Xueyd's Blog

0%

绘制桑基图

发表于 更新于 分类于
本文字数： 737 阅读时长 ≈ 1 分钟

本文介绍用以下包绘制桑基图。

  • ggalluvial包
  • sankeyD3包

1. ggalluvial包绘制桑基图

1.1 长数据绘制

数据准备：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
> head(my_data)
# A tibble: 6 x 7
   Freq group            stage m6A   x     y        id
  <int> <chr>            <chr> <fct> <fct> <fct> <int>
1   404 m6A+m6A-m6A-m6A- Stage1   m6A+  Stage1   m6A+      2
2   404 m6A+m6A-m6A-m6A- Stage2   m6A-  Stage2   m6A-      2
3   404 m6A+m6A-m6A-m6A- Stage3   m6A-  Stage3   m6A-      2
4   404 m6A+m6A-m6A-m6A- Stage4   m6A-  Stage4   m6A-      2
5   363 m6A-m6A+m6A-m6A- Stage1   m6A-  Stage1   m6A-      3
6   363 m6A-m6A+m6A-m6A- Stage2   m6A+  Stage2   m6A+      3
7   363 m6A-m6A+m6A-m6A- Stage3   m6A-  Stage3   m6A-      3
8   363 m6A-m6A+m6A-m6A- Stage4   m6A-  Stage4   m6A-      3

绘图所需要的数据，如上所示，这个方法绘图，数据需要是tidy的,即用长数据作图。
绘图代码：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
p1 <- ggplot(my_data,
       aes(x = x, stratum = m6A, alluvium = id,
           y = Freq,
           fill = m6A, label = m6A)) +
  scale_x_discrete(expand = c(.1, .1)) +
  geom_flow() +
  geom_stratum(alpha = .5) +
  geom_text(stat = "stratum", size = 3) +
  theme(legend.position = "none") +
  theme_classic()
p1

结果如图：
alt 图标

绘图语法与ggplot2一致,函数包含以下变量：

  • 首先确定图的axis，x轴表示不同时期，沿着x轴表示不同位置的水平分组；
  • 每个轴上的分组被描绘成不透明的块，称为地层（strata）。Stage1轴包含m6A+和m6A-;
  • 被称为**冲积(alluvia)**的水平(x-)样条横跨地块的宽度。在这个图中，每个冲积层对应于每个轴变量的固定值，由其在轴上的垂直位置表示，以及由其填充颜色表示的Survived变量的固定值。
  • 在相邻轴线之间的冲积层片段是水流（flow）。
    冲积层在矿脉处（lodes）与地层相交。上述图中没有显示矿脉，但可以推断为填充的矩形，这些矩形在图的每一端延伸流过地层的流动，或连接中心地层两侧的流动。

具体到本例，即：

  • axis：x轴为不同stage、x轴不同取值的组合代表不同分组，y轴由每个轴变量的值表示，即每个分组的flow宽度，即Freq；
  • stratum：为x轴每个分块的取值；
  • alluvium：为每个分组的id，用以区分不同的组；

但是这样画出的图，不详细区分每个组分，在stage2出来之后，就不会记得stage1的状态。如果要区分每一个group的话，需要在geom_flow()中加stat = "alluvium"参数，配合lode.guidance = "frontback"参数一起，效果更好，color指定边界的颜色：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
p2 <- ggplot(my_data,
       aes(x = x, stratum = m6A, alluvium = id,
           y = Freq,
           fill = m6A, label = m6A,alpha=0.5)) +
  geom_flow(stat = "alluvium", lode.guidance = "frontback",
            color = "darkgray") +
  geom_stratum() +
  geom_text(stat = "stratum", size = 3,color="black") +
  theme(legend.position = "bottom") +
  theme_classic()
p2

alt 图标

1.2 宽数据绘制

1
2
3
4
5
6
7
8
head(my_df)
   MII  L1C  L2C   4C Freq            group
1 m6A- m6A- m6A- m6A- 4329 m6A-m6A-m6A-m6A-
2 m6A+ m6A- m6A- m6A-  404 m6A+m6A-m6A-m6A-
3 m6A- m6A+ m6A- m6A-  363 m6A-m6A+m6A-m6A-
4 m6A+ m6A+ m6A- m6A-  558 m6A+m6A+m6A-m6A-
5 m6A- m6A- m6A+ m6A-  523 m6A-m6A-m6A+m6A-
6 m6A+ m6A- m6A+ m6A-  174 m6A+m6A-m6A+m6A-

宽数据绘制：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
ggplot(my_df,
       aes(y = Freq,
           #fill=group,
           axis1 = MII, axis2 = L1C, axis3 = L2C,axis4 = `4C`)) +
  geom_flow(stat = "alluvium", lode.guidance = "frontback") +
  scale_x_discrete(limits = c("MII", "L1C", "L2C","4C")) +
  geom_stratum() +
  geom_text(stat = "stratum", aes(label = after_stat(stratum))) +
  theme_bw()

如图所示：
alt 图标

2. sankeyD3包绘制

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
install.packages("devtools")
devtools::install_github("fbreitwieser/sankeyD3")
library(sankeyD3)

links<-data.frame(source=c("脐橙","苹果","脐橙","梨","香蕉","北京","北京","南京","上海","南京"),
                  target=c("北京","北京","南京","上海","南京","AAA","BBB","AAA","BBB","CCC"),
                  weight=c(30,56,39,56,33,30,56,39,56,33))
nodes <- data.frame(name=c(as.character(links$source), as.character(links$target)) %>% unique())
links$IDsource <- match(links$source, nodes$name)-1;
links$IDtarget <- match(links$target, nodes$name)-1;

nodes$color<-sample(c("red","orange","blue","green"),nrow(nodes),replace=T)

links$group<-rep("A",nrow(links))
links$group[links$weigth<50 & links$weigth>=35]<-"B"
links$group[links$weigth<35]<-"C"

sankeyNetwork(Links = links, Nodes = nodes, 
              Source = "IDsource", Target = "IDtarget",
              Value = "weight", NodeID = "name",
              nodeWidth =10,units = 'TWh',
              numberFormat=".0f",fontSize = 8,
              NodeColor="color",LinkGroup="group")

alt 图标