热图中x轴上的对角线标注方向

Question

在R中创建热图已成为许多帖子,讨论和迭代的主题.我的主要问题是将格子levelplot()或基本图形中可用解决方案的视觉灵活性image()与基本heatmap(),pheatmap pheatmap()或gplots'的轻松聚类结合起来很棘手heatmap.2().这是我想要改变的一个小细节 - x轴上标签的对角线方向.让我告诉你我在代码中的观点.

#example data
d <- matrix(rnorm(25), 5, 5)
colnames(d) = paste("bip", 1:5, sep = "")
rownames(d) = paste("blob", 1:5, sep = "")

您可以使用levelplot()以下方法轻松更改方向到对​​角

require(lattice)
levelplot(d, scale=list(x=list(rot=45)))

但应用聚类似乎很痛苦.其他视觉选项也是如此,例如在热图单元格周围添加边框.

现在,转移到实际的heatmap()相关功能,聚类和所有基本视觉效果都非常简单 - 几乎不需要调整:

heatmap(d)

所以在这里:

require(gplots)
heatmap.2(d, key=F)

最后,我最喜欢的一个:

require(pheatmap)
pheatmap(d) 

但所有这些都无法旋转标签.手册pheatmap建议我可以使用grid.text自定义标签.真是太高兴 - 尤其是在聚类和更改显示标签的顺序时.除非我在这里遗漏了什么......

最后,还有一件旧货image().我可以旋转标签,一般来说它是最可定制的解决方案,但没有聚类选项.

image(1:nrow(d),1:ncol(d), d, axes=F, ylab="", xlab="")
text(1:ncol(d), 0, srt = 45, labels = rownames(d), xpd = TRUE)
axis(1, label=F)
axis(2, 1:nrow(d), colnames(d), las=1)

那么我该怎么做才能获得理想的,快速的热图,具有聚类和方向以及良好的视觉功能黑客攻击？我的最佳出价正在改变heatmap()或者pheatmap()不知何故,因为这两者似乎是调整中最通用的.但欢迎任何解决方案.

Answer 1

要修复pheatmap,你真正想做的就是pheatmap:::draw_colnames在调用中调整几个设置grid.text().这是使用的一种方法assignInNamespace().(它可能需要额外的调整,但你得到了图片;):

library(grid)     ## Need to attach (and not just load) grid package
library(pheatmap)

## Your data
d <- matrix(rnorm(25), 5, 5)
colnames(d) = paste("bip", 1:5, sep = "")
rownames(d) = paste("blob", 1:5, sep = "")

## Edit body of pheatmap:::draw_colnames, customizing it to your liking
draw_colnames_45 <- function (coln, ...) {
    m = length(coln)
    x = (1:m)/m - 1/2/m
    grid.text(coln, x = x, y = unit(0.96, "npc"), vjust = .5, 
        hjust = 1, rot = 45, gp = gpar(...)) ## Was 'hjust=0' and 'rot=270'
}

## For pheatmap_1.0.8 and later:
draw_colnames_45 <- function (coln, gaps, ...) {
    coord = pheatmap:::find_coordinates(length(coln), gaps)
    x = coord$coord - 0.5 * coord$size
    res = textGrob(coln, x = x, y = unit(1, "npc") - unit(3,"bigpts"), vjust = 0.5, hjust = 1, rot = 45, gp = gpar(...))
    return(res)}

## 'Overwrite' default draw_colnames with your own version 
assignInNamespace(x="draw_colnames", value="draw_colnames_45",
ns=asNamespace("pheatmap"))

## Try it out
pheatmap(d)

Answer 2

它比我的评论假设要复杂一点,因为heatmap为了绘制树形图而打破绘图区域,最后的绘图区域不是image您想要附加标签的图.

有一个解决方案虽然heatmap提供了一个add.expr参数,它在image绘制时计算表达式.人们还需要知道由于树状图排序而发生的标签的重新排序.最后一点涉及一些不优雅的黑客攻击,因为我将首先绘制热图以获取重新排序信息,然后使用它来正确地绘制热像图.

首先是一个例子 ?heatmap

 x  <- as.matrix(mtcars)
 rc <- rainbow(nrow(x), start = 0, end = .3)
 cc <- rainbow(ncol(x), start = 0, end = .3)
 hv <- heatmap(x, col = cm.colors(256), scale = "column",
               RowSideColors = rc, ColSideColors = cc, margins = c(5,10),
               xlab = "specification variables", ylab =  "Car Models",
               main = "heatmap(<Mtcars data>, ..., scale = \"column\")")

在这个阶段,标签是不是我们想要他们,但是hv包含了我们需要重新排序信息colnames的mtcars在其组件$colInd:

> hv$colInd
 [1]  2  9  8 11  6  5 10  7  1  4  3

你使用它就像你输出的那样order:

