R + ggplot：事件時間系列

Question

我是R/ggplot新手。我想創建一個連續變量時間序列的geom_line圖，然後添加一個由事件組成的圖層。連續變量及其時間戳存儲在一個data.frame中，事件及其時間戳存儲在另一個data.frame中。

我會真的喜歡做的事情就像在finance.google.com上的圖表。其中，時間序列是股票價格，並且有「標誌」來表示新聞事件。我實際上並沒有繪製財務報表，但圖表的類型是相似的。我正在嘗試繪製日誌文件數據的可視化。下面是我的意思的例子...

如果明智的（？），我想用獨立的data.frames爲每一層（一個連續變量的觀測，另外對於事件）。

經過一些試驗和錯誤，這是儘可能接近我可以得到的。在這裏，我正在使用ggplot附帶的數據集的示例數據。 「經濟學」包含我想要繪製的一些時間序列數據，「總統」包含一些事件（總統選舉）。

library(ggplot2) 
data(presidential) 
data(economics) 

presidential <- presidential[-(1:3),] 
yrng <- range(economics$unemploy) 
ymin <- yrng[1] 
ymax <- yrng[1] + 0.1*(yrng[2]-yrng[1]) 

p2 <- ggplot() 
p2 <- p2 + geom_line(mapping=aes(x=date, y=unemploy), data=economics , size=3, alpha=0.5) 
p2 <- p2 + scale_x_date("time") + scale_y_continuous(name="unemployed [1000's]") 
p2 <- p2 + geom_segment(mapping=aes(x=start,y=ymin, xend=start, yend=ymax, colour=name), data=presidential, size=2, alpha=0.5) 
p2 <- p2 + geom_point(mapping=aes(x=start,y=ymax, colour=name), data=presidential, size=3) 
p2 <- p2 + geom_text(mapping=aes(x=start, y=ymax, label=name, angle=20, hjust=-0.1, vjust=0.1),size=6, data=presidential) 
p2 

問題：

• 這是非常稀疏事件OK，但如果有他們的集羣（如在日誌文件中經常發生的），它就會變得混亂。是否有一些技巧可以用來整齊地顯示一小段時間內發生的事件？我在考慮position_jitter，但對於我來說這很難實現。如果有很多這些事件，Google圖表會將這些事件「標誌」疊加在一起。

• 我實際上不喜歡粘貼與連續測量顯示相同比例的事件數據。我寧願把它放在facet_grid中。問題是所有方面都必須來自相同的數據框架（不知道這是真的）。如果是的話，那也似乎並不理想（或者也許我只是想避免使用重塑？）

Answer 1

雖然我很喜歡@JD龍的回答，我會把一個是剛剛在R/GGPLOT2。

該方法是創建第二個事件數據集並使用它來確定位置。從@Angelo開始：

library(ggplot2) 
data(presidential) 
data(economics) 

拉出事件（總統）數據並進行轉換。計算baseline和offset作爲將繪製的​​經濟數據的一部分。將底部（ymin）設置爲基準。這是棘手的部分來的地方。如果標籤太靠近，我們需要交錯。因此，確定相鄰標籤之間的間距（假定事件已排序）。如果它小於一定數量（我選擇了大約4年的數據），那麼請注意，該標籤需要更高。但它必須高於後面的那個，所以使用rle來獲得TRUE的長度（即必須更高）並使用它計算偏移向量（每個字符串必須從其長度向下計數到2，FALSE只是偏移1）。用它來確定條的頂部（ymax）。

events <- presidential[-(1:3),] 
baseline = min(economics$unemploy) 
delta = 0.05 * diff(range(economics$unemploy)) 
events$ymin = baseline 
events$timelapse = c(diff(events$start),Inf) 
events$bump = events$timelapse < 4*370 # ~4 years 
offsets <- rle(events$bump) 
events$offset <- unlist(mapply(function(l,v) {if(v){(l:1)+1}else{rep(1,l)}}, l=offsets$lengths, v=offsets$values, USE.NAMES=FALSE)) 
events$ymax <- events$ymin + events$offset * delta 

