邊形進行填充”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“ggplot2怎么通過顏色信號來對多邊形進行填充”吧!

ggplot2所有圖層對象中，geom_ploygon（）幾何圖層對象最為復雜，也最為特殊：

復雜在哪兒呢？

這種幾何對象所定義的多邊形（特別是在地理信息數(shù)據(jù)里面），領土邊界是基于行政區(qū)劃、行政區(qū)劃再細分為單個多邊形（也就是group），單個多邊形又是一組經(jīng)緯度坐標點構成（按照order排序）。

所以說geom_ploygon()所要顯式聲明的參數(shù)至少需要四個：

• data(地理信息數(shù)據(jù)框)

• long(經(jīng)度簡寫)

• lat(維度簡寫)

• group(多邊形分組變量)

即該圖層至少需要這四個參數(shù)才能保證可以輸出一張具有完成地理信息邊界的地圖出來。

注意了，我這里所說的完整的地理信息邊界，并不帶表行政邊界，地理信息邊界僅僅描述地球上實際存在的地理單位輪廓，所以這張圖僅僅是地理輪廓的描述，而無法看到國界線。

那么國界線是通過什么定義的呢？

國家線通常需要在group的基礎上，施加id（該id將同屬一個國家的不同group歸類為一個編號），當然我們也可以將id匹配上國家（行政區(qū)劃）的實際名稱（通常獲取的數(shù)據(jù)地圖素材都會同時匹配上id和行政區(qū)劃名稱，甚至還有很多附加信息：ios編碼、簡寫、拼音、英文名稱等等）。

那么問題來了，為啥之前所說的order沒有在geom_polygon()參數(shù)中進行顯式聲明呢？

邊界點不聲明順序，軟件如何知道該按照什么樣的順序來進行打印呢？

這個問題是個好問題，一語中的，確實，order變量十分重要，但是通常獲取的地理信息文件中，order變量是已經(jīng)按照group分組變量排序過的，即通常所用到的地理信息數(shù)據(jù)框中，所有的邊界點經(jīng)緯度信息，是先按group分組，組內按照order排序，這樣保證最后繪制出的地理信息邊界點不會出現(xiàn)錯亂，不同多邊形有連接線等這種我們不想看到的情形。

當這種group和order順序定義之后，軟件首先將所有的經(jīng)緯度坐標點按照group順序打印，即先打印group順序排在第一的多邊形，group內部按照order的順序，依次打印左邊點，單個group但因完畢之后，這組點就被定義為一組，組標識即為group的名稱（可以為數(shù)值、浮點或者文本，主要能夠區(qū)分開組別就可以）。

當所有的組內經(jīng)緯度點都按照此規(guī)則打印一遍之后，我們就可以看到整個地理信息邊界的輪廓。

此時地理信息輪廓定義完成，那么接下來需要進行顏色映射，顏色映射規(guī)則很簡單，不同的國家（或者行政區(qū)劃）對應一個ID或者區(qū)劃名稱，每一個區(qū)劃名稱（或者國家，這里統(tǒng)稱為id）則對應若干個group（之所有是若干個，是因為這里的對應關系可能是一一對應，也可能是一對多的關系，因為之前在講述如何從json素材提取地理信息數(shù)據(jù)框已經(jīng)講述過原理，有些國家或者行政區(qū)僅有一個輪廓，而有些國家或者地區(qū)有多個地理上相互分離的領土，比如愛爾蘭、英國、中國的海南島、臺灣省、以及東南沿海諸多海島等）。

而每一個id（國家或者地區(qū)）會對應一個數(shù)值型（或者因子型變量）,當你在給ID賦值指標變量的時候，就已經(jīng)完成了group到顏色之間的對應映射關系。

我們只需要一個fill\colour美學映射屬性指定給一個指標變量（數(shù)值型或者因子型），指定之后，軟件會在打印每一個地理多邊形同事，給這個多邊形指定填充色（或者輪廓色）。因為可能存在一個id對應多個多邊形（group）的情況，所以這些同屬一個id的多邊形都會被填充（或者輪廓色）同一個數(shù)量級的填充色（或者輪廓色）。

所以到這里，我們再回頭看以上內容：

一副完整的，帶有行政區(qū)劃與指標變量映射關系的geom_polygon()的圖層完整的語法需要指定以下一個參數(shù)：

gggplot(data=mydata)+

geom_polygon(aes(x=long,y=lat,group=group,fill/colour=zhibiao))

