ggplot與有孔洞的多邊形的等值線圖

Question

我試圖畫出德國的等值線圖，顯示各州的貧困率（靈感來源於this question）。

問題在於，一些州（例如柏林）完全被其他州（勃蘭登堡州）包圍，而且我無法讓ggplot識別勃蘭登堡的「洞」。

本示例的數據是here。

library(rgdal) 
library(ggplot2) 
library(RColorBrewer) 

map <- readOGR(dsn=".", layer="germany3") 
pov <- read.csv("gerpoverty.csv") 

mrg.df <- data.frame(id=rownames(map@data),ID_1=map@data$ID_1) 
mrg.df <- merge(mrg.df,pov, by="ID_1") 
map.df <- fortify(map) 
map.df <- merge(map.df,mrg.df[,c("id","poverty")], by="id") 
ggplot(map.df, aes(x=long, y=lat, group=group)) + 
    geom_polygon(aes(fill=poverty))+ 
    geom_path(colour="grey50")+ 
    scale_fill_gradientn(colours=brewer.pal(5,"OrRd"))+ 
    labs(x="",y="")+ theme_bw()+ 
    coord_fixed() 

通告柏林和勃蘭登堡顏色（東北）如何都是相同的。它們不應該是 - 柏林的貧困率遠低於勃蘭登堡。看起來ggplot正在渲染柏林多邊形，然後渲染勃蘭登堡多邊形而沒有洞。

如果我將電話號碼改爲geom_polygon(...)，建議爲here，我可以解決柏林/勃蘭登堡問題，但現在三個最北端的州都不正確。

ggplot(map.df, aes(x=long, y=lat, group=group)) + 
    geom_polygon(aes(group=poverty, fill=poverty))+ 
    geom_path(colour="grey50")+ 
    scale_fill_gradientn(colours=brewer.pal(5,"OrRd"))+ 
    labs(x="",y="")+ theme_bw()+ 
    coord_fixed() 

我在做什麼錯？

Answer 1

您可以繪製在一個單獨的層中的島嶼面，下面就以ggplot2 wiki的例子。我已經修改了你的合併步驟，以使它更容易些：

mrg.df <- data.frame(id=rownames(map@data),ID_1=map@data$ID_1) 
mrg.df <- merge(mrg.df,pov, by="ID_1") 
map.df <- fortify(map) 
map.df <- merge(map.df,mrg.df, by="id") 

ggplot(map.df, aes(x=long, y=lat, group=group)) + 
    geom_polygon(aes(fill=poverty), color = "grey50", data =subset(map.df, !Id1 %in% c("Berlin", "Bremen")))+ 
    geom_polygon(aes(fill=poverty), color = "grey50", data =subset(map.df, Id1 %in% c("Berlin", "Bremen")))+ 
    scale_fill_gradientn(colours=brewer.pal(5,"OrRd"))+ 
    labs(x="",y="")+ theme_bw()+ 
    coord_fixed() 

作爲傳道的不請自來的行爲，我建議你考慮像

library(ggmap) 
qmap("germany", zoom = 6) + 
    geom_polygon(aes(x=long, y=lat, group=group, fill=poverty), 
       color = "grey50", alpha = .7, 
       data =subset(map.df, !Id1 %in% c("Berlin", "Bremen")))+ 
    geom_polygon(aes(x=long, y=lat, group=group, fill=poverty), 
       color = "grey50", alpha= .7, 
       data =subset(map.df, Id1 %in% c("Berlin", "Bremen")))+ 
    scale_fill_gradientn(colours=brewer.pal(5,"OrRd")) 

提供上下文和熟悉參考點。

Answer 2

或者，您可以使用rworldmap創建該地圖。

library(rworldmap) 
library(RColorBrewer) 
library(rgdal) 

map <- readOGR(dsn=".", layer="germany3") 
pov <- read.csv("gerpoverty.csv") 

#join data to the map 
sPDF <- joinData2Map(pov,nameMap='map',nameJoinIDMap='VARNAME_1',nameJoinColumnData='Id1') 

#default map 
#mapPolys(sPDF,nameColumnToPlot='poverty') 

colours=brewer.pal(5,"OrRd") 
mapParams <- mapPolys(sPDF 
         ,nameColumnToPlot='poverty' 
         ,catMethod="pretty" 
         ,numCats=5 
         ,colourPalette=colours 
         ,addLegend=FALSE) 


do.call(addMapLegend, c(mapParams 
          , legendLabels="all" 
          , legendWidth=0.5 
         )) 

#to test state names 
#text(pov$x,pov$y,labels=pov$Id1) 

Answer 3

這僅僅是@ Ista答案的擴展，它不需要知道哪些州（柏林，不來梅）需要最後呈現。

該方法利用了fortify(...)生成列hole的事實，該列識別一組座標是否爲空洞。因此，這使得在沒有孔的區域之前（例如在其下面）全部區域（id's）和任何孔。

非常感謝@Ista，沒有她的答案我不能想出這個（相信我，我花了好幾個小時嘗試......））

ggplot(map.df, aes(x=long, y=lat, group=group)) + 
    geom_polygon(data=map.df[map.df$id %in% map.df[map.df$hole,]$id,],aes(fill=poverty))+ 
    geom_polygon(data=map.df[!map.df$id %in% map.df[map.df$hole,]$id,],aes(fill=poverty))+ 
    geom_path(colour="grey50")+ 
    scale_fill_gradientn(colours=brewer.pal(5,"OrRd"))+ 
    labs(x="",y="")+ theme_bw()+ 
    coord_fixed() 

Answer 4

只需添加其他小改進@土改的和@ jhoward的回答（非常感謝你的幫助！）。

@jhoward的修改可以很容易地裹在一個小功能這樣

gghole <- function(fort){ 
     poly <- fort[fort$id %in% fort[fort$hole,]$id,] 
     hole <- fort[!fort$id %in% fort[fort$hole,]$id,] 
     out <- list(poly,hole) 
     names(out) <- c('poly','hole') 
     return(out) 
} 
# input has to be a fortified data.frame 

然後，一個並不需要召回如何提取孔信息，每隔一次。代碼看起來像

ggplot(map.df, aes(x=long, y=lat, group=group)) + 
      geom_polygon(data=gghole(map.df)[[1]],aes(fill=poverty),colour="grey50")+ 
      geom_polygon(data=gghole(map.df)[[2]],aes(fill=poverty),colour="grey50")+ 
    # (optionally). Call by name 
    #   geom_polygon(data=gghole(map.df)$poly,aes(fill=poverty),colour="grey50")+ 
    #   geom_polygon(data=gghole(map.df)$hole,aes(fill=poverty),colour="grey50")+ 
      scale_fill_gradientn(colours=brewer.pal(5,"OrRd"))+ 
      labs(x="",y="")+ theme_bw()+ 
      coord_fixed()