使用ggplot2优化散点图平滑线并添加数据点标注的技术问询

问题说明 #

1. 使用loess方法绘制的平滑拟合线效果不理想
2. 需要为每个散点添加对应的Metric标签

数据集 #

Metric<-c("zero", "D", "H", "W", "P", "C", "J", "L", "N", 
          "M")
F<-c(0, 0.11, 0.26, 0.07, 0.5, 0.07, 0.26, 0.05, 0.29, 0.03)
T<-c(0, 0.5, 0.9, 0.6, 0.9, 0.5, 0.9, 0.8, 0.9, 0.8)
FinalTable<-data.frame(Metric, F, T)

解决方案 #

1. 优化平滑拟合线 #

loess的拟合效果核心受span参数影响，默认值为0.75：

• 增大span会让拟合线更平滑
• 减小span会让拟合线更贴近数据点
  如果loess仍达不到预期，也可以尝试method="gam"（需加载mgcv包）或多项式线性拟合。

调整loess参数示例

library(ggplot2)

ggplot(FinalTable, aes(F, T)) + 
  geom_point(size=3) + 
  coord_cartesian(xlim=c(0,1), ylim=c(0, 1))+
  # 调整span为0.9让线更平滑，若需更贴合数据可设为0.5左右
  geom_smooth(method="loess", se=FALSE, span=0.9, color="darkred")

gam方法示例

library(ggplot2)
library(mgcv)

ggplot(FinalTable, aes(F, T)) + 
  geom_point(size=3) + 
  coord_cartesian(xlim=c(0,1), ylim=c(0, 1))+
  geom_smooth(method="gam", formula = y ~ s(x), se=FALSE, color="darkblue")

2. 添加散点标签 #

可以用geom_text做基础标注，若担心标签重叠，推荐用ggrepel包的geom_text_repel自动调整位置。

基础标注方法

library(ggplot2)

ggplot(FinalTable, aes(F, T)) + 
  geom_point(size=3) + 
  coord_cartesian(xlim=c(0,1), ylim=c(0, 1))+
  geom_smooth(method="loess", se=FALSE, span=0.9)+
  # 微调标签位置避免覆盖散点
  geom_text(aes(label=Metric), nudge_x=0.02, nudge_y=0.02, size=4)

智能避重叠标注

先安装依赖包：

install.packages("ggrepel")

再运行绘图代码：

library(ggplot2)
library(ggrepel)

ggplot(FinalTable, aes(F, T)) + 
  geom_point(size=3) + 
  coord_cartesian(xlim=c(0,1), ylim=c(0, 1))+
  geom_smooth(method="loess", se=FALSE, span=0.9)+
  geom_text_repel(aes(label=Metric), size=4, box.padding=0.3)

内容的提问来源于stack exchange，提问作者JamesLancaster