R語言數(shù)據(jù)可視化分析賈俊平2026/1/26基于R語言數(shù)據(jù)可視化分析賈俊平2026/1/26本書特色新穎的寫作視角嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕M織結(jié)構(gòu)完備的繪制代碼詳盡的圖形解讀10.1

圖形元素10.2圖形比例10.3

圖形配色第10章可視化的相關(guān)主題

10.43D圖形10.5數(shù)據(jù)變換10.6圖形格式和圖形導(dǎo)出概要用最小的空間提供最多的信息是可視化的基本要求合理使用圖表，避免造成別人對(duì)數(shù)據(jù)的疑惑和誤解圖形應(yīng)盡可能簡潔合理，以能夠清晰地展示數(shù)據(jù)、合理地表達(dá)分析目的為依據(jù)規(guī)范使用圖形，既要追求美觀，也應(yīng)避免不必要的修飾本章導(dǎo)讀圖形元素圖形元素是指組成圖形的各個(gè)要素，也就是圖形的組件，比如坐標(biāo)軸、圖中的點(diǎn)或線、標(biāo)題等圖形元素可以粗略地分為表示數(shù)據(jù)的元素和不表示數(shù)據(jù)的元素表示數(shù)據(jù)的元素：圖中用于展示數(shù)據(jù)的組件，比如，條形圖中用于表示類別頻數(shù)的條、散點(diǎn)圖中的點(diǎn)、折線圖中的線等，這些元素主要用于表達(dá)數(shù)據(jù)所提供的信息，也是圖形的主體部分，這里稱之為主體信息不表示數(shù)據(jù)的元素：包括圖形的坐標(biāo)軸、坐標(biāo)軸刻度和標(biāo)簽、坐標(biāo)軸標(biāo)題（標(biāo)簽）、圖例、圖形標(biāo)題、圖形注釋等，這些元素主要提供人們理解圖形的一些其他信息，這里稱之為輔助信息圖形是形對(duì)獨(dú)立的一種信息載體，即使不看上下文，只看圖形也應(yīng)該能大概看懂其中的信息，因此必要的輔助信息也是不可或缺的10.1

圖形元素坐標(biāo)系數(shù)據(jù)可視化實(shí)際上是將數(shù)據(jù)映射到空間上的位置，這個(gè)空間就是坐標(biāo)系(coordinatesystem)，它是一組位置坐標(biāo)及其幾何布局的組合坐標(biāo)軸可以是由幾個(gè)互相垂直的向量構(gòu)成的空間，比如由

x、y

兩個(gè)向量構(gòu)成的二維（twodimension，2D）直角坐標(biāo)系，由

x、y

和z三個(gè)向量構(gòu)成的三維（three-dimension，3D）坐標(biāo)系等可視化中常用的有直角坐標(biāo)系（rectangularcoordinates），也稱笛卡爾坐標(biāo)系（Cartesiancoordinatesystem）、極坐標(biāo)系（polarcoordinates）等直角坐標(biāo)系和極坐標(biāo)系何以相互轉(zhuǎn)換10.1

圖形元素坐標(biāo)軸刻度使用線性標(biāo)尺的坐標(biāo)軸繪圖，數(shù)軸的數(shù)值起點(diǎn)應(yīng)從0開始，尤其是在繪制條形圖時(shí)，數(shù)值軸的刻度必須從0開始，否則可能會(huì)放大數(shù)值間的差異，造成視覺差異和理解錯(cuò)誤有的圖形數(shù)值軸的刻度不一定從0開始，比如，時(shí)間序列折線圖，如果序列的波動(dòng)范圍較小，從0開始則不宜觀測(cè)序列的波動(dòng)10.1

圖形元素坐標(biāo)軸刻度假定隨機(jī)抽取50名學(xué)生（25名男生和25名女生），得到身高（cm）和體重（kg）數(shù)據(jù)繪制的散點(diǎn)圖10.1

