r - R中同一时间序列图有多种颜色，可能吗？

Question

我正在致力于可视化一个由许多按时间测量的时间序列组成的数据集:1:2341。该数据的样本包含 2 个向量 V1, V2，其中每个向量代表一个时间序列。

dput(df2)
#I deleted some data because of the limited space.
#EDIT: I include only 200 line from the data frame

dput(df2[1:200,])
    structure(list(V1 = c(11489, 11495, 11409, 11441, 11413, 11434, 
11390, 11496, 11388, 11426, 11392, 11428, 11465, 11456, 11445, 
11501, 11543, 11465, 11435, 11430, 11484, 11468, 11503, 11476.25, 
11449.5, 11331, 11368, 11402, 11470, 11512, 11488, 11511, 11529, 
11442, 11483, 11474, 11424, 11504, 11548, 11537, 11464, 11448, 
11464, 11303, 11394, 11269, 11430, 11491, 11468, 11509, 11376, 
11438, 11547, 11452, 11471, 11448, 11425, 11420, 11489, 11457, 
11609, 11450, 11421, 11421, 11474, 11355, 11321, 11292, 11396, 
11320, 11184, 11266, 11335, 11424, 11225, 11279, 11179, 11286, 
11270, 11322, 11333, 11267, 11395, 11243, 11392, 11242, 11131, 
11341, 11285, 11245, 11255, 11257, 11261, 11255, 11293, 11297, 
11348, 11354, 11213, 11180, 11372, 11388, 11192, 11411, 11198, 
11271, 11150, 11268, 11309, 11349, 11330, 11285, 11112, 11328, 
11368, 11405, 11359, 11459, 11443, 11268, 11316, 11392, 11324, 
11366, 11328, 11354, 11305, 11331, 11397, 11305, 11452, 11275, 
11308, 11385, 11375, 11332, 11344, 11401, 11206, 11347, 11388, 
11374, 11349, 11279, 11427, 11455, 11500, 11289, 11330, 11418, 
11388, 11332, 11352, 11284, 11322, 11184, 11423, 11372, 11468, 
11456, 11397, 11567, 11418, 11415, 11386, 11426, 11303, 11351, 
11327, 11424, 11284, 11504, 11321, 11311, 11328, 11456, 11420, 
11511, 11263, 11461, 11491, 11264, 11405, 11358, 11434, 11445, 
11355, 11467, 11403, 11530, 11444, 11378, 11495, 11619, 11652, 
11669, 11590, 11793, 11772, 11744), V2 = c(6846, 6796, 6835, 
6761, 6870, 6798, 6800, 6848, 6824, 6834, 6812, 6820, 6857, 6841, 
6870, 6809, 6835, 6796, 6864, 6862, 6864, 6866, 6752, 6813, 6874, 
6848, 6856, 6816, 6784, 6864, 6821, 6867, 6810, 6835, 6828, 6802, 
6838, 6821, 6849, 6826, 6887, 6820, 6882, 6848, 6840, 6866, 6857, 
6872, 6823, 6873, 6852, 6880, 6806, 6824, 6841, 6844, 6847, 6874, 
6862, 6792, 6802, 6780, 6747, 6784, 6744, 6809, 6825, 6811, 6859, 
6802, 6866, 6853, 6724, 6863, 6830, 6827, 6818, 6885, 6855, 6707, 
6876, 6821, 6828, 6874, 6858, 6871, 6840, 6852, 6866, 6837, 6786, 
6884, 6837, 6831, 6845, 6807, 6878, 6827, 6840, 6850, 6870, 6885, 
6862, 6884, 6867, 6841, 6871, 6884, 6787, 6877, 6817, 6855, 6860, 
6803, 6863, 6779, 6883, 6864, 6866, 6824, 6797, 6867, 6859, 6886, 
6864, 6868, 6848, 6818, 6770, 6851, 6849, 6873, 6879, 6858, 6864, 
6849, 6866, 6880, 6838, 6881, 6828, 6849, 6880, 6838, 6833, 6856, 
6855, 6862, 6868, 6788, 6851, 6871, 6842, 6832, 6871, 6801, 6854, 
6830, 6871, 6887, 6830, 6880, 6833, 6842, 6849, 6857, 6894, 6871, 
6867, 6881, 6895, 6874, 6872, 6857, 6856, 6847, 6899, 6874.5, 
6850, 6902, 6887, 6883.5, 6880, 6862, 6873, 6884, 6879, 6874, 
6873.5, 6873, 6882.5, 6892, 7111, 7114.11111111111, 7117.22222222222, 
7120.33333333333, 7123.44444444444, 7126.55555555556, 7129.66666666667, 
7132.77777777778), Time = 1:200), row.names = c(NA, 200L), class = "data.frame")

