Get新技能，利用ggplot2画环形图

• 作者：刘小芬，R语言中文社区专栏作者。知乎专栏：https://www.zhihu.com/people/liu-xiao-fen-10/columns

周末在家学习了用ggplot2画环形图的技能，通过此次练习主要学会了showtext和Cairo包的用法：

library(rvest)

library(dplyr)

library(stringr)

library(showtext)

library(Cairo)

library(RColorBrewer)

library(ggplot2)

library(grid)

第一步，下载字体数据

url<-"https://github.com/haoyuns/EyesAsia"

table<-read_html(url,encoding="utf-8")%>%html_table

table

我们需要的是第二个表格的数据，因此筛选表格二的内容：

table <- table[[2]]

table

处理数据，整合成一维数据：

##剔除“lowercase”中空值数据

table1<-table[table$lowercase!="",]

##选择“lowercase”中空值数据所在行的所有数据，然后再用[,3:4]选择第三和第四列的数据。

table2<-table[table$lowercase=="",]%>%.[,3:4]

##重命名table1、table2中的列名，且重新赋值，便于整合成一维数据。

table11<-table1[,1:2]%>%rename(case=lowercase)

table12<-table1[,3:4]%>%rename(case=UPPERCASE)

table13<-table2%>%rename(case=UPPERCASE)

##使用rbind()函数重新组合数据。

tabledata<-rbind(table11,table12,table13)

最终数据如下：

接着将地名中的中英文名称分割开：

##筛选中文名称

a <- str_split_fixed(tabledata$Content," ",n=3)[,3]

b <- str_split_fixed(tabledata$Content," ",n=3)[,2]

a[which(a %in% "")] <- b[which(a %in% "")] 

tabledata$Cname <- a

##筛选英文名称

a <- str_split_fixed(tabledata$Content," ",n=3)[,3]

c <- str_split_fixed(tabledata$Content," ",n=3)[,1]

c[which(a %in% "")] <- paste(c[which(a %in% "")],b[-(which(a %in% ""))],sep="")

tabledata$Ename <- c

##剔除不需要的列和地名，只需要中国省级行政区

tabledata<-tabledata[,-2]

word<-c("日本","蒙古","朝鲜","韩国","青海湖","鄱阳湖","洞庭湖","太湖","洪泽湖")

tabledata$m<-tabledata$Cname %in% word

tabledata<-tabledata%>%filter(m==FALSE)%>%.[,1:3]

##保存数据

write.csv(tabledata,file = "tabledata")

再次查看最终的数据：

接下来是画图步骤：

第一步：外围字体圆环图

##生成一个虚拟指标，并分割为有序分段因子变量。

###使用runif(34,20,50)函数生产随机数据，其中34是数据量，20是最小值，50是最大值。

mymapdata<-transform(mymapdata,scale=5,peform=runif(34,20,50))

mymapdata$scale<-as.numeric(mymapdata$scale)

###对peform数据进行分类

mymapdata$group<-cut(mymapdata$peform,breaks=c(20,26,32,38,44,50),levels=,labels=c("20~26","26~32","32~38","38~44","44~50"),order=TRUE)

###对mymapdata按照peform进行降序排列，同时添加order顺序。

mymapdata<-arrange(mymapdata,desc(peform));mymapdata$order=1:nrow(mymapdata)

mymapdata$order<-as.numeric(mymapdata$order)

接着载入字体和作图：

###将字体文件“EyesAsia-Regular”进行解压

unzip("EyesAsia-Regular.zip");

###将地图字体载入程序中，字体名字为“EyesAsia-Regular”

library(showtext);

font.add("EyesAsia-Regular", "EyesAsia-Regular.otf");

###作图函数

####打开图形设备

CairoPNG("chineserador.png",900,900)

####开始使用showtext

showtext.begin()

####开始制图

ggplot(mymapdata,aes(order,scale,label=case))+

  ylim(-6,6)+

  coord_polar(theta="x",start=0)+

  geom_text(aes(colour=group),family="EyesAsia-Regular",size=20)+

  scale_colour_brewer(palette="Blues",guide=FALSE)+

  theme_minimal()+

  theme(

    panel.grid=element_blank(),

    axis.title=element_blank(),

    axis.text=element_blank(),

  )

####停止使用showtext

showtext.end()

####关闭图形设备

dev.off()

图形需要到保存的文件夹中查看，可以使用getwd()查询图形保存的位置。得到如下图形：

第二步：制作中心的离散填充地图

接着是制作中间的中国地图。数据直接用网上得到的中国地理位置数据，经过Excel进行数据处理后，得到包括各个地区的经纬度的数据。

数据：

library(readxl)

chinamapdata <- read_excel("F:/chinamapdata.xlsx")

chinamapdata

画图：

p2<-ggplot(chinamapdata,aes(long,lat,group=group))+geom_polygon(col="white",fill="grey")+

  coord_map("polyconic")+

  theme(               

    panel.grid = element_blank(),

    panel.background = element_blank(),

    axis.text = element_blank(),

    axis.ticks = element_blank(),

    axis.title = element_blank()

  )

第三步：合并拼图

首先是字体地图：

##标签添加角度偏移量

circle<-seq(0,95,length=9)

circleALL<-rep(c(-circle,rev(circle[2:9])),2)

mymapdata1$circle<-circleALL

##ggplot极坐标下的首尾不衔接的缺陷，这里再插补一个缺失值

mymapdata<-arrange(mymapdata,order)

mapx<-mymapdata[mymapdata$order==34,]

mapx$order<-35;mapx$Cname=NA;mapx$case=NA

mymapdata1$order<-36;mapx$Cname=NA;mapx$case=NA

mymapdata1<-rbind(mymapdata1,mapx)

##加载微软雅黑和字体地图

windowsFonts(

    myfont=windowsFont("EyesAsia-Regular"),

    yahei=windowsFont("微软雅黑")

  )

  ###作图函数

p1 <-ggplot(mymapdata1,aes(x=order,y=scale))+

    ylim(-6,7.5)+

    coord_polar(theta="x",start=0)+

    geom_text(aes(colour=group,label=case),family="myfont",size=10)+

    geom_text(aes(y=scale+2,angle=circle,label=Cname),family="yahei",size=3,vjust=0.5,hjust=.5)+

    scale_colour_brewer(palette="Blues",guide=FALSE)+

    theme_minimal()+

    theme(

      panel.grid=element_blank(),

      axis.title=element_blank(),

      axis.text=element_blank(),

    )

最后一步，将两个图形连接在一起：

unzip("EyesAsia-Regular.zip")

font.add("myfont", "EyesAsia-Regular.otf")

font.add("yahei", "msyh.ttf")

CairoPNG("chineserador3.png",1000,1000)

showtext.begin()

vs <- viewport(width=0.8,height=0.95,x=0.5,y=0.5)    

print(p1,vp=vs)  

vs <- viewport(width=0.45,height=0.8,x=0.5,y=0.5)   

print(p2,vp=vs) 

showtext.end()

dev.off()

通过这次练习，明白到使用showtext和Cairo包的时候，载入字体需要用到font.add（）函数，而不采用这两个包的时候，字体载入需要用到windowsFonts（）函数。

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