Rで一つのグラフに複数のグラフを重ねる - その他の方法

Rで一つのグラフに複数のグラフを重ねる

Rのプログラミングにおいて、一つのグラフ上に複数のグラフを重ねて表示することは、データの比較や関係性を可視化するために有用な手法です。この処理は主に plot 関数や ggplot2 パッケージを用いて行われます。

基本的な考え方

• データの準備: 描画したいデータフレームや行列を用意します。
• グラフの作成: plot 関数や ggplot2 パッケージを用いて個々のグラフを作成します。
• 重ね合わせ: par 関数や gridExtra パッケージなどのツールを使って、複数のグラフを一つの画面に配置します。

plot関数を使った方法

# データの準備
x <- 1:10
y1 <- x^2
y2 <- x^3

# グラフの作成
plot(x, y1, type = "l", col = "red")
lines(x, y2, col = "blue")

• plot 関数で最初のグラフを描画します。
• lines 関数で2つ目のグラフを重ねて描画します。

ggplot2を使った方法

library(ggplot2)

# データの準備
df <- data.frame(x = 1:10, y1 = x^2, y2 = x^3)

# グラフの作成
ggplot(df, aes(x = x)) +
  geom_line(aes(y = y1), color = "red") +
  geom_line(aes(y = y2), color = "blue")

• ggplot 関数で基本的なグラフを作成します。
• geom_line 関数を2回使用して、異なるデータを異なる色で描画します。

複数のグラフを並べる方法

• par関数: par(mfrow = c(行数, 列数)) でグラフの配置を設定します。
• gridExtraパッケージ: grid.arrange() 関数で複数のグラフをレイアウトします。
• cowplotパッケージ: plot_grid() 関数で柔軟なレイアウトが可能です。

注意点

• グラフの軸スケールやラベルが適切であるか確認してください。
• データの量や種類に応じて、適切なグラフの種類を選択してください。
• グラフの見やすさを考慮して、色や線の太さなどを調整してください。

拡張

• ggplot2 パッケージには、ファセット機能 (facet_wrap, facet_grid) を使用して、複数のグラフを一つの画面に効率的に配置する方法もあります。
• cowplot パッケージは、複数のグラフの組み合わせやカスタマイズに優れた機能を提供します。

# データの準備
x <- 1:10
y1 <- x^2
y2 <- x^3

# グラフの作成
plot(x, y1, type = "l", col = "red", ylim = c(0, 100))  # y軸の範囲を指定
lines(x, y2, col = "blue")

• データの準備: x に1から10までの数値、y1 に x の二乗、y2 に x の三乗を代入します。
• グラフの作成:
  • plot(x, y1, type = "l", col = "red", ylim = c(0, 100)): x と y1 のデータを線グラフ (type = "l") でプロットし、線の色を赤 (col = "red") に設定します。また、y軸の範囲を0から100に指定します (ylim = c(0, 100))。
  • lines(x, y2, col = "blue"): x と y2 のデータを同じグラフ上に線グラフとして重ね描きし、線の色を青 (col = "blue") に設定します。

library(ggplot2)

# データの準備
df <- data.frame(x = 1:10, y1 = x^2, y2 = x^3)

# グラフの作成
ggplot(df, aes(x = x)) +
  geom_line(aes(y = y1), color = "red") +
  geom_line(aes(y = y2), color = "blue")

• ライブラリの読み込み: ggplot2 パッケージを読み込みます。
• データの準備: x, y1, y2 のデータをデータフレーム df に格納します。
• グラフの作成:
  • ggplot(df, aes(x = x)): データフレーム df を基に、x軸を x 列として設定します。
  • geom_line(aes(y = y1), color = "red"): y1 列のデータを線グラフとして描き、線の色を赤に設定します。

説明

• 両方の方法で、同じx軸に対して異なるy軸のデータを一つのグラフに重ねて表示しています。
• plot 関数はベースRの関数で、シンプルですがカスタマイズ性に制限があります。
• ggplot2 パッケージはより柔軟で高度なグラフ作成が可能です。

注意:

• グラフの見やすさを考慮して、軸ラベル、凡例、タイトルなどを適切に追加してください。
• データのスケールが大きく異なる場合は、軸のスケールを調整する必要があります。
• グラフの種類やデータに応じて、適切な重ね合わせ方法を選択してください。

par(new=T)による重ね描き

# データの準備
x <- 1:10
y1 <- x^2
y2 <- x^3

# グラフの作成
plot(x, y1, type = "l", col = "red", ylim = c(0, 100))
par(new = T)  # 新しいグラフを重ねる設定
plot(x, y2, type = "l", col = "blue", axes = FALSE, xlab = "", ylab = "")
axis(side = 4)  # 右側のy軸を追加

• par(new = T) で新しいグラフを重ねるモードにします。
• axes = FALSE, xlab = "", ylab = "" で軸とラベルを非表示にします。
• axis(side = 4) で右側のy軸を追加します。

軸の調整と重ね描き

# データの準備
x <- 1:10
y1 <- x^2
y2 <- x^3 * 0.1  # y2のスケールを調整

# グラフの作成
plot(x, y1, type = "l", col = "red", ylim = c(0, 100))
par(new = T)
plot(x, y2, type = "l", col = "blue", axes = FALSE, xlab = "", ylab = "")
axis(side = 4)

• y2 のスケールを調整して、同じグラフ内に収まるようにします。

facet_wrapによる分割表示

library(ggplot2)

# データの準備
df <- data.frame(x = rep(1:10, 2), y = c(x^2, x^3), group = rep(c("y1", "y2"), each = 10))

# グラフの作成
ggplot(df, aes(x = x, y = y)) +
  geom_line() +
  facet_wrap(~ group, ncol = 1)

• データをグループ分けして、複数のグラフを一つの画面に並べます。

gridExtraパッケージによるレイアウト

library(ggplot2)
library(gridExtra)

# グラフの作成
p1 <- ggplot(data.frame(x = 1:10, y = x^2), aes(x, y)) + geom_line(color = "red")
p2 <- ggplot(data.frame(x = 1:10, y = x^3), aes(x, y)) + geom_line(color = "blue")

# グラフの配置
grid.arrange(p1, p2, ncol = 1)

• gridExtra パッケージを使って、複数のグラフを自由にレイアウトできます。

• グラフの要素（軸ラベル、凡例、タイトルなど）を適切に設定して、視認性を向上させます。
• データのスケールや分布に合わせて、グラフの種類や軸の範囲を調整します。
• 色や線の太さなどを使って、グラフを分かりやすく表現します。