如何在ggplot2中将点大小调整为绘图的比例？

Question

让我们生成一些数据：

x <- -10*cos(seq(0, pi, length.out = 100))+1
y <- 10*seq(0, pi, length.out = 100)
xerr <- rep(2, 100)
yerr <- rep(2, 100)
dd <- as.data.frame(cbind(x, y, xerr, yerr))

此处我有x和y个坐标，其中包含错误xerr和yerr（为方便起见，我将它们设置为常量）。我想用点的大小来表示这些错误。这很容易做到：

ggplot() + 
  geom_point(data = dd, aes(x, y, size = sqrt(xerr^2 + yerr^2)), colour = "gray") +
  geom_path(data = dd, aes(x, y), colour = "red", size = .5) +
  scale_size_identity() +
  theme_bw()

但是，这些点的大小是以与图的比例没有任何关系的比例定义的。有没有办法根据绘图的比例调整点的尺寸？在上面的例子中，每个点的半径应该等于2.828并且不小于现在的一个。

Answer 1

一种方法是使用由错误大小定义的轴明确绘制椭圆。

x <- -10*cos(seq(0, pi, length.out = 10))+1
y <- 10*seq(0, pi, length.out = 10)
xerr <- runif(10, 1, 5)
yerr <- runif(10, 1, 5)
dd <- as.data.frame(cbind(x, y, xerr, yerr))
dd$frame <- factor(seq(1:10))

为此，我们定义了生成省略号的函数：

ellipseFun <- function(center = c(0, 0), axes = c(1, 1), npoints = 101){
  tt <- seq(0,2*pi, length.out = npoints)
  xx <- center[1] + axes[1] * cos(tt)
  yy <- center[2] + axes[2] * sin(tt)
  return(data.frame(x = xx, y = yy))
}

然后我们为所有省略号生成矩阵：

ddEll <- data.frame()
for(k in levels(dd$frame)){
  ddEll <- rbind(ddEll, cbind(as.data.frame(with(dd[dd$frame == k,], ellipseFun(center = c(x, y), axes = c(xerr, yerr), npoints = 101))),frame = k))
}

最后，我们可以绘制它们：

library(ggplot2)
ggplot() + 
  geom_point(data = dd, aes(x, y)) +
  geom_polygon(data=ddEll, aes(x = x, y = y, group = frame), colour = "gray", fill = "red", alpha = .2) +
  scale_size_identity() +
  theme_bw() +
  xlim(c(-20, 20)) + 
  ylim(c(-5, 35)) +
  coord_fixed()