绘制围绕一组点的曲线

Question

我在飞机上有一组点。它们被划分为子集。 我想围绕属于同一子集的点绘制闭合曲线，以便属于子集的点将位于曲线内部，而不属于该子集的点将位于曲线内部。因此，简单的圆圈或凸包可能不起作用。

对于初学者，假设我只想在一组点附近有一条平滑的曲线（不要求它排除其他点）

如何在R中做到这一点？

---后来补充---

我最终看到的是这里的图形精神：https://tex.stackexchange.com/questions/1175/drawing-a-hypergraph - 虽然上下文不是超图，而是一组给定的点和它们的分区。

Answer 1

好的，这是我认为接近您所追求的答案的一个版本： 它使用GIS论坛上此答案（https://gis.stackexchange.com/a/24929）创建的spline.poly函数。

以下是一些示例点：

testpts <- 
structure(list(x = c(4.9, 4.2, 4, 4.1, 4.4, 5.8, 5.8, 5.8, 5.8, 
5.5, 4.9, 3.2, 3.2, 3.3, 5.4, 5.4, 5.7, 6.4, 6.7, 6.7, 6, 4.8, 
3.6, 2.8, 3.5, 4.4, 5.1, 4, 3.7, 4.5, 4.9, 5.7), y = c(6.9, 6.2, 
5.3, 4.1, 3.1, 2.9, 2.9, 3.5, 4.2, 4.9, 5.1, 4.9, 4.9, 5.2, 6.9, 
6.9, 5.3, 3.8, 4.2, 5.6, 6.9, 5.8, 1.2, 2.5, 5.3, 6.4, 6.8, 7.6, 
6.9, 5.4, 4.8, 4.4)), .Names = c("x", "y"))

设置基本情节

plot(NA,xlim=c(0,10),ylim=c(0,10))
points(testpts,pch=19)
chuld <- lapply(testpts,"[",chull(testpts))
polygon(chuld,lty=2,border="gray")
polygon(spline.poly(as.matrix(as.data.frame(chuld)),100),border="red",lwd=2)

结果：

编辑添加一个持续示例

答案的这一部分使用alphahull库

# load the required library
library(alphahull)

plot(NA,xlim=c(0,10),ylim=c(0,10))
points(testpts,pch=19)
# remove duplicate points so the ahull function doesn't error out
testptsnodup <- lapply(testpts,"[",which(!duplicated(as.matrix(as.data.frame(testpts)))))

生成并绘制ahull对象 - 在确定多边形与数据的拟合时，alpha值似乎非常重要。

ahull.obj <- ahull(testptsnodup,alpha=2)
plot(ahull.obj,add=TRUE,col="red",wpoints=FALSE)

结果：

Answer 2

ggalt包提供geom_encircle，它应该提供类似这样的内容 - 凸起但平滑：

library(ggplot2)
library(ggalt)  ## v 0.4.0

df <- data.frame(x = rnorm(20), y = rnorm(20),
      z = sample(letters[1:5], 20, replace = TRUE))
ggplot(df, aes(x, y, colour = z)) + geom_point() +
     geom_encircle(aes(fill=z),alpha=0.3)

Answer 3

经过一些谷歌搜索，我几乎没有修改这个例子Morota ggplot2

修改

它使用 chull 的 chull 函数

library(ggplot2)
library(plyr)
library(Hmisc)



df <- data.frame(x = rnorm(20), y = rnorm(20),z = sample(letters[1:5], 20, rep = T))
ggplot(df, aes(x, y, colour = z)) + geom_point()

find_hull <- function(df) {
    res.ch <- df[chull(df$x, df$y), ]
    res <- bezier(res.ch)
    res <- data.frame(x=res$x,y=res$y)
    res$z <- res$z
    res
  }
hulls <- ddply(df, "z", find_hull)
ggplot(df, aes(x, y, colour = z,fill = z)) +
  geom_point() + geom_polygon(data = hulls,alpha = 0.4)

Answer 4

简单地：

testpts <- structure(list(x = c(4.9, 4.2, 4, 4.1, 4.4, 5.8, 5.8, 5.8, 5.8, 
5.5, 4.9, 3.2, 3.2, 3.3, 5.4, 5.4, 5.7, 6.4, 6.7, 6.7, 6, 4.8, 
3.6, 2.8, 3.5, 4.4, 5.1, 4, 3.7, 4.5, 4.9, 5.7), y = c(6.9, 6.2, 
5.3, 4.1, 3.1, 2.9, 2.9, 3.5, 4.2, 4.9, 5.1, 4.9, 4.9, 5.2, 6.9, 
6.9, 5.3, 3.8, 4.2, 5.6, 6.9, 5.8, 1.2, 2.5, 5.3, 6.4, 6.8, 7.6, 
6.9, 5.4, 4.8, 4.4)), .Names = c("x", "y"))
x <- do.call('cbind',testpts)
ch<-chull(x)
x[c(ch,ch[1]),]
plot(x,pch=20)
points(x[ch,],pch=20,col='red')
lines(x[c(ch,ch[1]),],lwd=.5)

简介：

the plot