R ggplot2：我如何绘制一个隐式函数（只有一个级别的轮廓线）？ [英] R ggplot2: how do I plot an implicit function (contour line at just one level)?

问题描述

使用R，我想绘制一些数据点和它们的曲线（这是用神经网络训练的决策边界）。首先，我用普通的plot函数做了它，但现在我希望它看起来更加花哨，用 ggplot2 。

这就是没有ggplot时的样子（注意曲线特别是点不太相关）： imgur.com/IJf3N.pngalt =Image>

使用 ggplot 绘制点是没问题的，但现在我想添加一条曲线，它由以下函数描述：

  1.91 *（1 /（ 1 + exp（ - （23.50 + 12.64 * x-24.54 * y）））） -  1.95 *（1 /（1 + exp（ - （73.51-12.36 * x- 10.01 * y））））+ 0.98 = b $ b  

这是一个只有两个变量等于零的函数，例如3x-2y = 0。正如你所看到的，这个很难在ay = ...形式中重写，所以我想通过在等级= 0处使用等高线图来绘制等式。
它使用curve3d我的散点图：

  curve3d（1.91 *（1 /（1 + exp（ - （23.50 + 12.64 * x-24.54 * y ）））） -  1.95 *（1 /（1 + exp（ - （73.51-12.36 * x-10.01 * y））））+ 0.98 = 0，sys3d =contour，levels = 0，add = TRUE）
  

现在我真的想用 ggplot2 来实现相同的结果。我已经尝试了 stat_contour 图表，但它们似乎没有采用函数，并且不允许只选择一个级别。所以：

1. 有没有什么办法用方程形式绘制函数（如ax + by = 0但可能更复杂） code> ggplot ？


2. 我可以在geom_point ggplot 中添加这样一条曲线数据点？

编辑：这是重新创建我的数据的代码示例：

 ＃data 
 x1 < -  rorm（200,3,28）
 y1 < -  rorm（200,3， （100,3.35，.15）
 x2 < -  rnorm（100,3.45，.15）
 y2 < -  rorm（100,3.35，.15） ，15）
 y3 < -  rnorm（100,2.4，.15）
 
组<-c（rep（H，200），rep（A， （x1，x2，x3），y = c（y1，y2，y3），group = groups） 
 
＃工作ggplot 
 windows（）
 ggplot（data，aes（x = x，y = y））+ xlim（2,4）+ ylim（2， 4）+ geom_point（aes（color = group））+ scale_shape_manual（values = c（1,16））
 
＃我想用ggplot绘制的旧情节（1.50 *（1 /（1 + exp（ - （23.50 + 12.64 * x-24.54 * y）））） -  1.95 *（1 /（1 +（exp（ - （73.51-12.36 * x-10.01 * y））））+ 0.98，xlim = c（2,4），ylim = c（2,4），sys3d =contour，levels = 0，add = TRUE）
  

因此，对于这些数据，我想绘制 1.91 *（1 /（1 + EXP（ - （23.50 + 12.64 * X-24.54 * Y）））） - 1.95×（1 /（1 + EXP（ - （73.51-12.36 * X-10.01 * Y））） ）+ 0.98 = 0 （或任何其他隐式函数，如 5x + 2y = 0 ，而不必重写它）。

解决方案

tl; dr 您真正缺少的唯一东西是 breaks = 0 。
Base plot：

  g0 < -  ggplot（data，aes（x = x，y = y）） + xlim（2,4）+ ylim（2,4）+ 
 geom_point（aes（color = group））+ scale_shape_manual（values = c（1,16））
  

生成轮廓数据（不绘制任何东西）：

 <$ c （1+（1+（1+ exp（ - （23.50 + 12.64 * x-24.54 * y）））） -  
 1.95 *（1 / exp（ - （73.51-12.36 * x-10.01 * y））））+ 0.98，
 xlim = c（2,4），ylim = c（2,4），sys3d =none）
  

将数据重组为数据框：

<$ p $ （cc $ z）< - 列表（cc $ x，cc $ y）
mm< - reshape2 :: melt（cc $ z）
< code>

借助 breaks = 0

  g0 + geom_contour（data = mm，
 aes（x = Var1，y = Var2，z = value），breaks = 0，
 color =black）
  

Using R, I wanted to plot some datapoints and a curve over them (which is the decision boundary trained with neural network). First I did it with the normal plot functions, but now I want it to look more fancy using ggplot2.

