R | ggplot2 | Density Plot (밀도 플롯)

 

 

Density Plot , 밀도 플롯은 숫자형 변수(연속형)의 분포를 볼 때 유용하다.

Density Plot은 히스토그램의 평활화 버전으로 데이터의 분포를 근사적으로 파악하는 데 도움을 줌.

 

 ggplot2  패키지에서는 Density Plot을 그리기 위해서  geom_density( ) 함수를 제공한다. 

geom_density(
  mapping = NULL,
  data = NULL,
  stat = "density",
  position = "identity",
  ...,
  na.rm = FALSE,
  orientation = NA,
  show.legend = NA,
  inherit.aes = TRUE,
  outline.type = "upper"
)

 

· 주요 Argument 

	사용 방법	설명
adjust	adjust = n	밀도 곡선의 평활성 설정,  숫자가 작을 수록 울퉁불퉁해짐
position	position = "identity"	stack, fill, identity, dodge
fill	1) aes(fill = 변수) 2) geom_density(aes(), fill = "컬러코드")
color	밀도 곡선 색상 1) aes( color = 변수) 2) geom_density(aes(), color = "컬러코드")
size	밀도 곡선 두께  size = 1
alpha	alpha =  n	0 <= n <= 1, 0으로 갈수록 투명해짐

 

 

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00. 사용 데이터 

·데이터는 ggplot2 패키지 데이터 셋인 'diamonds' 사용 

library(ggplot2) # 패키지 로드

df <- diamonds
df %>% str()
df %>% head()

 

 

 

01. 기본 Density Plot 

·diamonds의 carat의 분포

library(ggthemes) #theme_economist 테마를 사용하기 위한 library


ggplot(diamonds) +
  geom_density(aes(x =carat), size = 1)+
    labs(title = "기본 Density Plot")+
    theme_economist() +
    theme(plot.title=element_text(family="nanumgothic", face="bold", size=15),
          axis.text=element_text(family="nanumgothic", face="bold", size=10),
          legend.position='bottom')

 

 

 

02. adjust 조정 Density Plot 

1) adjust = 0.2

ggplot(diamonds) +
  geom_density(aes(x =carat), size = 1, adjust = 1/5)+
    labs(title = "adjust = 0.2")+
    theme_economist() +
    theme(plot.title=element_text(family="nanumgothic", face="bold", size=15),
          axis.text=element_text(family="nanumgothic", face="bold", size=10),
          legend.position='bottom')

2) adjust = 5

ggplot(diamonds) +
  geom_density(aes(x =carat), size = 1, adjust = 5)+
    labs(title = "adjust = 5")+
    theme_economist() +
    theme(plot.title=element_text(family="nanumgothic", face="bold", size=15),
          axis.text=element_text(family="nanumgothic", face="bold", size=10),
          legend.position='bottom')

 

 

 

 

03. color 변경 

· diamonds 데이터 셋의 depth의 분포를 cut(범주형 변수)별로 곡선의 색상을 달리하여 plotting

 

ggplot(diamonds) +
  geom_density(aes(x =depth, color = cut), size = 0.8)+
    xlim(55,70)+  # X축의 범위를 55에서 70사이로 설정
    labs(title = "color = cut")+
    theme_economist() +
    scale_color_manual(values = economist_pal(fill = TRUE)(5))+ # 선 색상 팔레트를 사용하여 지정
    theme(plot.title=element_text(family="nanumgothic", face="bold",
                                   hjust=0.5, vjust=-2, size=15),
          axis.text=element_text(family="nanumgothic", face="bold", size=9),
          legend.text = element_text(family="nanumgothic", size=9),
          legend.position='right')

 

 

 

04. fill 색상 지정

· 위에 color = cut으로 지정한 그래프에 fill = cut을 추가하여 plotting

 

ggplot(diamonds) +
  geom_density(aes(x =depth, color = cut, fill = cut), size = 0.8, alpha = .5)+
    xlim(55,70)+
    labs(title = "color = cut & fill = cut")+
    theme_economist() +
    scale_color_manual(values = economist_pal(fill = TRUE)(5))+
    scale_fill_manual(values =economist_pal(fill = TRUE)(5))+
    theme(plot.title=element_text(family="nanumgothic", face="bold",
                                   hjust=0.5, vjust=-2, size=15),
          axis.text=element_text(family="nanumgothic", face="bold", size=9),
          legend.text = element_text(family="nanumgothic", size=9),
          legend.position='right')

 

 

 

 

05. 누적 밀도 그래프 (position ="stack")

·  carat 변수를 cut 변수에 따라 누적 밀도 그래프로 plotting

·  position = "stack" 사용 

 

ggplot(diamonds) +
  geom_density(aes(x =carat, fill = cut), 
               position = "stack", alpha = .6)+
    labs(title = "position = 'stack'")+
    
    theme_economist() +
    scale_fill_manual(values =economist_pal(fill = TRUE)(5))+
    theme(plot.title=element_text(family="nanumgothic", face="bold",
                                   hjust=0.5, vjust=-2, size=15),
          axis.text=element_text(family="nanumgothic", face="bold", size=9),
          legend.text = element_text(family="nanumgothic", size=9),
          legend.position='right')

 

 

 

 

06. 누적 밀도 그래프를 비율로 (position ="fill")

·  carat 변수를 cut 변수에 따라 누적 밀도 그래프를 그리 돼, Y축을  0에서 1사이의 누적 비율로 표현

·  position = "fill" 사용 

 

ggplot(diamonds) +
  geom_density(aes(x =carat, fill = cut), 
               position = "fill", 
               color = NA, alpha = .6)+
    labs(title = "position = 'fill'")+
    theme_economist() +
    scale_fill_manual(values =economist_pal(fill = TRUE)(5))+
    theme(plot.title=element_text(family="nanumgothic", face="bold",
                                   hjust=0.5, vjust=-2, size=15),
          axis.text=element_text(family="nanumgothic", face="bold", size=9),
          axis.title =element_text(family="nanumgothic", face="bold", size=7, 
                                   hjust = 0.5, vjust = 4),
          legend.text = element_text(family="nanumgothic", size=9),
          legend.position='right')

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

참고 문헌(reference)

참고 서적 / 위키북스|Must Learning with R (개정판)

https://wikidocs.net/book/4315

Must Learning with R (개정판)

 

참고 사이트 

https://ggplot2.tidyverse.org/reference/geom_density.html

Smoothed density estimates — geom_density

https://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=regenesis90&logNo=222207696585&categoryNo=0&parentCategoryNo=0 

[R] ggplot(), geom_density() (1) 밀도 플롯 기본 : 밀도곡선 그래프로 데이터 빈도 분포 시각화(density curv