ggforce|绘制区域轮廓-区域放大-寻找你的“onepiece”

拥有财富、名声、权力，这世界上的一切的男人 “海贼王”哥尔·D·罗杰，在被行刑受死之前说了一句话，让全世界的人都涌向了大海。“想要我的宝藏吗？如果想要的话，那就到海上去找吧，我全部都放在那里。”，世界开始迎接“大海贼时代”的来临。

ggforce是ggplot2的扩展包，“擅长”于根据数据绘制轮廓以及区域放大。先将整体分为几个重要的“版图”，然后根据“线索”重点放大后在此区域进行精细“搜寻”，最终找到“ONEPIECE”！?

一载入数据，R包

#载入R包
library(tidyverse)
library(ggforce)
library(nycflights13)
#使用airports数据集
head(airports)

# A tibble: 6 x 8
  faa   name                        lat   lon   alt    tz dst   tzone        
  <chr> <chr>                     <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <chr> <chr>        
1 04G   Lansdowne Airport          41.1 -80.6  1044    -5 A     America/New_~
2 06A   Moton Field Municipal Ai~  32.5 -85.7   264    -6 A     America/Chic~
3 06C   Schaumburg Regional        42.0 -88.1   801    -6 A     America/Chic~
4 06N   Randall Airport            41.4 -74.4   523    -5 A     America/New_~
5 09J   Jekyll Island Airport      31.1 -81.4    11    -5 A     America/New_~
6 0A9   Elizabethton Municipal A~  36.4 -82.2  1593    -5 A     America/New_~

绘制基础图形

p <- airports %>%
  filter(lon < 0, tzone != "\N") %>%
  ggplot(aes(lon, lat, color = tzone)) + 
  geom_point(show.legend = FALSE)  
p

可以看到不同的tzone使用不同的颜色标识出来了，那如果给每个tzone加一个轮廓应该会更方便的区分。

二 ggforce绘制轮廓

1 添加轮廓

geom_mark_...()系列函数能够非常简单的围绕数据组绘制轮廓,以下四个参数可以绘制不同的轮廓：

geom_mark_circle()
geom_mark_ellipse()
geom_mark_hull()
geom_mark_rect()

使用geom_mark_rect()，以每个时区为组绘制圆角矩形轮廓

p + geom_mark_rect()

2 添加标签，箭头

在上述轮廓的基础上添加标签和指向箭头，试试看效果如何？

p + geom_mark_rect(aes(label = tzone))

发现标签和箭头的位置被优化了，没有重叠；指示符为线条加文本（默认白色背景），可以很容易知道每个组的标签。

3 更改主题设置

ggforce作为ggplot2的扩展包，也能直接使用ggplot2的主题设置

p + geom_mark_rect(aes(label = tzone), show.legend = FALSE) +
  theme_void()

4 hull-k ， hulk

然而很多情况下，围绕组绘制矩形或圆形是不理想的，此时就需要geom_mark_hull()函数来围绕数据组的轮廓绘制更复杂的多边形。

#使用hull需要加载concaveman包
library(concaveman)
p + geom_mark_hull(aes(label = tzone)) +
  theme_void()

优化：

1）fill函数添加轮廓中颜色，show.legend去掉legend；

2）expand调整轮廓大小，theme_no_axes只保留边距。

使用expand参数中使用units()参数命令调整轮廓与点的边缘的距离大小。

对于白色背景或在线文章（基本上都是白色背景），很难确定绘图的边距。theme_no_axes()只保留边框可以较好的解决这个问题。

p + geom_mark_hull(aes(label = tzone, fill = tzone),show.legend = FALSE, expand = unit(3, "mm")) +theme_no_axes()

三 ggforce区域放大

如果“宝藏”的区域就在上述的位置之一（全图展示），现在发现更可能在某个区域，那就使用facet_zoom()函数放大或聚焦在特定区域。

1 xlim和ylim设置聚焦区域

选择左下角的Pacific/Honolulu区域进行展示

#xlim和ylim，基于坐标聚焦区域
p + facet_zoom(xlim = c(-155, -160.5), ylim = c(19, 22.3))

2 基于特定项设置聚焦区域

#结合filter函数，基于特定项聚焦区域
p + facet_zoom(xy = tzone == "Pacific/Honolulu",zoom.data = tzone == "Pacific/Honolulu")

注：原图中Pacific/Honolulu不展示。

四整体展示

p + geom_mark_hull(aes(label = tzone, fill = tzone), show.legend = FALSE, expand = unit(3, "mm")) +
  theme_no_axes() +
  facet_zoom(x = tzone == "America/Los_Angeles",zoom.data = tzone == "America/Los_Angeles")

好了，现根据“组”添加轮廓，再重点“zoom”特定区域。

其实可以做很多事情，遇到需要区别，重点展示的案例不妨试一下！