用geom_area或geom_density创建物种丰度曲线

Question

我正在尝试创建一个图表，显示随着时间的推移物种的丰富性。我希望最终的图形看起来像是使用geom_density制作的，每个物种都有平滑的曲线。例如，此站点上的图1 (Figure 1)。然而，我不能操纵R来使用我的y值(丰度)而不是密度计数。我确实设法使用了geom_area，但这并不是我想要的输出。有人知道如何让geom_density接受y值吗？或者，用平滑的曲线绘制物种丰富度？

示例：

data.set <- data.frame(
  Time = c(rep(1, 4),rep(2, 4), rep(3, 4), rep(4, 4)),
  Type = rep(c('a', 'b', 'c', 'd'), 4),
  Value = rpois(16, 10)
)

其中，值是物种丰度，时间是记录每个丰度的时间点，类型表示四个不同的物种。

ggplot(data.set, aes(Time, Value)) + geom_area(aes(fill = Type))

一旦绘制出来，它就会变得非常“结实”。我更喜欢使用像geom_density这样的东西来制作平滑的曲线，然后使用alpha来使它们透明。

任何帮助都将不胜感激！

Answer 1

你可以使用spline()进行插值(根据2010年的this答案)

library(ggplot2)
library(data.table) #for rbindlist

# break data.frame into chunks by type
type_chunks <- split(data.set, data.set$Type)

# apply spline function to each chunk
spline_chunks <- lapply(seq_along(type_chunks), function(i) {
  x <- type_chunks[[i]]
  data.frame(Type=names(type_chunks)[i],
             spline(x$Time, x$Value, n=50)) # choose a value for n
})

# crush chunks back to one data.frame
spline_df <- rbindlist(spline_chunks)

# original plot
ggplot(data.set, aes(Time, Value)) + geom_line(aes(color = Type), size=2)

# plot smoothed version
ggplot(spline_df, aes(x, y)) + geom_line(aes(color = Type), size=2)

原图

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平滑版本

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注意:我将这些作为线状图，而不是面积图，因为这与您链接的帖子相匹配，并且面积图将系列显示为堆叠而不是独立的。

Answer 2

有趣的是，在这种情况下，如果数据集未汇总，则可以使用stat_density。

在基于Value添加行的Value中，根据汇总的计数来扩展像这样的简单数据集非常容易。请参见options here。

# Make expanded dataset
d2 = data.set[rep(row.names(data.set), data.set$Value), 1:2]
head(d2)

    Time Type
1      1    a
1.1    1    a
1.2    1    a
1.3    1    a
1.4    1    a
1.5    1    a

然后，您可以为y美学使用..count..制作所需的绘图。可以绘制密度图，也可以使用stat = "density"绘制线形图。下面是后者的一个示例。

ggplot(d2, aes(Time, y = ..count.., color = Type)) +
    geom_line(size = 1, stat = "density")

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