如何在R语言的PCA散点图中为每个类别添加密度图？

方法1：添加边际密度图（匹配常见示例图样式） #

使用ggExtra包可快速在PCA散点图的x、y轴边缘添加分组对应的密度曲线，步骤如下：

1. 安装并加载所需包

install.packages("ggExtra")
library(tidyverse)
library(ggplot2)
library(ggExtra)

2. 修正原代码的物种筛选逻辑并生成基础PCA图

x <- iris[1:4]
pc <- prcomp(x)
df <- cbind(pc$x[,1:2], iris[,5]) %>% as.data.frame()
df$PC1 <- as.numeric(df$PC1) / (pc$sdev[1] * sqrt(nrow(iris)))
df$PC2 <- as.numeric(df$PC2) / (pc$sdev[2] * sqrt(nrow(iris)))
df$V3 <- as.factor(df$V3)

# 修正物种筛选：用实际物种名替代数字
p1 <- ggplot(df, aes(PC1, PC2, colour = V3)) +
  geom_point(size = 3, aes(shape = V3)) +
  stat_ellipse(geom = "polygon", aes(fill = after_scale(alpha(colour, 0))),
               data = df[df$V3 %in% c("setosa", "versicolor"),], size = 1) +
  theme_bw()

3. 添加边际密度图

# type指定为"density"生成密度曲线，groupColour/groupFill按分组着色
ggMarginal(p1, type = "density", groupColour = TRUE, groupFill = TRUE)

方法2：在散点图内叠加2D密度轮廓 #

若需在PCA散点上直接展示数据的二维分布集中度，可使用ggplot2自带的密度图层：

叠加密度轮廓线 #

p1 + geom_density2d(aes(colour = V3), alpha = 0.6, linewidth = 1)

叠加填充密度区域 #

p1 + stat_density2d(aes(fill = V3, alpha = stat(density)), geom = "polygon", bins = 8) +
  scale_alpha_continuous(range = c(0.1, 0.3)) +
  guides(alpha = "none")

说明 #

• 方法1生成的边际密度图是学术图表中常用的PCA+密度展示形式，与你提到的示例图(E)样式匹配。
• 方法2适合直观呈现数据在PCA空间的聚集程度。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者PesKchan