R：用ggplot2绘制带分位数的时间序列

Question

我需要用ggplot2绘制时间序列。对于时间序列的每个点，我也有一些分位数，比如0.05,0.25,0.75,0.95，即每个点有五个数据。例如：

time   quantile=0.05 quantile=0.25 quantile=0.5 quantile=0.75 quantile=0.95 
00:01   623.0725  630.4353  903.8870  959.1407  1327.721 
00:02   623.0944  631.3707  911.9967  1337.4564  1518.539 
00:03   623.0725  630.4353  903.8870  1170.8316  1431.893 
00:04   623.0725  630.4353  903.8870  1336.3212  1431.893 
00:05   623.0835  631.3557  905.4220  1079.6623  1452.260 
00:06   623.0835  631.3557  905.4220  1079.6623  1452.260 
00:07   623.0835  631.3557  905.4220  1079.6623  1452.260 
00:08   623.0780  631.3483  905.3496  1056.3719  1375.610 
00:09   623.0671  630.4275  903.8839  1170.8196  1356.963 
00:10   623.0507  630.0261  741.8475  1006.1208  1462.271 

理想情况下，我想具有0.5分位数为黑线，其他为围绕黑线阴影颜色的间隔。什么是最好的方法来做到这一点？我一直在四处寻找，我找不到这样的例子，甚至更少使用ggplot2。

任何帮助，将不胜感激。

Salud！

Answer 1

这是做你想做的吗？ ggplot的诀窍是了解它需要长格式的数据。这通常意味着我们必须在数据准备好绘制之前转换数据，通常使用melt()。

与textConnection()读取数据，并创建一个对象命名dat，以后这里是步骤，你会带：

#Melt into long format 
dat.m <- melt(dat, id.vars = "time") 

#Not necessary, but if you want different line types depending on quantile, here's how I'd do it 
dat.m <- within(dat.m 
    , lty <- ifelse(variable == "quantile.0.5", 1 
    , ifelse(variable %in% c("quantile.0.25", "quantile.0.75"),2,3) 
    ) 
) 

#plot it 
ggplot(dat.m, aes(time, value, group = variable, colour = variable, linetype = lty)) + 
    geom_line() + 
    scale_colour_manual(name = "", values = c("red", "blue", "black", "blue", "red")) 

为您提供：

阅读您的问题后，再次，也许你想在中值估计之外而不是线条阴影的色带？如果是这样，给这个旋转。这里唯一真正的诀窍是我们通过group = 1作为美学，以便geom_line()将因素/字符数据正确行为。以前，我们通过服务于相同效果的变量进行分组。另请注意，我们不再使用数据框架，因为在这种情况下，宽泛的data.frame适合我们。

ggplot(dat, aes(x = time, group = 1)) + 
    geom_ribbon(aes(ymin = quantile.0.05, ymax = quantile.0.95, fill = "05%-95%"), alpha = .25) + 
    geom_ribbon(aes(ymin = quantile.0.25, ymax = quantile.0.75, fill = "25%-75%"), alpha = .25) + 
    geom_line(aes(y = quantile.0.5)) + 
    scale_fill_manual(name = "", values = c("25%-75%" = "red", "05%-95%" = "blue")) 

编辑：要强制一个传奇的预测值

我们可以使用用于geom_ribbon()层相同的方法。我们将添加一个审美geom_line()然后设置审美价值与scale_colour_manual()：

ggplot(dat, aes(x = time, group = 1)) + 
    geom_ribbon(aes(ymin = quantile.0.05, ymax = quantile.0.95, fill = "05%-95%"), alpha = .25) + 
    geom_ribbon(aes(ymin = quantile.0.25, ymax = quantile.0.75, fill = "25%-75%"), alpha = .25) + 
    geom_line(aes(y = quantile.0.5, colour = "Predicted")) + 
    scale_fill_manual(name = "", values = c("25%-75%" = "red", "05%-95%" = "blue")) + 
    scale_colour_manual(name = "", values = c("Predicted" = "black")) 

可能有更有效的方式来做到这一点，但是这是我一直使用，并且有不错的方式与它成功。因人而异。

Answer 2

假设你dat.frame被称为df：

最简单的ggplot解决方案是使用箱线图GEOM。这给了一个黑色的中线，填补了中间和上部的框。

ggplot(df, aes(x=time)) + 
    geom_boxplot(
     aes(
      lower=quantile.0.25, 
      upper=quantile.0.75, 
      middle=quantile.0.5, 
      ymin=quantile.0.05, 
      ymax=quantile.0.95 
     ), 
     stat="identity", 
     fill = "cyan" 
) 

PS：

既然你已经预先汇总数据，它指定stat="identity"参数是非常重要的。我重新创建您的数据如下：

df <- "time   quantile=0.05 quantile=0.25 quantile=0.5 quantile=0.75 quantile=0.95 
00:01   623.0725  630.4353  903.8870  959.1407  1327.721 
00:02   623.0944  631.3707  911.9967  1337.4564  1518.539 
00:03   623.0725  630.4353  903.8870  1170.8316  1431.893 
00:04   623.0725  630.4353  903.8870  1336.3212  1431.893 
00:05   623.0835  631.3557  905.4220  1079.6623  1452.260 
00:06   623.0835  631.3557  905.4220  1079.6623  1452.260 
00:07   623.0835  631.3557  905.4220  1079.6623  1452.260 
00:08   623.0780  631.3483  905.3496  1056.3719  1375.610 
00:09   623.0671  630.4275  903.8839  1170.8196  1356.963 
00:10   623.0507  630.0261  741.8475  1006.1208  1462.271" 

df <- read.table(textConnection(df), header=TRUE)