R可视化之美之科研绘图-29.等高线图( contour map )

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01 等高线图( contour map )

等高线图( contour map )是可视化二维空间标量场的基本方法，可以将三维数据使用二维的方法可视化，同时用颜色视觉特征表示第三维数据，如地图上的等高线、天气预报中的等压线和等温线等。假设f(x, y)是在点(x, y)处的数值，等值线是在二维数据场中满足f(x, y)=c的空间点集按-定的顺序连接而成的线。数值为C的等值线可以将二维空间标量场分为两部分:如果f(x, y)c，则该点在等值线外。

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02 R语言实现

R中的ggplot2 包提供的geom_tile()函 数和geom_raster()函数都 可以绘制热力分布图，其主要区别在于geom_raster()函数中存在interpolate=TRUE/FALSE 这个参数，决定是否对热力图进行平滑处理。添加geom contour()函数， 从而可以添加等高线。使用directlabels包的direct.labe(0函数可以添加等高线的数值标签。

library(ggplot2)
library( directlabels)
library(RColorBrewer)

rf <- colorRampPalette(rev(brewer.pal(11,'Spectral')))
colormap <- colorRampPalette(rev(brewer.pal(11,'Spectral')))(32)

z<-as.matrix(read.table("等高线.txt",header=TRUE))
colnames(z)<-seq(1,ncol(z),by=1)
max_z<-max(z)
min_z<-min(z)
breaks_lines<-seq(min(z),max(z),by=(max_z-min_z)/10)
map<-melt(z)
colnames(map)<-c("Var1","Var2","value")
head(map)
Contour<-ggplot(map,aes(x=Var1,y=Var2,z=value))+
          geom_tile(aes(fill=value))+#根据高度填充
          scale_fill_gradientn(colours=colormap)+
          geom_contour(aes(colour= ..level..),breaks=breaks_lines,color="black")+#
          labs(x="X-Axis",y="Y-Axis",fill="Z-Value")+
         theme(
           axis.title=element_text(size=15,face="plain",color="black"),
           axis.text = element_text(size=13,face="plain",color="black"),
           legend.title=element_text(size=13,face="plain",color="black"),
           legend.text = element_text(size=11,face="plain",color="black"),
           legend.background = element_blank(),
           legend.position =c(0.15,0.2)
  )
Contour

direct.label(Contour, list("bottom.pieces", cex=0.8, #"far.from.others.borders",
                  fontface="plain", fontfamily="serif", colour='black'))

效果如下：

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参考资料

《R语言数据可视化之美》

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