Pr?parer les donn?es

Le jeu de donn?es mtcars est utilis? dans les exemples ci-dessous.

# Convertir la colonne cyl en variable de type facteur
mtcars$cyl <- as.factor(mtcars$cyl)
head(mtcars)

##                    mpg cyl disp  hp drat    wt  qsec vs am gear carb
## Mazda RX4         21.0   6  160 110 3.90 2.620 16.46  0  1    4    4
## Mazda RX4 Wag     21.0   6  160 110 3.90 2.875 17.02  0  1    4    4
## Datsun 710        22.8   4  108  93 3.85 2.320 18.61  1  1    4    1
## Hornet 4 Drive    21.4   6  258 110 3.08 3.215 19.44  1  0    3    1
## Hornet Sportabout 18.7   8  360 175 3.15 3.440 17.02  0  0    3    2
## Valiant           18.1   6  225 105 2.76 3.460 20.22  1  0    3    1

Nuage de points simples

Des nuages de points simples sont cr??s en utilisant le code de R ci-dessous. La couleur, la taille et la forme des points peuvent ?tre modifi?es en utilisant la fonction geom_point() comme suit:

geom_point(size, color, shape)

library(ggplot2)
# Nuage de points simples
ggplot(mtcars, aes(x=wt, y=mpg)) + geom_point()
# Changer la taille et la forme
ggplot(mtcars, aes(x=wt, y=mpg)) +
  geom_point(size=2, shape=23)

Notez que, la taille des points peut ?tre contr?l?e en fonction des valeurs d?une variable continue comme dans l?exemple ci-dessous.

# Changer la taille des points
ggplot(mtcars, aes(x=wt, y=mpg)) + 
  geom_point(aes(size=qsec))

Lire plus sur la taille des points : ggplot2 taille des points

Annoter les points

La fonction geom_text() peut ?tre utilis?e:

ggplot(mtcars, aes(x=wt, y=mpg)) +
  geom_point() + 
  geom_text(label=rownames(mtcars))

Lire plus sur les annotations de textes : ggplot2 - ajoouter du texte au graphique

geom_smooth(method="auto", se=TRUE, fullrange=FALSE, level=0.95)

# Ajouter la droite de regression
ggplot(mtcars, aes(x=wt, y=mpg)) + 
  geom_point()+
  geom_smooth(method=lm)
# Supprimer l'intervalle de confiance
ggplot(mtcars, aes(x=wt, y=mpg)) + 
  geom_point()+
  geom_smooth(method=lm, se=FALSE)
# La m?thode "Loess"
ggplot(mtcars, aes(x=wt, y=mpg)) + 
  geom_point()+
  geom_smooth()

# Changer la couleur et la forme des points
# Changer le type de trait et la couleur
ggplot(mtcars, aes(x=wt, y=mpg)) + 
  geom_point(shape=18, color="blue")+
  geom_smooth(method=lm, se=FALSE, linetype="dashed",
             color="darkred")
# Changer la couleur de remplissage de l'intervalle de confiance
ggplot(mtcars, aes(x=wt, y=mpg)) + 
  geom_point(shape=18, color="blue")+
  geom_smooth(method=lm,  linetype="dashed",
             color="darkred", fill="blue")

Nuage de points avec plusieurs groupes

Cette section d?crit comment changer les couleurs et les types de points automatiquement et manuellement.

# Changer le type de points en fonction des niveaux de cyl
ggplot(mtcars, aes(x=wt, y=mpg, shape=cyl)) +
  geom_point()
# Changer le type et la couleur
ggplot(mtcars, aes(x=wt, y=mpg, shape=cyl, color=cyl)) +
  geom_point()
# Changer le type, la couleur et la taille
ggplot(mtcars, aes(x=wt, y=mpg, shape=cyl, color=cyl, size=cyl)) +
  geom_point()

# Ajouter des lignes de r?gression
ggplot(mtcars, aes(x=wt, y=mpg, color=cyl, shape=cyl)) +
  geom_point() + 
  geom_smooth(method=lm)
# Supprimer les intervalles de confiance
# Etendre les droites de r?gression
ggplot(mtcars, aes(x=wt, y=mpg, color=cyl, shape=cyl)) +
  geom_point() + 
  geom_smooth(method=lm, se=FALSE, fullrange=TRUE)

ggplot(mtcars, aes(x=wt, y=mpg, color=cyl, shape=cyl)) +
  geom_point() + 
  geom_smooth(method=lm, aes(fill=cyl))

