如何用R的sf+ggplot2包手动修改韦恩图圆圈及交集区域颜色？

问题描述 #

使用sf和ggplot2绘制韦恩图时，希望手动修改各个圆圈以及两两圆圈交集区域的颜色，但当前代码中scale_fill_manual仅能控制圆圈颜色，交集区域被硬编码为白色，无法通过统一的颜色映射修改。

解决方案 #

要实现自定义所有区域的颜色，有两种实用思路：

• 统一映射法：给交集区域也添加fill_id标识，将所有区域（圆圈+交集）纳入同一颜色映射体系，通过scale_fill_manual统一控制。
• 单独指定法：保留圆圈的颜色映射，直接为每个交集图层单独指定fill参数。

方法1：统一颜色映射 #

先为交集区域添加fill_id，再通过scale_fill_manual定义所有区域的颜色：

library(ggplot2)
library(dplyr)
library(sf)

create_circle_sf <- function(x, y, radius, label, fill_id) {
  st_point(c(x, y)) %>%
    st_buffer(radius) %>%
    st_sfc(crs = 4326) %>%
    st_sf(label = label, fill_id = fill_id, geometry = .)
}

# 计算半径
r1 <- sqrt(6000 / pi)
r2 <- sqrt(2000 / pi)
r3 <- sqrt(2000 / pi)

# 创建圆圈sf对象
circle1 <- create_circle_sf(0, 0, r1, "Party Representatives", "A")
circle2 <- create_circle_sf(14, 0, r2, "Unique parties", "B")
circle3 <- create_circle_sf(-13, 0, r3, "Client Companies", "C")
circles_all <- bind_rows(circle1, circle2, circle3)

# 创建交集并添加fill_id
intersect12 <- st_intersection(circle1, circle2) %>% mutate(fill_id = "AB")
intersect13 <- st_intersection(circle1, circle3) %>% mutate(fill_id = "AC")
intersect23 <- st_intersection(circle2, circle3) %>% mutate(fill_id = "BC")

# 定义所有区域的自定义颜色
custom_colors <- c(
  "A" = "#77bca2",    # 代表方圆圈
  "B" = "#FFEB3B",    # 政党圆圈
  "C" = "#FF9800",    # 客户公司圆圈
  "AB" = "#4CAF50",   # 代表方+政党交集
  "AC" = "#2196F3",   # 代表方+客户公司交集
  "BC" = "#F44336"    # 政党+客户公司交集
)

# 标签数据
label_df <- data.frame(
  x = c(0, 14, -13),
  y = c(0, 0, 0),
  label = c("Party Representatives: 41",
            paste0("Unique\n Parties: ", 20),
            paste0("Unique\nClient\nCompanies: ", 30))
)

# 绘图
ggplot() +
  geom_sf(data = circles_all, aes(fill = fill_id), alpha = 0.8) +
  geom_sf(data = intersect12, aes(fill = fill_id), alpha = 0.8) +
  geom_sf(data = intersect13, aes(fill = fill_id), alpha = 0.8) +
  geom_sf(data = intersect23, aes(fill = fill_id), alpha = 0.8) +
  geom_text(data = label_df, aes(x = x, y = y, label = label),
            size = 4.5, fontface = "bold", lineheight = 0.9) +
  scale_fill_manual(values = custom_colors) +
  theme_void() +
  coord_sf() +
  theme(legend.position = "none")

方法2：单独指定交集颜色 #

如果只想修改交集颜色，保持圆圈的颜色映射，直接为每个交集图层指定fill参数即可：

# 初始化代码同方法1，此处省略

# 定义圆圈颜色
circle_colors <- c("A" = "#77bca2", "B" = "#FFEB3B", "C" = "#FF9800")

# 绘图
ggplot() +
  geom_sf(data = circles_all, aes(fill = fill_id), alpha = 0.8) +
  # 单独指定每个交集的颜色
  geom_sf(data = intersect12, fill = "#4CAF50", alpha = 0.8) +
  geom_sf(data = intersect13, fill = "#2196F3", alpha = 0.8) +
  geom_sf(data = intersect23, fill = "#F44336", alpha = 0.8) +
  geom_text(data = label_df, aes(x = x, y = y, label = label),
            size = 4.5, fontface = "bold", lineheight = 0.9) +
  scale_fill_manual(values = circle_colors) +
  theme_void() +
  coord_sf() +
  theme(legend.position = "none")

注意事项 #

• 图层顺序不能乱：必须先绘制底层的圆圈，再绘制上层的交集区域，这样交集才能覆盖圆圈的重叠部分。
• alpha参数用于调整透明度，能让重叠区域的层次更清晰。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Homer Jay Simpson