圖形元素圖形標(biāo)題標(biāo)題（title）：圖形標(biāo)題有主標(biāo)題、副標(biāo)題、坐標(biāo)軸標(biāo)題（標(biāo)簽）、圖例標(biāo)題等主標(biāo)題是指一幅圖的總標(biāo)題，它主要用于注釋圖形的內(nèi)容，一般包括圖中數(shù)據(jù)所屬的時(shí)間（when）、地點(diǎn)（where）和內(nèi)容（what）3個(gè)要素由于圖形是一種相對(duì)獨(dú)立的信息載體，只看主標(biāo)題就應(yīng)該知道圖形要表達(dá)的信息主標(biāo)題可以放在圖的上方，也可放在圖的下方坐標(biāo)軸標(biāo)題也稱坐標(biāo)軸標(biāo)簽，用于說明坐標(biāo)軸代表的變量名稱，還應(yīng)給出數(shù)據(jù)的計(jì)量單位10.1

圖形元素圖形比例把x軸稱為寬，y軸稱為高，圖形寬和高的比例大致為10:7或4:3從視覺效果看，這樣的圖形比例能夠合理展示數(shù)據(jù)，也易于對(duì)圖形的解讀，過寬或過高的圖形都有可能歪曲數(shù)據(jù)，給人留下錯(cuò)誤的印象10.2

圖形比例圖形配色——強(qiáng)調(diào)分類顏色不僅可以美化圖形，還可以對(duì)數(shù)據(jù)起到分類的作用，也可以用于強(qiáng)調(diào)某些特別關(guān)注的數(shù)值或數(shù)據(jù)的其他特征圖形中使用的顏色一定要有明確的意義，無意義的著色可能會(huì)造成擾亂視線、畫蛇添足的后果10.3

圖形配色圖形配色——強(qiáng)調(diào)數(shù)值強(qiáng)調(diào)分類和數(shù)值大小強(qiáng)調(diào)分類和數(shù)值特征10.3

圖形配色

3D圖形——謹(jǐn)慎使用不能為了炫酷而毫無目的地使用3D圖不增加信息量、不增進(jìn)可閱讀性、不增強(qiáng)可理解性的3D圖形并沒有多大意義除非你既想吸引眼球又想掩人耳目、既想展示數(shù)據(jù)又想擾亂視線、既想表達(dá)觀點(diǎn)又想混淆視聽不是展示三維數(shù)據(jù)的圖形就是數(shù)據(jù)可視化中的偽3D圖（falsethreedimensionsgraph）10.4

3D圖形

3D圖形——謹(jǐn)慎使用3D圖形不僅不符合人們的視覺習(xí)慣，也難以解讀在有些場(chǎng)合，人們有意將圖形繪制成3D形式，有擾亂視線、混淆視聽之嫌從數(shù)據(jù)可視化的視角看，除非特別有必要，否則應(yīng)避免使用3D圖形。偽3D10.4

3D圖形

3D圖形——謹(jǐn)慎使用3D——圖形D1—費(fèi)時(shí)D2—費(fèi)力D3—費(fèi)解10.4

3D圖形D1—費(fèi)時(shí)D2—費(fèi)力D3—費(fèi)解

3D圖形——謹(jǐn)慎使用10.4

3D圖形數(shù)據(jù)變換——什么是數(shù)據(jù)變換

10.5

數(shù)據(jù)變換數(shù)據(jù)變換——線性變換方法

10.5

數(shù)據(jù)變換數(shù)據(jù)變換——變換示例設(shè)由12個(gè)數(shù)據(jù)構(gòu)成的數(shù)據(jù)集為（44，48，66，51，51，67，55，37，43，46，62，54）根據(jù)原始數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)化和歸一化后的數(shù)據(jù)繪制的點(diǎn)圖、箱線圖和核密度圖如圖10.5

