Đồ thị boxplot và barplot

Tài liệu biên soạn trong chuyên đề R Statistics

Câu 1

Bạn có dữ liệu đo trọng lượng của cây trồng theo các nghiệm thức ctrl, trt1 và trt2.

PlantGrowth

   weight group
1    4.17  ctrl
2    5.58  ctrl
3    5.18  ctrl
4    6.11  ctrl
5    4.50  ctrl
6    4.61  ctrl
7    5.17  ctrl
8    4.53  ctrl
9    5.33  ctrl
10   5.14  ctrl
11   4.81  trt1
12   4.17  trt1
13   4.41  trt1
14   3.59  trt1
15   5.87  trt1
16   3.83  trt1
17   6.03  trt1
18   4.89  trt1
19   4.32  trt1
20   4.69  trt1
21   6.31  trt2
22   5.12  trt2
23   5.54  trt2
24   5.50  trt2
25   5.37  trt2
26   5.29  trt2
27   4.92  trt2
28   6.15  trt2
29   5.80  trt2
30   5.26  trt2

Bạn hãy vẽ hình như sau.

Để phóng lớn hình ảnh, bạn right-click vào hình chọn Open image in new tab.

Bài tập này bao gồm các cơ chế:

• Cách vẽ nhiều đồ thị trên một khung hình (layout đồ thị)

• Cách chèn ký hiệu toán học trong Base R (?plotmath)

• Các lệnh tinh chỉnh đồ thị, scale limit và trích tọa độ vị trí các cột

TipĐáp án

Subset kết quả trọng lượng theo từng nghiệm thức

ctrl <- PlantGrowth$weight[PlantGrowth$group == "ctrl"]

trt1 <- PlantGrowth$weight[PlantGrowth$group == "trt1"]

trt2 <- PlantGrowth$weight[PlantGrowth$group == "trt2"]

Vẽ đồ thị

png(filename = "boxplot_barplot.png",
    width = 9,
    height = 3.5,
    units = "in",
    res = 300)

par(mfrow = c(1,3))
par(mar = c(3,4.1,4,2))

set.seed(3)

boxplot(ctrl, trt1, trt2,
        names = c("ctrl", "trt1", "trt2"),
        col = adjustcolor(c("coral",
                            "gold",
                            "springgreen"), 
                            alpha.f = 0.3),
        las = 1,
        ylab = "Weight (kg)",
        outline = F,
        notch = F,
        main = "Boxplot\nHiển thị data point và phân bố dữ liệu,\nbao gồm các khoảng phân vị và trung bình",
        ylim = c(3.5, 6.5),
        yaxs = "i",
        cex.main = 0.9)

points(x = jitter(rep(1, length(ctrl)),
                  factor = 5),
       y = ctrl,
       pch = 19,
       cex = 1.5,
       col = adjustcolor(col = "red", alpha.f = 0.4))

points(x = jitter(rep(2, length(trt1)),
                  factor = 5),
       y = trt1,
       pch = 17,
       cex = 1.5,
       col = adjustcolor(col = "blue", alpha.f = 0.4))

points(x = jitter(rep(3, length(trt2)),
                  factor = 5),
       y = trt2,
       pch = 15,
       cex = 1.5,
       col = adjustcolor(col = "darkgreen", alpha.f = 0.4))

###

points(x = 1,
       y = mean(ctrl),
       pch = 18,
       col = "purple",
       cex = 2)

points(x = 2,
       y = mean(trt1),
       pch = 18,
       col = "purple",
       cex = 2)

points(x = 3,
       y = mean(trt2),
       pch = 18,
       col = "purple",
       cex = 2)

legend(x = "bottomright",
       y = NULL,
       legend = c("MEAN"),
       col = "purple",
       pch = 18,
       pt.cex = 2
       )

#################
# THAM KHAO
# https://tuhocr.github.io/homework/template-do-thi-base-r-phan-1.html#barchart-mean-sd

aggregate(weight~group,
          data = PlantGrowth,
          FUN = mean) -> mean_tree


aggregate(weight~group,
          data = PlantGrowth,
          FUN = sd) -> sd_tree

df_tree <- cbind(mean_tree,
                 sd_tree[ , -1, drop = F])

names(df_tree)[c(2,3)] <- c("MEAN", "SD")

df_tree$count <- 10
df_tree$SE <- df_tree$SD / sqrt(df_tree$count)
 
a <- barplot(MEAN ~ group,
        data = df_tree,
        col = c("coral", "gold", "springgreen"),
        ylim = c(3.5, 6.5),
        xpd = F,
        xlab = "",
        yaxs = "i",
        las = 1,
        ylab = "Weight (kg)",
        main = "Barplot (MEAN \U00B1 SD)\nKhi ta chỉ lấy mẫu 1 lần, nếu có phân hạng Tukey thì\nthêm vào ký hiệu a, b, c ở trên mỗi cột trung bình",
        cex.main = 0.9)

box()

a

     [,1]
[1,]  0.7
[2,]  1.9
[3,]  3.1

arrows(x0 = a,
       x1 = a,
       y0 = df_tree$MEAN - df_tree$SD,
       y1 = df_tree$MEAN + df_tree$SD,
       code = 3,
       angle = 90,
       length = 0.1,
       lwd = 1)

#######################

b <- barplot(MEAN ~ group,
        data = df_tree,
        col = c("coral", "gold", "springgreen"),
        ylim = c(3.5, 6.5),
        xpd = F,
        xlab = "",
        yaxs = "i",
        las = 1,
        ylab = "Weight (kg)",
        main = "Barplot (MEAN \U00B1 SE)\nGiả định lấy mẫu lặp lại nhiều lần, SE chính là SD của\ncác trung bình của các lần lấy mẫu đó",
        cex.main = 0.9)

box()

text(x = 0.8,
     y = 6.2,
     labels = expression("SE"~"="~frac(SD, sqrt(n))),
     xpd = T,
     col = "blue",
     cex = 1.5)

b

     [,1]
[1,]  0.7
[2,]  1.9
[3,]  3.1

arrows(x0 = b,
       x1 = b,
       y0 = df_tree$MEAN - df_tree$SE,
       y1 = df_tree$MEAN + df_tree$SE,
       code = 3,
       angle = 90,
       length = 0.1,
       lwd = 1)


dev.off()

png 
  2