Визуализация данных с помощью ggplot2 (4000,00 руб.)

Стр.3

Стр.5

Стр.6

Стр.7

УДК 311:004.9R ББК 60.6с515 М32 М32 Визуализация данных с помощью ggplot2. – М.: ДМК Пресс, 2017. – 222 с.: ил. Мастицкий С. Э. ISBN 978-5-97060-470-0 Визуализация данных играет важную роль на всех этапах статистического анализа – от первичного ознакомления со свойствами данных до диагностики качества построенных моделей и представления полученных результатов. Из всего разнообразия статистических программ выделяется R – интенсивно развивающаяся и свободно распространяемая система статистических вычислений, в которой реализовано множество классических и современных методов анализа данных. Программные реализации алгоритмов, входящих в базовую версию R, проверены на практике не одним поколением пользователей и ученых. Кроме того, пользователи R постоянно разрабатывают многочисленные дополнения для этой системы. Настоящая книга посвящена ggplot2 – одному из таких пакетов, который значительно расширяет и без того богатые базовые графические возможности R. В 2015 г. ggplot2 был установлен более миллиона раз. Такая популярность этого пакета обусловлена несколькими причинами, среди которых можно отметить эстетическую привлекательность и пригодное для публикации качество получаемых с его помощью графиков, возможность создавать пользовательские типы диаграмм, а также большой набор опций для тонкой настройки внешнего вида графиков. В этой книге описаны основы работы с ggplot2 и приведены многочисленные примеры кода, которые читатели легко могут модифицировать для собственных нужд. Книга окажется полезной для всех пользователей R, желающих освоить новый мощный инструмент анализа данных. УДК 311:004.9R ББК 60.6с515 Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения владельцев авторских прав. Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но поскольку вероятность технических ошибок все равно существует, издательство не может гарантировать абсолютную точность и правильность приводимых сведений. В связи с этим издательство не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги. © Мастицкий С.Э. ISBN 978-5-97060-470-0 © Оформление, издание, ДМК Пресс, 2017

Стр.3

Оглавление Предисловие 7 1 Введение 10 1.1 Что представляет собой ggplot2? . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.2 Инсталляция ggplot2 и начало работы . . . . . . . . . . . . 10 1.3 Грамматика графических элементов . . . . . . . . . . . . . . 11 1.4 Данные, используемые в примерах . . . . . . . . . . . . . . . 12 2 Функция qplot(): быстрое решение для задач визуализации 15 2.1 Аргументы функции qplot() . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.2 Построение диаграмм рассеяния с помощью qplot() . . . . 16 2.3 Другие примеры использования qplot() . . . . . . . . . . . . 19 2.3.1 Линии тренда . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.3.2 Одномерные диаграммы рассеяния . . . . . . . . . . . 21 2.3.3 Диаграммы размахов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.3.4 Гистограммы, кривые плотности вероятности, полигоны частот . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.3.5 Столбиковые диаграммы . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 2.4 Категоризованные графики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3 Построение графиков слой за слоем 34 3.1 Аргументы функции ggplot() . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 3.2 Слои . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.3 Требования к данным . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 3.4 Присваивание эстетических атрибутов . . . . . . . . . . . . . 39 3.5 Группирование данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 3.6 Геометрические объекты, реализованные в ggplot2 . . . . . 43 3.7 Статистические преобразования . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 4 Основные типы статистических графиков 49 4.1 Общие аргументы geom– и stat–функций . . . . . . . . . . . 49 4.2 Визуализация одномерных распределений . . . . . . . . . . . 50 4.2.1 Точечные диаграммы Уилкинсона: geom_dotplot() . 50 4.2.2 Столбиковые диаграммы: geom_bar() . . . . . . . . . 54 4.2.3 Гистограммы: geom_histogram() . . . . . . . . . . . . 60 4.2.4 Полигоны частот: geom_freqpoly() . . . . . . . . . . 62 4.2.5 Кривые плотности вероятности: geom_density() . . . 64

