小ネタ。{ggplot2} でグループ別の散布図を描くときに、ちょっと飾り付けをしてグループをわかりやすくしたい。
凸包 (Convex)
最初にベースとなる散布図を描く。
library(dplyr) library(ggplot2) df <- iris p <- ggplot(df, aes(x = Petal.Width, y = Petal.Length)) + geom_point() p
まずは 散布図全体について凸包をとる。ある点の集合の凸包は、 grDevices::chull で計算できる。chull は凸な点の index を返すので、この返り値に含まれるデータのみをフィルタして geom_polygon に渡せばよい。
chull(df[c('Petal.Width', 'Petal.Length')]) # [1] 44 17 23 14 33 25 135 123 119 110 145 115 hulls <- df[chull(df[c('Petal.Width', 'Petal.Length')]), ] hulls # Sepal.Length Sepal.Width Petal.Length Petal.Width Species # 44 5.0 3.5 1.6 0.6 setosa # 17 5.4 3.9 1.3 0.4 setosa # 23 4.6 3.6 1.0 0.2 setosa # 14 4.3 3.0 1.1 0.1 setosa # 33 5.2 4.1 1.5 0.1 setosa # 25 4.8 3.4 1.9 0.2 setosa # 135 6.1 2.6 5.6 1.4 virginica # 123 7.7 2.8 6.7 2.0 virginica # 119 7.7 2.6 6.9 2.3 virginica # 110 7.2 3.6 6.1 2.5 virginica # 145 6.7 3.3 5.7 2.5 virginica # 115 5.8 2.8 5.1 2.4 virginica p + geom_polygon(data = hulls, alpha = 0.2)
凸包をグループ別に描画したい場合は、{dplyr} で各グループへ chull を適用する。
p <- ggplot(df, aes(x = Petal.Width, y = Petal.Length, colour = Species)) + geom_point() hulls <- df %>% dplyr::group_by(Species) %>% dplyr::do(.[chull(.[c('Petal.Width', 'Petal.Length')]), ]) hulls # Source: local data frame [22 x 5] # Groups: Species # # Sepal.Length Sepal.Width Petal.Length Petal.Width Species # 1 5.4 3.9 1.3 0.4 setosa # 2 4.6 3.6 1.0 0.2 setosa # 3 4.3 3.0 1.1 0.1 setosa # 4 5.2 4.1 1.5 0.1 setosa # 5 4.8 3.4 1.9 0.2 setosa # 6 5.1 3.8 1.9 0.4 setosa # 7 5.0 3.5 1.6 0.6 setosa # 8 5.1 2.5 3.0 1.1 versicolor # 9 4.9 2.4 3.3 1.0 versicolor # 10 5.8 2.7 4.1 1.0 versicolor # 11 6.1 2.8 4.7 1.2 versicolor # 12 6.0 2.7 5.1 1.6 versicolor # 13 6.7 3.0 5.0 1.7 versicolor # 14 5.9 3.2 4.8 1.8 versicolor # 15 5.8 2.8 5.1 2.4 virginica # 16 4.9 2.5 4.5 1.7 virginica # 17 6.0 2.2 5.0 1.5 virginica # 18 6.1 2.6 5.6 1.4 virginica # 19 7.7 2.8 6.7 2.0 virginica # 20 7.7 2.6 6.9 2.3 virginica # 21 7.2 3.6 6.1 2.5 virginica # 22 6.7 3.3 5.7 2.5 virginica p + geom_polygon(data = hulls, alpha = 0.2)
参考 以下リンクにある plyr::ddply を使うバージョンを参考にした。
確率楕円 (Probability Ellipse)
こっちは ggplot2 1.0.0 以降なら stat_ellipse 一発なので簡単。
p + stat_ellipse()
クラスタリング結果への凸包 / 確率楕円の描画
もともとやりたかったのは {ggplot2} + {ggfortify} でクラスタリング結果を autoplot するときに凸包 / 確率楕円を描画すること。これを autoplot 時の frame オプションで指定できるようにした。
ついでに {cluster} パッケージの非階層クラスタリング法 cluster::clara, cluster::fanny, cluster::pam も autoplot できるようにした。
# library(devtools) # install_github('sinhrks/ggfortify') library(ggplot2) library(ggfortify) df <- iris[-5] autoplot(kmeans(df, 3), original = iris, frame = TRUE)
library(cluster) autoplot(clara(df, 3), frame = TRUE, frame.type = 'norm')
ほか、細かい使い方はこちら。
クラスタリング以外の autoplot についてはこちら。