R- ggplot为每个唯一实例绘制随时间变化的多个折线图

Question

问题所在

一个接一个地绘制一堆线条图，但我只想在它们都在它们之间绘制之后才给它们上色10 (以可视化我的“目标”如何随着时间的推移而移动，同时能够看到它们背后的其他对象的质量)。举个例子，就像100个线状图随着时间的推移，但我想给其中的5个或10个上色，专门讨论一下其他90个灰度图的趋势。

下面的帖子有一个非常好的图像，我想复制它，但骨骼上的肉稍微多了一点。

，除了我想要在这3个全灰度的后面有很多线，但这3个是我想要在前景中看到的突出显示的城市。

我的原始数据格式如下：

# The unique identifier is a City-State combo, 
# there can be the same cities in 1 state or many. 
# Each state's year ranges from 1:35, but may not have
# all of the values available to us, but some are complete.

r1 <- c("city1" , "state1" , "year" , "population" , rnorm(11) , "2")
r2 <- c("city1" , "state2" , "year" , "population" , rnorm(11) , "3")
r3 <- c("city2" , "state1" , "year" , "population" , rnorm(11) , "2")
r4 <- c("city3" , "state2" , "year" , "population" , rnorm(11) , "1")
r5 <- c("city3" , "state2" , "year" , "population" , rnorm(11) , "7")

df <- data.frame(matrix(nrow = 5, ncol = 16))
df[1,] <- r1
df[2,] <- r2
df[3,] <- r3
df[4,] <- r4
df[5,] <- r5

names(df) <- c("City", "State", "Year", "Population", 1:11, "Cluster")

head(df)


#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~#
# City | State | Year | Population  | ... 11 Variables ... | Cluster    #
# ----------------------------------------------------------------------#
# Each row is a city instance with these features ...                   #
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~#

但我认为以不同的方式查看数据可能更好，所以我也有以下格式的数据。我不确定哪个更适合解决这个问题。

cols <- c(0:35)
rows <- c("unique_city1", "unique_city2","unique_city3","unique_city4","unique_city5")
r1 <- rnorm(35)
r2 <- rnorm(35)
r3 <- rnorm(35)
r4 <- rnorm(35)
r5 <- rnorm(35)

df <- data.frame(matrix(nrow = 5, ncol = 35))
df[1,] <- r1
df[2,] <- r2
df[3,] <- r3
df[4,] <- r4
df[5,] <- r5

names(df) <- cols
row.names(df) <- rows

head(df)


#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~#
#                       Year1 Year2 .......... Year 35  #
# UniqueCityState1       VAL    NA  ..........  VAL     #
# UniqueCityState2       VAL    VAL ..........  NA      #
#         .                                             #
#         .                                             #
#         .                                             #
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~#

之前的尝试

我曾尝试使用melt将数据转换为ggplot可以接受的格式，并随时间推移绘制这些城市的地图，但似乎什么都不起作用。此外，我还尝试创建自己的函数，将我的每个独特的城邦组合循环到stack ggplots，它已经在这个主题上进行了相当多的研究，但仍然一无所获。我不确定如何才能找到这些唯一的城市状态对中的每一个，并根据它们的聚类值或任何数值来绘制它们。也许我正在寻找的东西是不可能的，我不确定。

有什么想法？

编辑:有关数据结构的更多信息

> head(df)
        city state year population    stat1 stat2 stat3 stat4 stat5
1       BESSEMER     1    1      31509 0.3808436            0 0.63473928   2.8563268    9.5528262
2     BIRMINGHAM     1    1     282081 0.3119671            0 0.97489728   6.0266377    9.1321287
3 MOUNTAIN BROOK     1    1      18221 0.0000000            0 0.05488173   0.2744086    0.4390538
4      FAIRFIELD     1    1      12978 0.1541069            0 0.46232085   3.0050855    9.8628448
5     GARDENDALE     1    1       7828 0.2554931            0 0.00000000   0.7664793    1.2774655
6          LEEDS     1    1       7865 0.2542912            0 0.12714558   1.5257470   13.3502861
  stat6 stat6 stat7 stat8 stat9 cluster
1     26.976419     53.54026  5.712654                    0               0.2856327       9
2     35.670605     65.49183 11.982374                    0               0.4963113       9
3      6.311399     21.40387  1.426925                    0               0.1097635       3
4     21.266759     68.11527 11.480968                    0               1.0787487       9
5      6.770567     23.24987  3.960143                    0               0.0000000       3
6     24.157661     39.79657  4.450095                    0               1.5257470      15
    agg
1  99.93970
2 130.08675
3  30.02031
4 115.42611
5  36.28002
6  85.18754

最终，我需要一个独特的城市作为row.names，1:35作为col.names，如果那个年份存在，每个单元格内部的值就是agg，如果不存在，它就是NA。同样，我相信这是可能的，我只是不能得到一个好的解决方案，而且我现在的方式不稳定。

Answer 1

如果我没理解错的话，你想用一种颜色画出所有的线，然后用几种不同的颜色画几条线。您可以使用ggplot2，在两个数据帧上调用geom_line两次。第一次绘制所有城市数据时，不需要将线条映射到颜色。第二次只绘制目标城市的子集，并将线条映射到颜色。您将需要重新组织原始数据框架，并为目标城市设置数据框架的子集。在下面的代码中，我使用tidyr和dplyr来处理数据帧。

### Set.seed to improve reproducibility
set.seed(123)

### Load package
library(tidyr)
library(dplyr)
library(ggplot2)

### Prepare example data frame 
r1 <- rnorm(35)
r2 <- rnorm(35)
r3 <- rnorm(35)
r4 <- rnorm(35)
r5 <- rnorm(35)

df <- data.frame(matrix(nrow = 5, ncol = 35))
df[1,] <- r1
df[2,] <- r2
df[3,] <- r3
df[4,] <- r4
df[5,] <- r5 

names(df) <- 1:35

df <- df %>% mutate(City = 1:5)

### Reorganize the data for plotting
df2 <- df %>%
  gather(Year, Value, -City) %>%
  mutate(Year = as.numeric(Year))

gather函数将df作为第一个参数。它将创建名为Year的key列，该列将存储年份编号。年号是除City列之外的df数据框中每一列的列名。gather函数还将创建一个名为Value的列，该列将存储df数据框中除City列之外的每个列中的所有数值。最后，这个过程不涉及City列，所以使用-City告诉gather函数“不要转换来自City列的数据”。

### Subset df2, select the city of interest
df3 <- df2 %>%
  # In this example, assuming that City 2 and City 3 are of interest
  filter(City %in% c(2, 3))

### Plot the data
ggplot(data = df2, aes(x = Year, y = Value, group = factor(City))) +
  # Plot all city data here in gray lines
  geom_line(size = 1, color = "gray") +
  # Plot target city data with colors
  geom_line(data = df3, 
            aes(x = Year, y = Value, group = City, color = factor(City)),
            size = 2) 

结果图可以在这里看到：https://dl.dropboxusercontent.com/u/23652366/example_plot.png