如何使用ggplot2将geom置于绘图边距以高亮x值区间？

我希望在x轴下方绘制一个geom（一组条形图），用于高亮显示感兴趣的x值区间。目前我通过完全关闭坐标轴并在绘图区域内绘制geom实现了需求，但需要手动逐个添加坐标轴元素（线条、刻度、标签）。是否可以直接使用ggplot2将这些条形图绘制在绘图边距中？

现有实现代码：

library("tidyverse")

data <-
  tribble(
    ~x_start, ~x_end, ~y, ~label,
    1, 5, 9, "A",
    3, 6, 8, "B",
    8, 11, 5, "C",
    9, 12, 6, "D"
  )

data %>%
  ggplot() +

  # Add fake x-axis.
  geom_hline(
    yintercept = 0
  ) +

  # Add segments "inside the plotting area".
  geom_segment(
    aes(
      x = x_start,
      y = y,
      xend = x_end,
      yend = y,
      color = label
    ),
    size = 2
  ) +

  # Add tiles "inside the margins".
  geom_rect(
    aes(
      xmin = x_start,
      ymin = 0,
      xmax = x_end,
      ymax = -1,
      fill = label
    ),
    alpha = 0.5
  ) +
  theme_minimal() +
  theme(
    axis.title = element_blank(),
    axis.text.x = element_blank(),
    axis.ticks = element_blank(),
    panel.grid = element_blank(),
    legend.position = "none"
  )

可以借助patchwork包将主绘图与下方的高亮条形图拼接，既能保留原生坐标轴的所有元素，又能把高亮区域放在x轴下方的边距位置，无需手动绘制坐标轴。具体实现代码如下：

library("tidyverse")
library("patchwork")

data <-
  tribble(
    ~x_start, ~x_end, ~y, ~label,
    1, 5, 9, "A",
    3, 6, 8, "B",
    8, 11, 5, "C",
    9, 12, 6, "D"
  )

# 绘制主图
main_plot <- data %>%
  ggplot() +
  geom_segment(
    aes(x = x_start, y = y, xend = x_end, yend = y, color = label),
    size = 2
  ) +
  theme_minimal() +
  theme(
    panel.grid = element_blank(),
    legend.position = "none",
    axis.title.x = element_blank(),
    plot.margin = margin(10, 10, 0, 10) # 调整底部边距，避免与下方图重叠
  )

# 绘制下方的高亮条形图
margin_plot <- data %>%
  ggplot() +
  geom_rect(
    aes(xmin = x_start, xmax = x_end, ymin = 0, ymax = 1, fill = label),
    alpha = 0.5
  ) +
  scale_y_continuous(limits = c(0, 1), expand = c(0, 0)) +
  theme_minimal() +
  theme(
    axis.text = element_blank(),
    axis.title = element_blank(),
    axis.ticks = element_blank(),
    panel.grid = element_blank(),
    legend.position = "none",
    plot.margin = margin(0, 10, 10, 10) # 调整顶部边距，避免与上方图重叠
  )

# 拼接两个图，设置高度比例
main_plot / margin_plot + plot_layout(heights = c(4, 1))

说明 #

• 主图保留原生x轴的刻度、标签和线条，无需手动添加
• 高亮条形图作为独立子图，隐藏所有无关元素，仅保留高亮矩形
• 通过plot_layout设置主图与高亮图的高度比例，确保视觉协调
• 调整两个图的plot.margin参数，避免拼接后出现间距过大或重叠的问题

内容的提问来源于stack exchange，提问作者dipetkov