ggplot2：无法使用geom_ribbon在相交线之间着色区域

Question

我处理来自所有50个州的数据。我试图绘制小的多线图，其中一条线是状态（蓝色），另一条线是全国平均值（灰色）。

以下是缅因州的一个例子：

以下是我的缅因州数据框架：

我试图遮蔽状态线低于全国平均红色的区域以及高于绿色的区域。

我已使用geom_ribbon遮挡区域并获得一种颜色（比例不同）：

然而，当状态线越过国界线时，我正在努力寻找改变填充的方法。

当我运行此代码时：

ggplot(states, aes(x = year, group=1)) + 
  geom_line(aes(y = ttc_avg),colour='#006f91') +
  geom_line(aes(y = nat_avg), colour='#666666') +
  geom_ribbon(aes(x=year, ymin = nat_avg, ymax = ttc_avg, fill=ttc_avg > nat_avg)) +
  scale_fill_manual(values=c("green", "red"), name="fill") +
  facet_wrap(~state)

我收到Aesthetics can not vary with a ribbon.

的错误消息

解决这个问题的最佳方法是什么？我应该使用geom_ribbon还是其他ggplot2函数？

Answer 1

有一些解决方法，但看起来你可能会为每个州提供这些值，并使用facet来组织它们。在这种情况下，让我们尝试将其作为＆＃34; tidy＆＃34;尽可能。在这个构造的假数据中，为了简单起见，我改变了你的变量名，但概念是一样的。

library(dplyr)
library(purrr)
library(ggplot2)

temp.grp <- expand.grid(state = sample(state.abb, 8), year = 2008:2015) %>% 
              # sample 8 states and make a dataframe for the 8 years
  group_by(state) %>% 
  mutate(sval = cumsum(rnorm(8, sd = 2))+11) %>% 
              # for each state, generate some fake data
  ungroup %>% group_by(year) %>% 
  mutate(nval = mean(sval))
              # create a "national average" for these 8 states

head(temp.grp)

Source: local data frame [6 x 4]
Groups: year [1]

   state  year      sval     nval
  <fctr> <int>     <dbl>    <dbl>
1     WV  2008 15.657631 10.97738
2     RI  2008 10.478560 10.97738
3     WI  2008 14.214157 10.97738
4     MT  2008 12.517970 10.97738
5     MA  2008  9.376710 10.97738
6     WY  2008  9.578877 10.97738

这绘制了两条丝带，一条在全国平均线之间，以较小者为准，全国平均值或州值。这意味着当全国平均值较低时，它基本上是一个高度为0的带状物。当全国平均值较高时，带状物在全国平均值和较低的州值之间。

另一个色带与此相反，当状态值较小时为0高度，当状态值较高时，在两个值之间拉伸。

ggplot(temp.grp, aes(year, nval)) +  facet_wrap(~state) +
  geom_ribbon(aes(ymin = nval, ymax = pmin(sval, nval), fill = "State lower")) +
  geom_ribbon(aes(ymin = sval, ymax = pmin(sval, nval), fill = "State higher")) +
  geom_line(aes(linetype = "Nat'l Avg")) +
  geom_line(aes(year, sval, linetype = "State")) +
  scale_fill_brewer(palette = "Set1", direction = -1)

这大部分都有效，但你可以看到交叉点发生时有点奇怪，因为它们并没有完全交叉在x年值：

为了解决这个问题，我们需要沿着每个线段进行插值，直到这些间隙变得难以区分。我们将purrr::map_df用于此目的。我们首先将split数据放入数据帧列表中，每个状态一个。然后我们沿着该列表map创建一个数据帧：1）插值年份和状态值，2）插值年份和全国平均值，以及3）每个州的标签。

temp.grp.interp <- temp.grp %>% 
  split(.$state) %>% 
  map_df(~data.frame(state = approx(.x$year, .x$sval, n = 80), 
                     nat = approx(.x$year, .x$nval, n = 80), 
                     state = .x$state[1]))
head(temp.grp.interp)

   state.x  state.y    nat.x    nat.y state
1 2008.000 15.65763 2008.000 10.97738    WV
2 2008.089 15.90416 2008.089 11.03219    WV
3 2008.177 16.15069 2008.177 11.08700    WV
4 2008.266 16.39722 2008.266 11.14182    WV
5 2008.354 16.64375 2008.354 11.19663    WV
6 2008.443 16.89028 2008.443 11.25144    WV

approx函数默认返回名为x和y的列表，但我们将其强制转换为数据框，并使用state =和{{1}重新标记它参数。请注意，插值年份在每一行中都是相同的值，因此我们可以在此时丢弃其中一列。我们也可以重命名列，但我会不管它。

现在我们可以修改上面的代码来处理这个新创建的插值数据帧。

nat =

现在十字路口更干净了。此解决方案的解析由ggplot(temp.grp.interp, aes(nat.x, nat.y)) + facet_wrap(~state) + geom_ribbon(aes(ymin = nat.y, ymax = pmin(state.y, nat.y), fill = "State lower")) + geom_ribbon(aes(ymin = state.y, ymax = pmin(state.y, nat.y), fill = "State higher")) + geom_line(aes(linetype = "Nat'l Avg")) + geom_line(aes(nat.x, state.y, linetype = "State")) + scale_fill_brewer(palette = "Set1", direction = -1) 的两次调用的n =个参数控制。