如何用ggplot2为绘图添加次级X轴？

我有一幅以Wavenumber为X轴的折线图，数据表中已通过Wavelength = 1/Wavenumber生成对应的Wavelength列，想把Wavelength设为顶部的次级X轴，但使用sec_axis()时出错。

我的代码尝试 #

添加波长列的代码：

new_df_test <- new_df %>%
   mutate(Wavelength = 1 / Wavenumber)

原始绘图代码：

ggplot(new_df_test, aes(x = Wavenumber, y = X2024.05.17T12.35.56)) + geom_line()

尝试添加次级轴的代码：

ggplot(new_df_test, aes(x = Wavenumber, y = X2024.05.17T12.35.56)) + geom_line() + scale_x_continuous(sec.axis = sec_axis(label = Wavelength))

报错信息 #

Error in `sec_axis()`:
! Can't convert `transform`, `NULL`, to a function.hs.

数据集示例 #

structure(list(Wavenumber = c(648.5568, 652.2841, 656.0115, 659.7388, 
663.4661, 667.1935), X2024.05.17T12.35.56 = c(0.013939, 0.013429, 
0.011292, 0.008814, 0.009864, 0.006855), Wavelength = c(0.00154188499758232, 
0.00153307431531751, 0.00152436352106632, 0.00151575138524519, 
0.0015072360140179, 0.00149881556100292)), row.names = c(NA, 
6L), class = "data.frame")

解决方法 #

出错的核心是sec_axis()的用法错误：这个函数不需要直接传入现有数据列，而是要定义主轴数值到次轴数值的转换函数，ggplot会自动基于主轴的刻度计算次轴刻度。

完整正确代码

library(ggplot2)
library(dplyr)

ggplot(new_df_test, aes(x = Wavenumber, y = X2024.05.17T12.35.56)) +
  geom_line() +
  scale_x_continuous(
    name = "波数",
    sec.axis = sec_axis(
      ~ 1 / .,  # 波数转波长的公式，.代表主轴当前数值
      name = "波长 (cm)",
      labels = scales::number_format(accuracy = 1e-6)  # 控制标签显示精度
    )
  ) +
  labs(y = "信号值")

额外优化

如果需要将波长单位转换为纳米（1 cm = 10^7 nm），可以修改转换公式并调整标签：

ggplot(new_df_test, aes(x = Wavenumber, y = X2024.05.17T12.35.56)) +
  geom_line() +
  scale_x_continuous(
    name = "波数",
    sec.axis = sec_axis(
      ~ 10000000 / .,
      name = "波长 (nm)",
      labels = scales::number_format(accuracy = 0.1)
    )
  ) +
  labs(y = "信号值")

说明

• 不需要预先计算Wavelength列，直接通过转换公式即可生成次级轴，保留该列也不会影响绘图
• sec_axis()的transform参数（即~1/.）是核心，用于定义主、次轴的数值映射关系

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Keegan