以上是最為典型的數(shù)據(jù)地圖做法，fill/colour的顏色映射結果會根據(jù)zhibiao變量的性質進行映射形式調整，即如果zhibiao是連續(xù)型變量，那么最終就會按照連續(xù)漸變色進行填充，圖例也是練習漸變的圖例，指標是分類或者因子型，則會按照離散漸變進行填充。（至于這兩種顏色映射方法的具體規(guī)則和原理，以后會講到）。

沒有考慮order并不代表，order不重要，事實上，order是非常重要的一個變量，只是它已經(jīng)被提前考慮過了（因為太重要了），所以我們需要再考慮它，但是倘若數(shù)據(jù)順序因為某種原因而被打亂了，那么我們需要自己重新排序。

通常只需追加一句代碼：

dplyr::arrange(mymapdata,group,order)

即先按照group分組，組內按照order排序，這樣既可保證最終的數(shù)據(jù)是符合幾何圖層映射規(guī)則，能被正確映射出來的。

接下來我用幾個圖形來展示以上所說的所有的原理：

library(maps)  

library("ggplot2")

library("ggthemes")

library("ggthemes")

library("RColorBrewer")

world_map<-map_data("world")

head(world_map)

ggplot(world_map)+

geom_polygon(aes(x=long,y=lat))

以上我未指定分組變量，所以自然映射結果出現(xiàn)這種情況，即軟件將所有點全部連在一起。

ggplot(data=world_map)+

geom_polygon(aes(x=long,y=lat,group=group),colour="white")

指定分組之后，勾勒出了地理信息輪廓，事實上此時你并不知道國家的分界線（你只是基于常識，記得那個國家在那個位置，但是精確的領土分界是無法得知的，相信我~）

world_map[world_map$region=="Taiwan",]$region<-"China"

ggplot(data=world_map)+

geom_polygon(aes(x=long,y=lat,group=group,fill=region),color="grey95")+

theme_map() %+replace% theme(legend.position ="none")

此時通過region映射之后的地圖，呈現(xiàn)的才是相對精確的行政區(qū)劃邊界信息。

（這里說明以下，所用地圖僅用于案例演示使用，限于經(jīng)濟能力，無法獲得高精度地圖，如果出現(xiàn)邊界線糾紛問題，不代表官方觀點）。

當然，你可以將顏色映射在行政區(qū)劃的輪廓線上。（但是只這樣往往是不可取的，因為輪廓線顏色色彩占比太少，不利于肉眼識別，區(qū)分度不高）

ggplot(data=world_map)+

geom_polygon(aes(x=long,y=lat,group=group,color=region),fill="grey95")+

theme_map() %+replace% theme(legend.position ="none")

以上使用的region（即地區(qū)ID）映射，因為此份地圖有將近200+個國家行政區(qū)，免不了顏色重復，而且通常我們并不必要將每一個國家和地區(qū)都指定一個單獨的顏色。

更有意義的做法是，根據(jù)不同國家或者地區(qū)的某個指標進行連續(xù)漸變填充或者離散顏色填充。

region<-unique(world_map$region)

zhibiao<-runif(251,0,500)

mydata<-data.frame(region,zhibiao)

mydata$factor<-cut(mydata$zhibiao,breaks=c(0,100,200,300,400,500),labels=c("0~100","100~200","200~300","300~400","400~500"),order=TRUE,include.lowest = FALSE)

mynewmapdata<-merge(world_map,mydata)%>%dplyr::arrange(group,order)

連續(xù)漸變：

ggplot(data=mynewmapdata)+

geom_polygon(aes(x=long,y=lat,group=group,fill=zhibiao),colour="grey95")+

scale_fill_gradient(low="white",high="steelblue") +

theme_map() %+replace% theme(legend.position ="none")

離散填充：

ggplot(data=mynewmapdata)+

geom_polygon(aes(x=long,y=lat,group=group,fill=factor),colour="grey95")+

scale_fill_brewer(palette="Greens",guide=FALSE)+

theme_map() %+replace% theme(legend.position ="none")

到此，相信大家對“ggplot2怎么通過顏色信號來對多邊形進行填充”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網(wǎng)站，更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢，關注我們，繼續(xù)學習！