ggplot2双轴图问题

---

title: "ggplot2双轴图"
author: "wintryheart"
date: "2019年5月11日"
output:
html_document:
toc: TRUE
toc_float: TRUE

---

knitr::opts_chunk$set(echo = TRUE, warning = FALSE, message = FALSE)

ggplot2双轴图问题

ggplot2在设计时，并不支持双轴图。设计者认为双轴图并不易读，容易被误导。

但是，qqplot2还是可以通过scale_y_continueous中的sec.axis参数来实现双轴图。

下面就以中国农村贫困人口数据来举例说明。数据来源于 2018年《中国统计年鉴》。

加载数据

load("c:/users/wintryheart/documents/poor2018.RData")  
#加载自建的贫困人口数据集  
attach(poor)
knitr::kable(poor[1:5,], caption="基于不同贫困标准的中国农村贫困人口和贫困率")
# knitr包的kable函数默认生成的是markdown格式的表格。

基于不同贫困标准的中国农村贫困人口和贫困率

year	p1978	r1978	p2008	r2008	p2010	r2010
1978	25000	30.7	NA	NA	77039	97.5
1980	22000	26.8	NA	NA	76542	96.2
1981	15200	18.5	NA	NA	NA	NA
1982	14500	17.5	NA	NA	NA	NA
1983	13500	16.2	NA	NA	NA	NA

注：p2010为按2010年贫困标准的历年贫困人口数，r2010为相应的贫困率。

library(ggplot2)
r1 <- ggplot(data=poor,aes(x=year)) #共建X轴

添加图层

• 构建两条散点图。（由于有些年份没有数据，所有没法用geom_line画线条图。）
• 虽然ggplot2会自动用不同的颜色区分两条散点图，但是为了更容易区分，第二条散点图的点形设置为小三角（pch=17）。点的大小也调大一点（size=3）。
• 由于主轴的数据比较大（贫困人口大部分数据值大于10000）；而贫困率的数据比较小，所以为了能让贫困率的数据在主轴上能区分显示出来，需要按主轴的取值范围放大。主轴取值范围为[0,100000]，贫困率的取值范围为[0,100]，如果贫困率的值不放大，则在图中贫困率所有值都在接近于x轴的水平位置。因此在作图时次轴贫困率的取值放大1000倍(r2010*1000)。

r2 <- r1 + geom_point(aes(y=p2010, color="贫困人口"), size=3) +
           geom_point(aes(y=r2010*1000, color="贫困率"), pch=17, size=3)

poor-1.png

修改X轴和y轴坐标轴刻度，并添加第二Y轴。

• scale_y_continuous的第一个参数breaks是修改主轴的。第二个参数sec.axis是建立次轴的。
• sec_axis()函数中第一个参数表示主轴和次轴的大小关系。 ~./1000的意思，次轴=主轴除以1000，次轴比主轴小1000倍。这样正好还原了贫困率的取值范围。
• 若主轴和次轴的取值大小是加减关系，如次轴比主轴小100，则表示为~.+100。
• sec_axis()函数中name是轴标签，其它参数与主轴设置一样。

r3 <- r2 + scale_y_continuous(breaks = seq(0,100000,25000), 
                              sec.axis = sec_axis(~./1000, name = "贫困率", 
                                                  breaks=seq(0,100,10), labels = paste(seq(0,100,10),"%", seq="")
                                                  )
                              ) +
           scale_x_continuous(breaks = seq(1975,2020,5))

poor-2.png

修改其它图形属性

r4 <- r3 + labs(x="年份", y="贫困人口：万人", title="按2010年贫困标准看中国农村贫困人口变化", color="")
r5 <- r4+ theme(plot.title = element_text(hjust=0.5), legend.position="bottom")

poor-3.png

多重图

从上图可以看出，双轴图的确不是一个很好的展示信息的选择。将贫困人口和贫困率分别做图，然后用gridExtra包中的grid.arrange()函数组合在一起更能清晰地表达信息。

library(gridExtra)
g1 <- ggplot(poor, aes(x=year)) 
g2 <- g1 + geom_point(aes(y=p2010), size=3) + labs(x="年份", y="贫困人口：万人", title="贫困人口变化")
g3 <- g1 + geom_point(aes(y=r2010), pch=17, size=3) + labs(x="年份", y=paste("贫困率：","%"), title="贫困率变化")
grid.arrange(g2, g3, ncol=2)

grid-1.png