如何用任意数据绘制R中的曲面图，即不是x​​和y的函数

Question

我正在尝试使用网格x和y轴在R数据中构建曲面图。 x轴从1到8变化，而y轴从-4到4变化。

以下是情节的数据：

   -4  -3  -2  -1   0   1   2  3   4
1 159 144 133 132 138 123  80 28 -22
2 153 135 121 122 160 162 110 50  -7
3 148 126 107 104 161 190 135 67   3
4 145 120  96  92 161 202 149 77   8
5 144 117  92  89 161 205 153 80  10
6 145 120  96  92 161 202 149 77   8
7 148 126 107 104 161 190 135 67   3
8 153 135 121 122 160 162 110 50  -7
9 159 144 133 132 138 123  80 28 -22

任何帮助都将受到高度赞赏。

Answer 1

latticeExtra::wireframe或rgl::persp3d都可以绘制3D曲面图。

z <- as.matrix(read.table(text='-4  -3  -2  -1   0   1   2  3   4
1 159 144 133 132 138 123  80 28 -22
2 153 135 121 122 160 162 110 50  -7
3 148 126 107 104 161 190 135 67   3
4 145 120  96  92 161 202 149 77   8
5 144 117  92  89 161 205 153 80  10
6 145 120  96  92 161 202 149 77   8
7 148 126 107 104 161 190 135 67   3
8 153 135 121 122 160 162 110 50  -7
9 159 144 133 132 138 123  80 28 -22', header=TRUE, check.names=FALSE))

首先，latticeExtra：

library(latticeExtra)
wireframe(z, scales=list(arrows=FALSE), xlab='x', ylab='y', drape=TRUE,
          col.regions=terrain.colors(10), at=seq(min(z), max(z), len=11))

有关如何指定视角的详细信息，请参阅?wireframe。

或者，persp3d包中的rgl可以生成可以使用鼠标旋转/缩放的3D曲面。

library(rgl)
persp3d(1:9, -4:4, z, col = "lightblue", xlab='x', ylab='y')

您还可以考虑使用热图/水平图：

lattice::levelplot(z, col.regions=terrain.colors, xlab='x', ylab='y', 
          scales=list(tck=1:0))

---

修改

如果您想提高图表的分辨率，可以使用akima来插入数据。

例如：

library(akima)

xyz <- transform(expand.grid(x=as.numeric(rownames(z)), 
                             y=as.numeric(colnames(z))), z=c(z))

z_interp <- interp(xyz$x, xyz$y, xyz$z)

xyz_interp <- transform(expand.grid(x=z_interp$x, y=z_interp$y), z=c(z_interp$z))

wireframe(z ~ x * y, data=xyz_interp, scales=list(arrows=FALSE),
          drape=TRUE, col.regions=terrain.colors(10), 
          at=seq(min(xyz_interp$z), max(xyz_interp$z), len=11))

使用参数xo和yo控制插值分辨率为interp。