上述两个向量中的每个向量都被另一个向量标记为类，因此class1和class2如下

#I can't dput class1 and class2 because of the limited space
> str(class1)
 num [1:2341] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 ...
> summary(class1)
   Min. 1st Qu.  Median    Mean 3rd Qu.    Max. 
   1.00    1.00    1.00    2.51    4.00    8.00 
> str(class2)
 num [1:2341] 2 2 5 2 2 2 5 5 2 2 ...
> summary(class2)
   Min. 1st Qu.  Median    Mean 3rd Qu.    Max. 
  1.000   1.000   4.000   4.922   8.000   8.000 
 

我可以成功绘制每个时间序列(对于每个向量 V1 和 V2)，并根据点的标签分别为其着色。

str(df2)
'data.frame':   2341 obs. of  3 variables:
 $ V1  : num  11489 11495 11409 11441 11413 ...
 $ V2  : num  6846 6796 6835 6761 6870 ...
 $ Time: int  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ...

 str(class1)
 num [1:2341] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 ...
 str(class2)
 num [1:2341] 2 2 5 2 2 2 5 5 2 2 ...

 
ggplot(df2, aes(x = Time, y = V1, colour = factor(class1), group = 1)) + 
+    geom_line()
ggplot(df2, aes(x = Time, y = V2, colour = factor(class2), group = 1)) + 
+    geom_line()

我的问题:如何将两个图连接到一个图中，以便让一个图包含两条曲线。此外，要将两个图中的每种颜色固定为同一类标签，要知道 class1 和 class2 都包含 1:8 之间的值。

注意:我知道可以使用ts.plot()在同一个图中绘制多个系列。我没有使用它，因为我不知道如何根据类标签校准颜色。此外，ts.plot() 最多接受 10 个系列，但我的原始数据更多!

Answer 1

一种方法是将所有变量合并到一个 data.frame 中，然后使用 tidyr 中的 pivot_longer。

library(tidyverse)
df2 <- df2 %>%
  mutate(class1 = class1,
         class2 = class2) %>%
  pivot_longer(-Time,names_to = c(".value","Series"),
               names_pattern = "(.+)([0-9]+$)")

df2
## A tibble: 432 x 4
#    Time Series     V class
#   <int> <chr>  <dbl> <fct>
# 1     1 1      11489 1    
# 2     1 2       6846 1    
# 3     2 1      11495 1    
# 4     2 2       6796 1    
# 5     3 1      11409 1    
# 6     3 2       6835 1    
# 7     4 1      11441 1    
# 8     4 2       6761 1    
# 9     5 1      11413 1    
#10     5 2       6870 1    
## … with 422 more rows

现在，每一行都包含给定时间单个系列的 V 变量和类变量。该系列已从变量名称的末尾提取，并通过 tidyr::pivot_longer 的 names_pattern 参数完成。

ggplot(df2, aes(x = Time, y = V, color = as.factor(class), group = Series)) +
  geom_line() + ylim(500,15000)

示例数据:

class1 <- factor(as.integer(cut(1:216,5)),levels = 1:8)
class2 <- factor(as.integer(cut(1:216,6)),levels = 1:8)