R 使用 ggplot2 geom_spoke 绘制膨胀方向箭头

Question

我正在尝试绘制膨胀方向（md$Swell.Dir 和 height(md$m) 以便结果是类似于下面的图形；

这是我使用 dput 的数据的一个小样本；

md <- structure(list(UTC = structure(1:6, .Label = c("01-Feb-17 1200", 
"01-Feb-17 1500", "01-Feb-17 1800", "01-Feb-17 2100", "02-Feb-17 0000", 
"02-Feb-17 0300", "02-Feb-17 0600", "02-Feb-17 0900", "02-Feb-17 1200", 
"02-Feb-17 1500", "02-Feb-17 1800", "02-Feb-17 2100", "03-Feb-17 0000", 
"03-Feb-17 0300", "03-Feb-17 0600", "03-Feb-17 0900", "03-Feb-17 1200", 
"03-Feb-17 1500", "03-Feb-17 1800", "03-Feb-17 2100", "04-Feb-17 0000", 
"04-Feb-17 0300", "04-Feb-17 0600", "04-Feb-17 0900", "04-Feb-17 1200", 
"04-Feb-17 1500", "04-Feb-17 1800", "04-Feb-17 2100", "05-Feb-17 0000", 
"05-Feb-17 0300", "05-Feb-17 0600", "05-Feb-17 0900", "05-Feb-17 1200", 
"05-Feb-17 1500", "05-Feb-17 1800", "05-Feb-17 2100", "06-Feb-17 0000", 
"06-Feb-17 0300", "06-Feb-17 0600", "06-Feb-17 0900", "06-Feb-17 1200", 
"06-Feb-17 1500", "06-Feb-17 1800", "06-Feb-17 2100", "07-Feb-17 0000", 
"07-Feb-17 0300", "07-Feb-17 0600", "07-Feb-17 0900", "07-Feb-17 1200", 
"07-Feb-17 1500", "07-Feb-17 1800", "07-Feb-17 2100", "08-Feb-17 0000", 
"08-Feb-17 0300", "08-Feb-17 0600", "08-Feb-17 0900", "08-Feb-17 1200", 
"08-Feb-17 1500", "08-Feb-17 1800", "08-Feb-17 2100", "09-Feb-17 0000"
), class = "factor"), SigWave.m = c(1.7, 1.7, 1.6, 1.6, 1.7, 
1.8), WindWave.Dir = c(140L, 141L, 142L, 180L, 150L, 150L), Metres = c(1.7, 
1.7, 1.6, 1.6, 1.7, 1.7), WindWave.s = c(5.8, 5.7, 5.7, 5.5, 
5.4, 5.4), Swell.Dir = c(17L, 18L, 24L, 11L, 12L, 12L), m = c(0.5, 
0.5, 0.5, 0.3, 0.2, 0.2), Wave1.Dir = c(137L, 137L, 137L, 137L, 
141L, 143L)), .Names = c("UTC", "SigWave.m", "WindWave.Dir", 
"Metres", "WindWave.s", "Swell.Dir", "m", "Wave1.Dir"), row.names = c(NA, 
6L), class = "data.frame")

首先，我将日期更改为正确的格式；

md$UTC <-as.POSIXct(md$UTC, format = "%d-%b-%y %H%M")

根据 geom_spoke 包；

“这是 geom_segment 的极坐标参数化。当你有描述方向和距离的 > 变量时，它很有用。”

由于我的膨胀方向是极化的，我相信 geom_spoke 是使用正确的 geom 函数。然而，下面的代码没有给我想要的结果，而且辐条没有极化方向。

ggplot(data = md) + geom_spoke(mapping = aes(x = UTC, y = m, angle = Swell.Dir, radius = 0.5 ))

这是 geom_spoke 函数的输出。

我在此处、此处和此处的这些链接上阅读了类似的问题，但尝试建议的解决方案并没有给我想要的结果。我认为我的问题可能在于 ggplot 如何计算 geom_segment 函数的 xend 参数，但我找到了解决这个问题的方法。

谢谢你的帮助。

Answer 1

看看这里的例子：http ://docs.ggplot2.org/current/geom_spoke.html

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您需要修改一些内容。

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1. 你如何定义角度。
   \n我认为现在的角度是以度为单位定义的，其中 0 度表示垂直向上（北）。但是，geom_spoke()代码使用sin()和cos()函数，其中角度以弧度定义。
   \n根据示例，直接向右（东）是 0 或 2*pi，向上（北）是 pi/2，向左（西）是 pi，向下（南）是 pi*1.5，等等。所以你需要将您的学位转换为适当的单位。（即（（-度+90）/360）*2*pi）

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2. 如何定义半径。
   \n 半径的显示方式取决于 x 轴和 y 轴的单位。请参阅：https ://github.com/tidyverse/ggplot2/blob/master/R/geom-spoke.r 如果 x 轴和 y 轴都以相同的单位定义，那么效果最好，因为这是假设的函数的数学。

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如果你真的想使用geom_spoke()，那么以下代码将帮助您完成大部分工作，但要知道，在将两个轴转换为相同单位之前，角度不会准确：

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library(ggplot2)\n\nmd <- data.frame(UTC = c("01-Feb-17 1200", "01-Feb-17 1500", "01-Feb-17 1800", "01-Feb-17 2100", "02-Feb-17 0000", "02-Feb-17 0300"), \n                 SigWave.m = c(1.7, 1.7, 1.6, 1.6, 1.7, 1.8), \n                 WindWave.Dir = c(140L, 141L, 142L, 180L, 150L, 150L), \n                 Metres = c(1.7, 1.7, 1.6, 1.6, 1.7, 1.7), \n                 WindWave.s = c(5.8, 5.7, 5.7, 5.5, 5.4, 5.4), \n                 Swell.Dir = c(17L, 18L, 24L, 11L, 12L, 12L), \n                 m = c(0.5, 0.5, 0.5, 0.3, 0.2, 0.2), \n                 Wave1.Dir = c(137L, 137L, 137L, 137L, 141L, 143L))\n\nmd$newdir <- ((-md$Swell.Dir+90)/360)*2*pi\n\nggplot(data = md, aes(x=UTC, y=m)) + \n  geom_point() + \n  geom_spoke(aes(angle=newdir), radius=0.05 )\n

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如果您愿意接受 的替代方案，那么您可以与 ANSI (unicode) 箭头符号一起geom_spoke()使用geom_text()\xe2\x86\x92来获得所需的输出：

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ggplot(data = md, aes(x=UTC, y=m)) + \n  geom_text(aes(angle=-Swell.Dir+90), label="\xe2\x86\x92")\n

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