數(shù)據(jù)變換數(shù)據(jù)變換——變換示例

10.5

數(shù)據(jù)變換數(shù)據(jù)變換——變換示例對(duì)數(shù)變換——改變形狀10.5

數(shù)據(jù)變換圖形格式——位圖（bitmap）和矢量圖（vectogram）圖形的存儲(chǔ)方式主要有位圖（bitmap）和矢量圖（vectogram）。如PDF格式和SVG格式均為矢量圖，PNG格式和JPEG/JPG格式則是位圖位圖是將圖形存儲(chǔ)為單個(gè)點(diǎn)（稱為像素）的一個(gè)柵格，每個(gè)像素有一個(gè)指定的顏色，因此，放大位圖的圖形時(shí)清晰度會(huì)下降矢量圖則是以幾何排列方式存儲(chǔ)圖形中各個(gè)圖形的元素，而與像素?zé)o關(guān)。因此，任意放大矢量圖都不會(huì)丟失圖形的細(xì)節(jié)或影響清晰度。但矢量圖的圖形文件相對(duì)于位圖要偏大，會(huì)占用更多的計(jì)算機(jī)資源，運(yùn)行也相對(duì)較慢R語言的圖形輸出格式有兩種：一種是矢量圖（圖元文件），另一種是位圖圖形的存儲(chǔ)方式有矢量圖和以postscript語言存儲(chǔ)的圖形。R繪制的圖形（包括表格）主要有兩種輸出方式：一種是靜態(tài)圖形或表格，一種是以HTML格式輸出的動(dòng)態(tài)交互圖形或表格靜態(tài)圖主要用于論文、ppt或其他出版物如果你要在其他設(shè)備上使用R輸出的圖形，可以將其保存為單獨(dú)的圖形文件，否則就沒有必要保存圖形，只需要保存圖形繪制的R代碼即可10.6

圖形格式和圖形導(dǎo)出圖形導(dǎo)出如果不是在其他設(shè)備上使用R繪制的圖形，通常沒有必要保存圖形，只需要保存圖形繪制的R代碼即可，需要時(shí)再運(yùn)行代碼即可得到圖形使用ggplot2中的ggsave函數(shù)可以將ggplot2圖形對(duì)象保存在不同的設(shè)備上。如果為NULL(默認(rèn)值)，則根據(jù)文件擴(kuò)展名猜測(cè)設(shè)備除ggsave外，使用export包提供的函數(shù)可以將R圖形和表格出導(dǎo)出到“MicrosoftOffice”/“l(fā)ibreOffice”、“Latex”和“HTML”文檔輸出到“MicrosoftOffice”的圖形是可編輯的“DrawingML”矢量格式#使用ggsave函數(shù)保存圖形（未運(yùn)行）library(ggplot2);library(patchwork)

#繪制圖形set.seed(123)df<-data.frame(x=rnorm(1000))p1<-ggplot(df,aes(x=x))+#繪制直方圖geom_histogram(fill="lightgreen",color="gray50")p2<-ggplot(df,aes(x=x))+geom_density(fill="skyblue")#繪制核密度圖pp=p1+p2#組合圖形10.6

圖形格式和圖形導(dǎo)出圖形導(dǎo)出#保存圖形p1##ggsave("p1.pdf",#保存成pdf文件##path="C:/mydata",#設(shè)置路徑##width=20,height=20,units="cm")#設(shè)置圖片大小(如果未提供，則使用當(dāng)前圖形設(shè)備的大小)

#保存圖形p2##ggsave("p2.png",path="C:/mydata")#保存成png文件

#保存圖形pp##ggsave("pp.svg",path="C:/mydata")#保存成svg文件

#使用export包導(dǎo)出圖形（未運(yùn)行）#使用graph2ppt函數(shù)將圖形導(dǎo)出到PowerPoint##graph2ppt(x=p1,#要輸出的圖形對(duì)象（p1）file="output.pptx")#導(dǎo)出的圖形文件類型（PPT）#使用graph2doc函數(shù)將圖形導(dǎo)出到Word文檔##graph2doc(x=p1,file="output.docx")#導(dǎo)出的圖形文件類型（Word.docx）#使用graph2svg函數(shù)將圖形導(dǎo)出為SVG格式##graph2svg(x=p1,file="output.svg")#導(dǎo)出的圖形文件類型（svg）#使用graph2png函數(shù)將圖形導(dǎo)出為PNG圖片##graph2png(your_plot,"output.png")#導(dǎo)出的圖形文件類型（png）10.6

圖形格