# Changer le type de points et la couleur manuellement
ggplot(mtcars, aes(x=wt, y=mpg, color=cyl, shape=cyl)) +
  geom_point() + 
  geom_smooth(method=lm, se=FALSE, fullrange=TRUE)+
  scale_shape_manual(values=c(3, 16, 17))+ 
  scale_color_manual(values=c('#999999','#E69F00', '#56B4E9'))+
  theme(legend.position="top")
  
# Changer la taille des points manuellement
ggplot(mtcars, aes(x=wt, y=mpg, color=cyl, shape=cyl))+
  geom_point(aes(size=cyl)) + 
  geom_smooth(method=lm, se=FALSE, fullrange=TRUE)+
  scale_shape_manual(values=c(3, 16, 17))+ 
  scale_color_manual(values=c('#999999','#E69F00', '#56B4E9'))+
  scale_size_manual(values=c(2,3,4))+
  theme(legend.position="top")

p <- ggplot(mtcars, aes(x=wt, y=mpg, color=cyl, shape=cyl)) +
  geom_point() + 
  geom_smooth(method=lm, se=FALSE, fullrange=TRUE)+
  theme_classic()
# Utiliser les palettes brewer
p+scale_color_brewer(palette="Dark2")
# Utiliser les couleurs grises
p + scale_color_grey()

Ajoutter la densit? marginale

La fonction geom_rug() peut ?tre utilis?e:

geom_rug(sides ="bl")

sides : c?t? sur lequel il faudrait ajouter la densit?. La valeur possible est une cha?ne de caract?re contenant l?un des ?l?ments ?trbl?, pour top (haut), right (droite), bottom (bas), et left (gauche).

# Ajouter la densit? marginale
ggplot(mtcars, aes(x=wt, y=mpg)) +
  geom_point() + geom_rug()
# Changer les couleurs
ggplot(mtcars, aes(x=wt, y=mpg, color=cyl)) +
  geom_point() + geom_rug()
# Utiliser le jeu de donn?es faithful
ggplot(faithful, aes(x=eruptions, y=waiting)) +
  geom_point() + geom_rug()

Nuage de points avec estimation de la densit? 2d

Les fonctions geom_density2d() ou stat_density2d() peuvent ?tre utilis?es:

# Nuage de points avec estimation de la densit? 2d
sp <- ggplot(faithful, aes(x=eruptions, y=waiting)) +
  geom_point()
sp + geom_density2d()
# Gradient de couleur
sp + stat_density2d(aes(fill = ..level..), geom="polygon")
# Changer le gradient de couleur
sp + stat_density2d(aes(fill = ..level..), geom="polygon")+
  scale_fill_gradient(low="blue", high="red")

Lire plus sur ggplot2 et couleurs : ggplot2 couleurs

Nuage de points avec ellipese

La fonction stat_ellipse() peut ?tre utilis?e comme suit:

# Une ellipse autour de tous les points
ggplot(faithful, aes(waiting, eruptions))+
  geom_point()+
  stat_ellipse()
# Ellipses par groupes
p <- ggplot(faithful, aes(waiting, eruptions, color = eruptions > 3))+
  geom_point()
p + stat_ellipse()
# Changer le type d'ellipses: 
# Valeurs possibles "t", "norm", "euclid"
p + stat_ellipse(type = "norm")

Nuage de points avec des decoupes rectangulaires

Le nombre d?observations est compt? dans chaque d?coupe et affich? en utilisant l?un des fonctions suivantes:

• geom_bin2d() pour ajouter un heatmap du comptage dans les d?coupes 2d
• stat_bin2d() pour le comptage du nombre d?observation dans les d?coupes rectangulaires
• stat_summary2d() pour appliquer des fonctions statistiques sur les d?coupes 2d

Les formats simplifi?s de ces fonctions sont:

plot + geom_bin2d(...)
plot+stat_bin2d(geom=NULL, bins=30)
plot + stat_summary2d(geom = NULL, bins = 30, fun = mean)

• geom : l?objet g?om?trique ? afficher
• bins : Nombre de d?coupes verticale et horizontale. La valeur par d?faut est 30
• fun : fonction pour une description statistique

Le jeux e donn?es diamonds, dans le package ggplot2, est utilis? :

head(diamonds)

##   carat       cut color clarity depth table price    x    y    z
## 1  0.23     Ideal     E     SI2  61.5    55   326 3.95 3.98 2.43
## 2  0.21   Premium     E     SI1  59.8    61   326 3.89 3.84 2.31
## 3  0.23      Good     E     VS1  56.9    65   327 4.05 4.07 2.31
## 4  0.29   Premium     I     VS2  62.4    58   334 4.20 4.23 2.63
## 5  0.31      Good     J     SI2  63.3    58   335 4.34 4.35 2.75
## 6  0.24 Very Good     J    VVS2  62.8    57   336 3.94 3.96 2.48

