如何在ggplot双轴图中分离形状与颜色的重叠图例？

要解决图例重叠的问题，核心是将数据整理为长格式，让每个观测值对应明确的变量类型（rh/t）和所属传感器，这样就能在ggplot的美学映射中分别绑定shape（变量类型）和color（传感器），从而生成两个独立的图例。

步骤1：整理数据 #

使用tidyr::pivot_longer将宽格式数据转换为长格式，同时整合对应的传感器信息：

library(tidyverse)

scale <- 2
weather_long <- weather %>%
  pivot_longer(
    cols = c(t, rh),
    names_to = "variable",
    values_to = "value"
  ) %>%
  # 匹配每个变量对应的传感器
  mutate(
    sensor = case_when(
      variable == "t" ~ sensor_t,
      variable == "rh" ~ sensor_rh
    ),
    # 对t值进行缩放适配左轴
    scaled_value = ifelse(variable == "t", value * scale, value)
  )

步骤2：绘制双轴散点图 #

基于整理后的长格式数据绘图，将shape映射到variable，color映射到sensor，并分别设置图例：

ggplot(weather_long, aes(x = time)) +
  geom_point(aes(y = scaled_value, shape = variable, color = sensor), size = 3) +
  # 设置形状图例
  scale_shape_manual(
    name = "Variable",
    values = c("rh" = 1, "t" = 3),
    guide = guide_legend(title.position = "top", title.hjust = 0.5)
  ) +
  # 设置颜色图例
  scale_color_manual(
    name = "Sensor",
    values = c("A" = "red", "B" = "blue", "C" = "green"),
    guide = guide_legend(title.position = "top", title.hjust = 0.5)
  ) +
  # 设置双轴
  scale_y_continuous(
    name = "rh(%)",
    sec.axis = sec_axis(~./scale, name = "t(°C)")
  ) +
  labs(x = "Time") +
  theme(legend.position = "bottom", legend.box = "horizontal")

原代码问题说明 #

• 原代码中color分别映射了sensor_rh和sensor_t两个独立变量，ggplot会将它们视为同一个color美学的冲突输入，导致图例合并重叠。
• shape没有绑定到数据中的变量，只是手动给两个geom_point指定形状，无法生成与数据关联的独立图例。

整理成长格式后，每个点的变量类型和传感器信息一一对应，美学映射逻辑清晰，自然能生成两个独立且正确的图例。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者T.Becker