This is what it looks like without ggplot (note the curve especially, the points are not too relevant):

Plotting the points with ggplot is no problem, but now I want to add the curve as well, which is described by the following function:

1.91*(1/(1+exp(-(23.50+12.64*x-24.54*y))))-1.95*(1/(1+exp(-(73.51-12.36*x-10.01*y)))) + 0.98 = 0

This is a just function with two variables equated to zero, like 3x-2y=0 for example. As you can see this one is difficult to rewrite in a y=... form, so that is why I would like to plot the equation by using a contour plot at level = 0. It worked using curve3d on top of my scatterplot:

curve3d(1.91*(1/(1+exp(-(23.50+12.64*x-24.54*y))))-1.95*(1/(1+exp(-(73.51-12.36*x-10.01*y)))) + 0.98 = 0, sys3d="contour",levels=0, add=TRUE)

Now I really want to use ggplot2 to achieve the same result. I've tried the stat_contour plots, but they don't seem to take functions and will not allow to choose only one level. So:

1. Is there any way to plot a function in equation form (like ax+by=0 but probably more complex) form using ggplot?
2. Can I add such a plotted curve to my geom_point ggplot with datapoints?

EDIT: here is a code example recreating my data:

# data
x1 <- rnorm(200,   3,    .28)
y1 <- rnorm(200,   3,    .28)
x2 <- rnorm(100, 3.45, .15)
y2 <- rnorm(100, 3.35, .15)
x3 <- rnorm(100, 3.3,  .15)
y3 <- rnorm(100, 2.4,  .15)

groups <- c(rep("H",200), rep("A",100), rep("B",100))
data <- data.frame(x = c(x1,x2,x3), y = c(y1,y2,y3), group = groups)

# the working ggplot
windows()
ggplot(data, aes(x=x,y=y)) +  xlim(2,4) + ylim(2,4) + geom_point(aes(color = group)) + scale_shape_manual(values=c(1,16))

# the old plot that I would like to plot with ggplot over the previous one with as well (doesn't work)
curve3d(1.91*(1/(1+exp(-(23.50+12.64*x-24.54*y))))-1.95*(1/(1+exp(-(73.51-12.36*x-10.01*y)))) + 0.98, xlim=c(2,4), ylim=c(2,4), sys3d="contour",levels=0, add=TRUE)

So with this data, I would like to plot the function 1.91*(1/(1+exp(-(23.50+12.64*x-24.54*y))))-1.95*(1/(1+exp(-(73.51-12.36*x-10.01*y)))) + 0.98 = 0 (or any other implicit function, like 5x+2y=0 without having to rewrite it).

解决方案

tl;dr the only thing you were really missing was breaks=0. Base plot:

g0 <- ggplot(data, aes(x=x,y=y)) +  xlim(2,4) + ylim(2,4) +
    geom_point(aes(color = group)) + scale_shape_manual(values=c(1,16))

Generate data for contour (without drawing anything):

cc <- emdbook::curve3d(1.91*(1/(1+exp(-(23.50+12.64*x-24.54*y))))-
              1.95*(1/(1+exp(-(73.51-12.36*x-10.01*y)))) + 0.98,
              xlim=c(2,4), ylim=c(2,4), sys3d="none")

Reorganize data into a data frame:

dimnames(cc$z) <- list(cc$x,cc$y)
mm <- reshape2::melt(cc$z)

Draw with breaks=0

g0 + geom_contour(data=mm,
                  aes(x=Var1,y=Var2,z=value),breaks=0,
                  colour="black")

这篇关于R ggplot2：我如何绘制一个隐式函数（只有一个级别的轮廓线）？的文章就介绍到这了，希望我们推荐的答案对大家有所帮助，也希望大家多多支持IT屋！