Multivariate Data Visualization with R
目录
Preface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vii
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 Multipanel conditioning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.1.1 A histogram for every group . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.1.2 The Trellis call . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.1.3 Kernel density plots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2 Superposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.3 The “trellis” object . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.3.1 The missing Trellis display . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3.2 Arranging multiple Trellis plots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.4 Looking ahead . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Part I Basics
2 A Technical Overview of lattice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.1 Basic usage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.1.1 The Trellis formula . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.1.2 The data argument . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.1.3 Conditioning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.1.4 Shingles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.2 Dimension and physical layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.2.1 Aspect ratio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2.2 Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.2.3 Fine-tuning the layout: between and skip . . . . . . . . . . . . 24
2.3 Grouped displays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.4 Annotation: Captions, labels, and legends . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.4.1 More on legends . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.5 Graphing the data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.5.1 Scales and axes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
xiv Contents
2.5.2 The panel function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.5.3 The panel function demystified . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.6 Return value . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3 Visualizing Univariate Distributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.1 Density Plot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.2 Large datasets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.3 Histograms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.4 Normal Q–Q plots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.4.1 Normality and the Box–Cox transformation. . . . . . . . . . . 42
3.4.2 Other theoretical Q–Q plots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.5 The empirical CDF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.6 Two-sample Q–Q plots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.7 Box-and-whisker plots. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.7.1 Violin plots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.8 Strip plots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.9 Coercion rules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.10 Discrete distributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.11 A note on the formula interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
4 Displaying Multiway Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.1 Cleveland dot plot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.2 Bar chart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
4.2.1 Manipulating order . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
4.2.2 Bar charts and discrete distributions . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
4.3 Visualizing categorical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
5 Scatter Plots and Extensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
5.1 The standard scatter plot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
5.2 Advanced indexing using subscripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
5.3 Variants using the type argument . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
5.3.1 Superposition and type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
5.4 Scatter-plot variants for large data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
5.5 Scatter-plot matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
5.5.1 Interacting with scatter-plot matrices . . . . . . . . . . . . . . . . 86
5.6 Parallel coordinates plot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
6 Trivariate Displays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
6.1 Three-dimensional scatter plots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
6.1.1 Dynamic manipulation versus stereo viewing . . . . . . . . . . 95
6.1.2 Variants and panel functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
6.2 Surfaces and two-way tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
6.2.1 Data preparation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
6.2.2 Visualizing surfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
6.2.3 Visualizing discrete array data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
Contents xv
6.3 Theoretical surfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
6.3.1 Parameterized surfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
6.4 Choosing a palette for false-color plots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Part II Finer Control
7 Graphical Parameters and Other Settings . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
7.1 The parameter system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
7.1.1 Themes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
7.1.2 Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
7.1.3 Initializing a graphics device . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
7.1.4 Reading and modifying a theme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
7.1.5 Usage and alternative forms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
7.1.6 The par.settings argument . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
7.2 Available graphical parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
7.2.1 Nonstandard settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
7.3 Non-graphical options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
7.3.1 Argument defaults . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
7.4 Making customizations persistent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
8 Plot Coordinates and Axis Annotation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
8.1 Packets and the prepanel function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
8.2 The scales argument . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
8.2.1 Relation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
8.2.2 Axis annotation: Ticks and labels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
8.2.3 Defaults . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
8.2.4 Three-dimensional displays: cloud() and wireframe() 139
8.3 Limits and aspect ratio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
8.3.1 The prepanel function revisited . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
8.3.2 Explicit specification of limits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
8.3.3 Choosing aspect ratio by banking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
8.4 Scale components and the axis function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
8.4.1 Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
8.4.2 Axis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
9 Labels and Legends . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
9.1 Labels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
9.2 Legends . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
9.2.1 Legends as grid graphical objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
9.2.2 The colorkey argument . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
9.2.3 The key argument . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
9.2.4 The problem with settings, and the auto.key argument 158
9.2.5 Dropping unused levels from groups . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
9.2.6 A more complicated example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
xvi Contents
9.2.7 Further control: The legend argument . . . . . . . . . . . . . . . 161
9.3 Page annotation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
10 Data Manipulation and Related Topics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
10.1 Nonstandard evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
10.2 The extended formula interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
10.3 Combining data sources with make.groups() . . . . . . . . . . . . . . . 170
10.4 Subsetting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
10.4.1 Dropping of factor levels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
10.5 Shingles and related utilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
10.5.1 Coercion to factors and shingles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
10.5.2 Using shingles for axis breaks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
10.5.3 Cut-and-stack plots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
10.6 Ordering levels of categorical variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
10.7 Controlling the appearance of strips . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
10.8 An Example Revisited . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
11 Manipulating the “trellis” Object . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
11.1 Methods for “trellis” objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
11.2 The plot(), print(), and summary() methods . . . . . . . . . . . . . 202
11.3 The update() method and trellis.last.object() . . . . . . . . . 206
11.4 Tukey mean–difference plot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
11.5 Specialized manipulations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
11.6 Manipulating the display . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
12 Interacting with Trellis Displays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
12.1 The traditional graphics model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
12.1.1 Interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
12.2 Viewports, trellis.vpname(), and trellis.focus() . . . . . . . 216
12.3 Interactive additions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
12.4 Other uses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
Part III Extending Trellis Displays
13 Advanced Panel Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
13.1 Preliminaries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
13.1.1 Building blocks for panel functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
13.1.2 Accessor functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
13.1.3 Arguments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
13.2 A toy example: Hypotrochoids and hypocycloids . . . . . . . . . . . . 232
13.3 Some more examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
13.3.1 An alternative density estimate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
13.3.2 A modified box-and-whisker plot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
13.3.3 Corrgrams as customized level plots . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
Contents xvii
13.4 Three-dimensional projections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
13.5 Maps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
13.5.1 A simple projection scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
13.5.2 Maps with conditioning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
14 New Trellis Displays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
14.1 S3 methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
14.2 S4 methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
14.3 New functions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
14.3.1 A complete example: Multipanel pie charts . . . . . . . . . . . 252
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
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发表于 2013-2-15 18:29:26