把這個連成一個情節：

ggplot() + 
    geom_line(mapping=aes(x=date, y=unemploy), data=economics , size=3, alpha=0.5) + 
    geom_segment(data = events, mapping=aes(x=start, y=ymin, xend=start, yend=ymax)) + 
    geom_point(data = events, mapping=aes(x=start,y=ymax), size=3) + 
    geom_text(data = events, mapping=aes(x=start, y=ymax, label=name), hjust=-0.1, vjust=0.1, size=6) + 
    scale_x_date("time") + 
    scale_y_continuous(name="unemployed \[1000's\]") 

你可以小面，但它是棘手的不同尺度。另一種方法是組成兩張圖。有一些額外的操作必須完成，以確保繪圖具有相同的x範圍，使標籤全部適合下圖，並消除上圖中的x軸。

xrange = range(c(economics$date, events$start)) 

p1 <- ggplot(data=economics, mapping=aes(x=date, y=unemploy)) + 
    geom_line(size=3, alpha=0.5) + 
    scale_x_date("", limits=xrange) + 
    scale_y_continuous(name="unemployed [1000's]") + 
    opts(axis.text.x = theme_blank(), axis.title.x = theme_blank()) 

ylims <- c(0, (max(events$offset)+1)*delta) + baseline 
p2 <- ggplot(data = events, mapping=aes(x=start)) + 
    geom_segment(mapping=aes(y=ymin, xend=start, yend=ymax)) + 
    geom_point(mapping=aes(y=ymax), size=3) + 
    geom_text(mapping=aes(y=ymax, label=name), hjust=-0.1, vjust=0.1, size=6) + 
    scale_x_date("time", limits=xrange) + 
    scale_y_continuous("", breaks=NA, limits=ylims) 

#install.packages("ggExtra", repos="http://R-Forge.R-project.org") 
library(ggExtra) 

align.plots(p1, p2, heights=c(3,1)) 

Answer 2

現在我喜歡ggplot儘可能未來的傢伙，但如果你想在谷歌財經類型圖表，爲什麼不直接使用Google圖形API？！？你會喜歡這個：

install.packages("googleVis") 
library(googleVis) 

dates <- seq(as.Date("2011/1/1"), as.Date("2011/12/31"), "days") 
happiness <- rnorm(365)^ 2 
happiness[333:365] <- happiness[333:365] * 3 + 20 
Title <- NA 
Annotation <- NA 
df <- data.frame(dates, happiness, Title, Annotation) 
df$Title[333] <- "Discovers Google Viz" 
df$Annotation[333] <- "Google Viz API interface by Markus Gesmann causes acute increases in happiness." 

### Everything above here is just for making up data ### 
## from here down is the actual graphics bits  ### 
AnnoTimeLine <- gvisAnnotatedTimeLine(df, datevar="dates", 
             numvar="happiness", 
             titlevar="Title", annotationvar="Annotation", 
             options=list(displayAnnotations=TRUE, 
                legendPosition='newRow', 
                width=600, height=300) 
             ) 
# Display chart 
plot(AnnoTimeLine) 
# Create Google Gadget 
cat(createGoogleGadget(AnnoTimeLine), file="annotimeline.xml") 

和它產生這個奇妙的圖表：

Answer 3

Plotly是一個簡單的方法，使ggplots互動。要顯示事件，將它們強制爲可以作爲審美顯示的因素，如顏色。

最終結果是一個可拖動光標的圖形。感興趣的繪圖顯示數據：

這裏是爲了使ggplot代碼：

# load data  
data(presidential) 
data(economics) 

# events of interest 
events <- presidential[-(1:3),] 

# strip year from economics and events data frames 
economics$year = as.numeric(format(economics$date, format = "%Y")) 

# use dplyr to summarise data by year 
#install.packages("dplyr") 
library(dplyr) 
econonomics_mean <- economics %>% 
    group_by(year) %>% 
    summarise(mean_unemployment = mean(unemploy)) 

# add president terms to summarized data frame as a factor 
president <- c(rep(NA,14), rep("Reagan", 8), rep("Bush", 4), rep("Clinton", 8), rep("Bush", 8), rep("Obama", 7)) 
econonomics_mean$president <- president 

# create ggplot 
p <- ggplot(data = econonomics_mean, aes(x = year, y = mean_unemployment)) + 
    geom_point(aes(color = president)) + 
    geom_line(alpha = 1/3) 

只需要一行代碼，使ggplot成plotly對象。

# make it interactive! 
#install.packages("plotly") 
library(plotly) 
ggplotly(p)