使用地理坐标作为igraph r-package中的顶点坐标

Question

在R的igraph包中,我正在努力使用纬度/经度坐标作为图形的布局来绘制社交网络.

想象一下这个简单的例子:一个有4个节点的网络,你知道它们的地理位置和连接:

df<-data.frame("from" = c("Bob", "Klaus", "Edith", "Liu"), "to"= c("Edith", "Edith", "Bob", "Klaus"))

在这里你有节点的元数据,所以鲍勃住在纽约,柏林的克劳斯,巴黎的伊迪丝和北京的刘:

meta <- data.frame("name"=c("Bob", "Klaus", "Edith", "Liu"), "lon"=c(-74.00714, 13.37699, 2.34120, 116.40708),  "lat"=c(40.71455, 52.51607, 48.85693, 39.90469))

我们把g作为igraph对象......

g <- graph.data.frame(df, directed=T, vertices=meta)

...我们将布局定义为经度/纬度坐标

lo <- layout.norm(as.matrix(meta[,2:3]))
plot.igraph(g, layout=lo)

如果您使用这些(真实)地理坐标运行此示例,您将看到它相对于彼此正确的意义上的"相对"准确.但是,如果我绘制这样的坐标很多,那么世界笛卡尔地图看起来"伸展开来".

有没有办法可以在世界地图上绘制我的节点,以便坐标100%正确,我可以看到节点之间的连接？我真的想继续使用igraph包,因为当我想分析节点之间的链接时,它提供了我以后可能需要的许多功能.

Answer 1

解决方案的一个要素无疑是我在评论中提出的rescale = FALSE参数igraph::plot().OP问为什么ey得到一个空的情节呢？这是因为绘图区域仍然限制在[-1; 1]沿x和y轴的间隔.这是默认值igraph::plot().因此,我们需要给xlim = c(-180, 180)和ylim = c(-90, 90)参数.这已经给出了正确的定位.但是,如果我们的目标是生成一个带有世界地图的图形,也许最好将igraph图写入cairo SVG设备.然后我们将能够将地图放置在任何SVG编辑器中(例如Inkscape是一个很好的解决方案),我们仍然可以自由地缩放和编辑图形和标签.为此,igraph.plotting需要设置一些其他参数,但这已经是比例和美学.这是我用来生成SVG输出的代码:

#!/usr/bin/Rscript

require(igraph)
require(Cairo)

df <- data.frame("from" = c("Bob", "Klaus", "Edith", "Liu"), 
    "to" = c("Edith", "Edith", "Bob", "Klaus"))

meta <- data.frame("name" = c("Bob", "Klaus", "Edith", "Liu"), 
    "lon" = c(-74.00714, 13.37699, 2.34120, 116.40708), 
    "lat" = c(40.71455, 52.51607, 48.85693, 39.90469))

g <- graph.data.frame(df, directed = TRUE, vertices = meta)

lo <- layout.norm(as.matrix(meta[,2:3]))

dpi = 1.0
Cairo(file = 'map-graph.svg', type = "svg", 
    units = "in", 
    width = 4 / dpi, 
    height = 2 / dpi, 
    dpi = dpi)

plot.igraph(g, 
    layout = lo, 
    xlim = c(-180, 180), 
    ylim = c(-90, 90), 
    rescale = FALSE, 
    edge.curved = TRUE, 
    edge.arrow.size = 10 / dpi, 
    edge.arrow.width = 0.5 / dpi, 
    vertex.label.dist = 50 / dpi, 
    vertex.label.degree = 90 / dpi, 
    vertex.size = 200 / dpi, 
    vertex.label.cex = 21 / dpi,
    vertex.frame.color = NA, 
    vertex.label.color = '#FFFF00', 
    edge.color = '#FFFFFF',
    vertex.label.family = 'sans-serif',
    edge.width = 16 / dpi)

dev.off()

当igraph生成的SVG看起来很好时,我们可以在Inkscape中打开它.然后导入(Ctrl+i)地图以防它是pixmap; 或者如果它是矢量图形(例如PDF,SVG)则打开.手动缩放和定位地图以设置与SVG中的图形相同的比例(即直到点到达正确的位置) - 对于比例缩放,按住CtrlInkscape.以下是此方法的结果:

(地图图像可供维基共享资源的非商业性公共使用).

我认为igraph能够生成这样的数字,但这不是该软件的主要目标,因此它有其局限性.在某些时候,您可能会考虑使用一些专门用于执行此类操作的地理信息系统(GIS)软件.我对这些没有经验,但qgis可能值得一看.