Стр.5

ОГЛАВЛЕНИЕ 5 4.2.6 Кумулятивные функции распределения: geom_step() 67 4.2.7 Квантильные графики: stat_qq() . . . . . . . . . . . 71 4.3 Визуализация 2D– и 3D–распределений . . . . . . . . . . . . 73 4.3.1 Контуры плотности вероятности: geom_density2d() . 74 4.3.2 Изолинии: geom_contour() . . . . . . . . . . . . . . . 76 4.3.3 Сотовые диаграммы: geom_hex() . . . . . . . . . . . . 78 4.4.1 Диаграммы диапазонов: geom_linerange(), geom_pointrange(), geom_errorbar(), geom_crossbar() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 4.4 Визуализация сводной статистической информации о количественных переменных . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 4.4.2 Диаграммы размахов: geom_boxplot() . . . . . . . . . 85 4.4.3 Скрипичные диаграммы: geom_violin() . . . . . . . 89 4.5 Визуализация зависимостей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 4.5.1 Диаграммы рассеяния: geom_point() . . . . . . . . . 93 4.5.2 Линии тренда: geom_smooth() . . . . . . . . . . . . . . 95 4.5.3 Линии квантильной регрессии: geom_quantile() . . . 99 4.6 Визуализация временных рядов . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 4.6.1 Функция geom_line() . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 4.6.2 Функция geom_ribbon() . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 4.7 Тепловые карты: geom_tile() . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 4.8 Другие геометрические объекты . . . . . . . . . . . . . . . . 107 4.8.1 «График–щетка»: geom_rug() . . . . . . . . . . . . . . 107 4.8.2 Горизонтальные и вертикальные линии: geom_hline(), geom_vline() . . . . . . . . . . . . . . . 109 4.8.3 Прямоугольные области: geom_rect() . . . . . . . . . 111 4.8.4 Отрезки: geom_segment() . . . . . . . . . . . . . . . . 112 4.8.5 Ломаные линии: geom_path() . . . . . . . . . . . . . . 113 4.8.6 Многоугольники: geom_polygon() . . . . . . . . . . . 116 4.8.7 Площадь под кривой: geom_area() . . . . . . . . . . . 118 4.8.8 Текстовые аннотации: geom_text() . . . . . . . . . . . 119 134 4.9 Географические карты: geom_map() . . . . . . . . . . . . . . . 124 4.10 Добавление слоев при помощи функций семейства stat . . . 131 5 Шкалы 5.1 Шкалы и их основные типы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 5.2 Аргументы, общие для всех scale–функций . . . . . . . . . 137 5.3 Шкалы положения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 5.3.1 Шкалы положения для количественных переменных 140 5.3.2 Шкалы положения для дат и времени . . . . . . . . . 145 5.3.3 Шкалы положения для качественных переменных . . 147 5.4 Цветовые шкалы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 5.4.1 Цветовые шкалы для количественных переменных . 150 5.4.2 Цветовые шкалы для качественных переменных . . . 154 5.5 Пользовательские шкалы для качественных переменных . . 158 5.6 Тождественные шкалы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

Стр.6

6 ОГЛАВЛЕНИЕ 6 Системы координат 162 6.1 Декартова система и ее разновидности . . . . . . . . . . . . . 163 6.2 Полярная система . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 6.3 Картографические проекции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 7 Подробнее о категоризованных графиках 171 7.1 Два способа организации панелей . . . . . . . . . . . . . . . . 171 7.2 Функция facet_grid() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 7.3 Функция facet_wrap() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 8 Подготовка графиков к публикации 183 8.1 Стили . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 8.2 Создание составных рисунков . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 8.2.1 Использование окон просмотра . . . . . . . . . . . . . 203 8.2.2 Использование пакета gridExtra . . . . . . . . . . . . 206 8.3 Экспорт графиков из среды R . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 9 Дополнительные ресурсы для изучения ggplot2 212 9.1 Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 9.2 Онлайн–ресурсы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 9.3 Расширения, созданные на основе ggplot2 . . . . . . . . . . 214 Предметный указатель 217

Стр.7