# Graphique
p <- ggplot(diamonds, aes(carat, price))
p + geom_bin2d()

Changer le nombre de d?coupes:

# Changer le nombre de d?coupes
p + geom_bin2d(bins=10)

Ou sp?cifie la largeur des d?coupes:

# Sp?cifier la largeur des d?coupes
p + geom_bin2d(binwidth=c(1, 1000))

Nuage de point avec distribution marginale

Step 1/3. Cr?er des donn?es:

set.seed(1234)
x <- c(rnorm(500, mean = -1), rnorm(500, mean = 1.5))
y <- c(rnorm(500, mean = 1), rnorm(500, mean = 1.7))
group <- as.factor(rep(c(1,2), each=500))
df <- data.frame(x, y, group)
head(df)

##             x          y group
## 1 -2.20706575 -0.2053334     1
## 2 -0.72257076  1.3014667     1
## 3  0.08444118 -0.5391452     1
## 4 -3.34569770  1.6353707     1
## 5 -0.57087531  1.7029518     1
## 6 -0.49394411 -0.9058829     1

Step 2/3. Cr?er des graphiques:

# Nuage de points color?s par groupes
scatterPlot <- ggplot(df,aes(x, y, color=group)) + 
  geom_point() + 
  scale_color_manual(values = c('#999999','#E69F00')) + 
  theme(legend.position=c(0,1), legend.justification=c(0,1))
scatterPlot
# Courbe de densit? marginale de x (panel du haut)
xdensity <- ggplot(df, aes(x, fill=group)) + 
  geom_density(alpha=.5) + 
  scale_fill_manual(values = c('#999999','#E69F00')) + 
  theme(legend.position = "none")
xdensity
# Courbe de densit? marginale de y (panel de droite)
ydensity <- ggplot(df, aes(y, fill=group)) + 
  geom_density(alpha=.5) + 
  scale_fill_manual(values = c('#999999','#E69F00')) + 
  theme(legend.position = "none")
ydensity

Cr?er un emplacement vide :

blankPlot <- ggplot()+geom_blank(aes(1,1))+
  theme(plot.background = element_blank(), 
   panel.grid.major = element_blank(),
   panel.grid.minor = element_blank(), 
   panel.border = element_blank(),
   panel.background = element_blank(),
   axis.title.x = element_blank(),
   axis.title.y = element_blank(),
   axis.text.x = element_blank(), 
   axis.text.y = element_blank(),
   axis.ticks = element_blank()
     )

Step 3/3. Regrouper les graphiques:

Pour mettre plusieurs graphiques sur la m?me page, le package gridExtra peut ?tre utilis?. Installez le package comme suit:

install.packages("gridExtra")

Arranger le graphique avec des largeurs et des hauteurs adapt?es pour chaque ligne et chaque colonne:

library("gridExtra")
grid.arrange(xdensity, blankPlot, scatterPlot, ydensity, 
        ncol=2, nrow=2, widths=c(4, 1.4), heights=c(1.4, 4))

Lire plus sur comment arranger plusieurs graphiques sur la m?me page : ggplot2 - Arranger plusieurs graphiques sur la m?me page

Nuages de points personnalis?s

# Nuage de points simple
ggplot(mtcars, aes(x=wt, y=mpg)) + 
  geom_point()+
  geom_smooth(method=lm, color="black")+
  labs(title="Miles per gallon \n according to the weight",
       x="Weight (lb/1000)", y = "Miles/(US) gallon")+
  theme_classic()  
# Changer la couleur/ le type par groupe
# Supprimer l'intervalle de confiance
p <- ggplot(mtcars, aes(x=wt, y=mpg, color=cyl, shape=cyl)) + 
  geom_point()+
  geom_smooth(method=lm, se=FALSE, fullrange=TRUE)+
  labs(title="Miles per gallon \n according to the weight",
       x="Weight (lb/1000)", y = "Miles/(US) gallon")
p + theme_classic()  

Changer les couleurs manuellement

# Couleurs continues
p + scale_color_brewer(palette="Paired") + theme_classic()
# Couleurs discr?tes
p + scale_color_brewer(palette="Dark2") + theme_minimal()
# Couleurs en gradient
p + scale_color_brewer(palette="Accent") + theme_minimal()

Lire plus sur ggplot2 et couleurs : ggplot2 couleurs

Infos

Cette analyse a ?t? faite en utilisant le logiciel R (ver. 3.2.1) et le package ggplot2 (ver. 1.0.1)