ggplot2::geom_spokeで線分(スポーク)を描く

見つけたのでメモ。こういうのがさくっと描けます:

geom_spokeとは

ある座標点(x, y)から，向き(angle)と半径(radius)を指定することで線分(segment)を描くものです。似たようなものとして，geom_segmentがありますが，こちらは座標の開始点(x, y)と終了点(xend, yend)を指定するのが違いです。

というかgeom_spokeは受け取ったデータのangleとradiusからxendとyendを算出し，GeomSegmentをベースに組み立ててるんだと思います。

使い方

参考ドキュメント

ggplot2の公式サイトにある，以下のドキュメントを参照してください:

Line segments parameterised by location, direction and distance — geom_spoke • ggplot2

また，基本はgeom_segmentなので，そちらのドキュメントも参照するとなおいいかと:

Line segments and curves — geom_segment • ggplot2

基本的な使い方

前準備としてライブラリ読み込みと使うデータを準備

library(dplyr)
library(tidyr)
library(ggplot2)

df <- crossing(x = 1:5, y = 1:4) %>% 
  mutate(angle = runif(20, 0, 2 * pi)) %>% 
  mutate(speed = rnorm(20, 0.4, 0.2) + 0.3) %>% 
  mutate(label = LETTERS[1:20])

では，このデータを使って早速プロットしてみます:

g <- ggplot(df, aes(x, y))

g + geom_spoke(aes(angle = pi, radius = 0.5)) +
   geom_point()

このように，aes()でangleとradiusを指定すると，その角度とその半径で線分が描かれます。もちろん変数で指定するのもOKです:

g + geom_spoke(aes(angle = angle, radius = speed)) +
  geom_label(aes(label = label))

今回はついでに各開始点にgeom_labelでラベルを重ねました。あと，矢印にもできます:

g + geom_spoke(aes(angle = angle, radius = speed), arrow = arrow()) +
  geom_label(aes(label = label))

矢印に関しては，上述したgeom_segmentのドキュメント，もしくは?arrowを参照してください。

応用例

私の方でちょっと遊んでみます。

# データを編集
df2 <- df %>% 
  mutate(x_rnd = rnorm(20, 3, 1)) %>% 
  mutate(y_rnd = rnorm(20, 3, 1)) %>% 
  mutate(group = case_when(
    between(angle, 0, pi/2) ~ "右上",
    between(angle, pi/2, pi) ~ "左上",
    between(angle, pi, pi*3/2) ~ "左下",
    between(angle, pi*3/2, pi*2) ~ "右下"
  ))

# 色々加えてみる
ggplot(df2, aes(x_rnd, y_rnd, group = group)) + 
  geom_spoke(aes(angle = angle, radius = speed, color = group),
                arrow = arrow(length = unit(df2$speed * 0.04, "npc"))) +
  geom_label(aes(label = label, color = group), show.legend = FALSE)

このような感じとなります。活用例としては，気象データの風の可視化や，人の動きの可視化など，いろいろあると思います。色々試してみてください。

Enjoy!