R可視化：圖片為背景的氣泡地圖

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作者：嚕啦啦啦啦 統計學出身 R語言中文社區專欄作者

知乎ID：

https://www.zhihu.com/people/shen-chang-43

前言

關於氣泡地圖bubble map 是一種很常見的地理位置信息相關的很常見的可視化圖，可同時傳遞多維度信息，用氣泡的位置傳遞物理位置信息，氣泡的大小表示變量1值的大小，氣泡的顏色可以標識變量2的大小/類別，可以用

bubble map一般是通過導入.shp的地圖數據來完成的，但很多情況下，標準的地圖數據是很難獲得的，只有圖片形式的的圖片，這時候為了繪製bubble map 就需要導入外部圖片為ggplot的背景。下面以澳大利亞圖片地圖為例，展示這種情況下bubble map的畫法，因為是網絡圖受版權保護，在實際操作中可以選擇更清晰高質量的背景圖。

本文包含五部分內容：

• 圖片背景加載到ggplot和plotly圖中
• 使用ggplot2繪製圖片為背景的氣泡地圖
• 使用gganimate生成氣泡gif圖
• 使用plotly製作圖片為背景的可視化地圖
• 製作plotly的交互api並放入彙報中

1library("pacman")#加載包輔助包
2p_load(ggplot2, EBImage, jpeg, ggpubr, plotly)
3P_load(ggthemr)#配色主題包
4p_load(gganimate, animation)#製作動圖
5devtools::install_github("thomasp85/gganimate")

首先通過模擬生成用於作圖的數據:

1data_map2colnames(data_map) 3data_map[,"class"]4data_map[,"name"]5data_map[,"lon"]6data_map[,"lat"]7data_map[,1:19]

模擬生成的繪圖數據

數據整形（melt）之後完成繪圖過程，在layout裡使用經緯度（lon/lat）為x,y軸座標。aes裡的colour是用來區分類目的，size實現氣泡效果,theme 函數用來隱藏座標軸。

 1ggthemr('dust')
 2img 3data_map_ 4p_bm 5 background_image(img)+xlim(0,10)+ylim(0,10)+
 6 geom_point()+
 7 theme(axis.line=element_blank(),axis.text.x=element_blank(),
 8 axis.text.y=element_blank(),axis.ticks=element_blank(),
 9 axis.title.x=element_blank(),
10 axis.title.y=element_blank(),
11 panel.background=element_blank(),panel.border=element_blank(),panel.grid.major=element_blank(),
12 panel.grid.minor=element_blank(),plot.background=element_blank(),
13 text=element_text(family="STKaiti",size=9))+
14 #scale 標準化size的大小
15 scale_size(range = c(2,20))+
16 labs(colour='不同類',size = "人口數")+
17 ggtitle("澳大利亞人口數")
18

製造動態氣泡圖

ggplot2裡有生成gif的輔助包gganimate，步驟如下，但要注意的是，這個過程會對圖片進行壓縮，導致清晰度受影響，更加適合簡單的圖表gif。業務要求高的情況下，可以使用ps來生成gif

 1#製作動圖
 2pp 3 background_image(img)+xlim(0,10)+ylim(0,10)+
 4 geom_point()+
 5 theme(axis.line=element_blank(),axis.text.x=element_blank(),
 6 axis.text.y=element_blank(),axis.ticks=element_blank(),
 7 axis.title.x=element_blank(),
 8 axis.title.y=element_blank(),
 9 panel.background=element_blank(),panel.border=element_blank(),panel.grid.major=element_blank(),
10 panel.grid.minor=element_blank(),plot.background=element_blank(),
11 text=element_text(family="STKaiti",size=9))+
12 scale_size(range = c(2,20))+
13 labs(title = 'time: {frame_time}', x = '', y = '',colour='不同類',size = "人口數")
14 transition_time(as.Date(variable)) +
15 ease_aes('linear');p
16animate(p, nframes = 24, renderer = gifski_renderer("gganim.gif"))
17

plotly交互效果圖

plotly庫實現圖片背景的形式是在layout函數中賦值image參數，但需要注意的是,目前只接受html格式的圖片,用本地圖片做背景可以將圖片上傳到公共訪問的網站上，這個案例中我使用的方法是將本地圖片上傳到github裡面的repo，source 引用圖片的網址。交互圖可以在圖片工作區直接存儲成為本地html，也可以生成api

 1data_map_$class 2p  3 type = "scatter",mode = 'markers',
 4 text = paste("類別: ", data_map_[1:5,"class"],
 5 "
人口數: ", data_map_[1:5,"value"],
 6 "
地區：",data_map_[1:5,"name"])) %>%
 7 layout(
 8 images = list(
 9 list(source = "https://raw.githubusercontent.com/diana12333/daxing/master/3be045e7b19a803485464c9fea3b3f1c.png",
10 xref = "x",
11 yref = "y",
12 x = 0.5,
13 y = 10.1,
14 sizex = 10,
15 sizey = 10,
16 sizing = "stretch",
17 opacity = 0.8,
18 layer = "below"
19 )),
20 xaxis = list(showgrid = F,range = c(0, 10)), yaxis = list(showgrid = F,range = c(0, 10)))
21p
22chart_link = api_create(p, filename="example_plotly",sharing = "public")

生成的api如下

https://plot.ly/~dianashen/9/#/

（詳情請打開瀏覽器輸入網址查看）

注：獲得API前，需要申請plotly賬號在api設置裡獲得api key，申請網址：Make charts and dashboards online，然後保存證書許可證。

1Sys.setenv("plotly_username"="your_plotly_username")
2Sys.setenv("plotly_api_key"="your_api_key")

參考文獻：

Getting Started with Plotly for R

（https://plot.ly/r/getting-started/）

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