> colnames(mtcars)[hv$colInd]
 [1] "cyl"  "am"   "vs"   "carb" "wt"   "drat" "gear" "qsec" "mpg"  "hp"  
[11] "disp"

现在使用它以正确的顺序生成我们想要的标签:

 labs <- colnames(mtcars)[hv$colInd]

然后我们重新调用,heatmap但这次我们指定labCol = ""抑制列变量的标记(使用零长度字符串).我们还使用调用以text所需角度绘制标签.电话text是:

text(x = seq_along(labs), y = -0.2, srt = 45, labels = labs, xpd = TRUE)

这基本上就是你在问题中所拥有的.使用y您需要的值进行播放,将其调整为字符串的长度,以使标签不与image图形重叠.我们指定labels = labs按所需顺序传入我们想要的标签.整个text电话会被传递给不加add.expr引号.这是整个电话:

 hv <- heatmap(x, col = cm.colors(256), scale = "column",
               RowSideColors = rc, ColSideColors = cc, margins = c(5,10),
               xlab = "specification variables", ylab =  "Car Models",
               labCol = "",
               main = "heatmap(<Mtcars data>, ..., scale = \"column\")",
               add.expr = text(x = seq_along(labs), y = -0.2, srt = 45,
                               labels = labs, xpd = TRUE))

结果如下:

Answer 3

我也在寻找用heatmap旋转标签文本的方法.最终我设法找到了这个解决方案:

library(gplots)

library(RColorBrewer)

heatmap.2(x,col=rev(brewer.pal(11,"Spectral")),cexRow=1,cexCol=1,margins=c(12,8),trace="none",srtCol=45)

关键参数是srtCol(or srtRow for row labels),用于在gplots中旋转列标签.

Answer 4

2019 年 1 月 4 日发布的最新版本pheatmap(1.0.12)支持此参数。angle_col

#example data
d <- matrix(rnorm(25), 5, 5)
colnames(d) = paste("bip", 1:5, sep = "")
rownames(d) = paste("blob", 1:5, sep = "")

#update to latest version on CRAN
install.packages("pheatmap")
library("pheatmap")
pheatmap(d, angle_col = 45)

我在 GitHub 上创建了一个包，其中包含该heatmap.2函数的改进版本。这支持调整轴标签，包括srtCol传递给axis函数的参数。它可以从以下位置安装：https : //github.com/TomKellyGenetics/heatmap.2x

library("devtools")
install_github("TomKellyGenetics/heatmap.2x")
library("heatmap.2x")

heatmap.2x(d, scale = "none", trace = "none", col = heat.colors, srtCol = 45)

从 的2.12.1 版本开始gplots，该heatmap.2函数还支持该srtCol参数。

library("gplots")
heatmap.2(d, scale = "none", trace = "none", srtCol = 45)

Answer 5

使用lattice::levelplot和的解决方案latticeExtra::dendrogramGrob：

library(lattice)
library(latticeExtra)

示例数据：

d <- matrix(rnorm(25), 5, 5)
colnames(d) = paste("bip", 1:5, sep = "")
rownames(d) = paste("blob", 1:5, sep = "")

您必须定义行和列的树状图（在中内部计算heatmap）：

dd.row <- as.dendrogram(hclust(dist(d)))
row.ord <- order.dendrogram(dd.row)

dd.col <- as.dendrogram(hclust(dist(t(d))))
col.ord <- order.dendrogram(dd.col)

并将它们传递给dendrogramGrob的legend 参数levelplot。

我已经定义了一个新的主题与来自色彩RColorBrewer，和改性的细胞边界的宽度和颜色与border 和border.lwd：

myTheme <- custom.theme(region=brewer.pal(n=11, 'RdBu'))

levelplot(d[row.ord, col.ord],
          aspect = "fill", xlab='', ylab='',
          scales = list(x = list(rot = 45)),
          colorkey = list(space = "bottom"),
          par.settings=myTheme,
          border='black', border.lwd=.6,
          legend =
          list(right =
               list(fun = dendrogramGrob,
                    args =
                    list(x = dd.col, ord = col.ord,
                         side = "right",
                         size = 10)),
               top =
               list(fun = dendrogramGrob,
                    args =
                    list(x = dd.row,
                         side = "top"))))

您甚至可以使用该shrink参数按比例缩放像元大小。

levelplot(d[row.ord, col.ord],
          aspect = "fill", xlab='', ylab='',
          scales = list(x = list(rot = 45)),
          colorkey = list(space = "bottom"),
          par.settings=myTheme,
          border='black', border.lwd=.6,
          shrink=c(.75, .95),
          legend =
          list(right =
               list(fun = dendrogramGrob,
                    args =
                    list(x = dd.col, ord = col.ord,
                         side = "right",
                         size = 10)),
               top =
               list(fun = dendrogramGrob,
                    args =
                    list(x = dd.row,
                         side = "top"))))