Изучаем данные ВОЗ

Продолжение

Barplot для визуализации номинативных данных

Данные Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) будут использованы в качестве иллюстрации к положениям, изложенным в книге Garrett Grolemund и Hadley Wickham “R for Data Science”. Web-версия в свободном доступе

Файл с данными, используемый для изучения материалов книги, собран с использованием пакета WHO. Создание файла описано ранее

Будут использованы пакеты, включенные в tidyverse

library(tidyverse)

Загружаем используемый файл

WHOData <- read.csv("WHOData.csv")
glimpse(WHOData)
## Observations: 181
## Variables: 10
## $ country                         <fctr> Bosnia and Herzegovina, Botsw...
## $ worldbankincomegroup            <fctr> Upper-middle-income, Upper-mi...
## $ PerCapitaTotalHealthExpenditure <dbl> 957.40, 870.84, 6468.50, 472.6...
## $ region                          <fctr> Europe, Africa, Europe, Weste...
## $ LifeExpectancy                  <dbl> 77.4, 65.7, 83.4, 69.4, 70.9, ...
## $ AdolescentBirthRate             <dbl> 11.0, 39.0, 2.0, 32.6, 56.0, 1...
## $ ContraceptivePrevalence         <dbl> 45.8, 52.8, 82.0, NA, 60.3, 63...
## $ LowBirthWeight                  <int> 5, 13, 6, 18, 13, 4, 14, 27, 5...
## $ LiteracyRate                    <int> 98, 85, NA, NA, 74, 100, 61, N...
## $ TotalFertilityRate              <dbl> 1.3, 2.6, 1.5, 3.3, 2.8, 1.6, ...
# преобразуем тип переменной country
WHOData$country <- as.character(WHOData$country)

# определим порядок в переменной
WHOData$worldbankincomegroup <- factor(WHOData$worldbankincomegroup, 
                                        levels = c("Low-income", "Lower-middle-income", "Upper-middle-income", "High-income"))

summary(WHOData)
##    country                   worldbankincomegroup
##  Length:181         Low-income         :29       
##  Class :character   Lower-middle-income:49       
##  Mode  :character   Upper-middle-income:48       
##                     High-income        :55       
##                                                  
##                                                  
##                                                  
##  PerCapitaTotalHealthExpenditure                   region  
##  Min.   :  24.96                 Africa               :47  
##  1st Qu.: 202.16                 Americas             :33  
##  Median : 698.30                 Eastern Mediterranean:20  
##  Mean   :1269.48                 Europe               :50  
##  3rd Qu.:1718.02                 South-East Asia      :10  
##  Max.   :9402.54                 Western Pacific      :21  
##                                                            
##  LifeExpectancy  AdolescentBirthRate ContraceptivePrevalence
##  Min.   :50.10   Min.   :  1.70      Min.   : 4.00          
##  1st Qu.:65.70   1st Qu.: 17.00      1st Qu.:34.40          
##  Median :73.50   Median : 45.70      Median :54.80          
##  Mean   :71.38   Mean   : 56.77      Mean   :51.21          
##  3rd Qu.:76.70   3rd Qu.: 84.00      3rd Qu.:70.30          
##  Max.   :83.70   Max.   :229.00      Max.   :88.40          
##                                      NA's   :16             
##  LowBirthWeight   LiteracyRate    TotalFertilityRate
##  Min.   : 3.00   Min.   : 29.00   Min.   :1.300     
##  1st Qu.: 6.00   1st Qu.: 71.00   1st Qu.:1.800     
##  Median : 9.00   Median : 90.00   Median :2.300     
##  Mean   :10.52   Mean   : 83.36   Mean   :2.863     
##  3rd Qu.:13.00   3rd Qu.: 98.00   3rd Qu.:3.800     
##  Max.   :34.00   Max.   :100.00   Max.   :7.600     
##  NA's   :7       NA's   :50

Визуализация - bar chart

Столбиковые диаграммы используются прежде всего для визуализации номинативных данных.

Данные о количестве стран в группах согласно классификации Всемирного банка может быть вычислено с использованием функции table()

table(WHOData$worldbankincomegroup) # количество стран
## 
##          Low-income Lower-middle-income Upper-middle-income 
##                  29                  49                  48 
##         High-income 
##                  55
prop.table(table(WHOData$worldbankincomegroup)) # доля стран
## 
##          Low-income Lower-middle-income Upper-middle-income 
##           0.1602210           0.2707182           0.2651934 
##         High-income 
##           0.3038674

На графике это будет выглядеть так

ggplot(WHOData, aes(worldbankincomegroup)) + geom_bar()

Высота столбца на графике (значение на оси y) соответствует количеству значений данной переменной. Это значение рассчитывается программой.

Высота столбца может быть выражена в долях

ggplot(WHOData) + 
  geom_bar(aes(worldbankincomegroup, ..prop.., group = 1))

Position ajustment

Две номинативные переменные на одном графике

Для вывода данных о двух номинативных переменных используеются таблицы сопряженности.

with(WHOData, table(worldbankincomegroup, region))
##                      region
## worldbankincomegroup  Africa Americas Eastern Mediterranean Europe
##   Low-income              25        1                     1      0
##   Lower-middle-income     13        6                     7      7
##   Upper-middle-income      7       16                     6     12
##   High-income              2       10                     6     31
##                      region
## worldbankincomegroup  South-East Asia Western Pacific
##   Low-income                        1               1
##   Lower-middle-income               7               9
##   Upper-middle-income               2               5
##   High-income                       0               6
round(with(WHOData, 
     prop.table(table(worldbankincomegroup, region))), 3)
##                      region
## worldbankincomegroup  Africa Americas Eastern Mediterranean Europe
##   Low-income           0.138    0.006                 0.006  0.000
##   Lower-middle-income  0.072    0.033                 0.039  0.039
##   Upper-middle-income  0.039    0.088                 0.033  0.066
##   High-income          0.011    0.055                 0.033  0.171
##                      region
## worldbankincomegroup  South-East Asia Western Pacific
##   Low-income                    0.006           0.006
##   Lower-middle-income           0.039           0.050
##   Upper-middle-income           0.011           0.028
##   High-income                   0.000           0.033

Возможны несколько графических вариантов представления данных

ggplot(WHOData) + 
  geom_bar(aes(worldbankincomegroup, fill = region), position = "stack") # по умолчанию

ggplot(WHOData) + 
  geom_bar(aes(worldbankincomegroup, fill = region), position = "dodge")

ggplot(WHOData) + 
  geom_bar(aes(worldbankincomegroup, fill = region), position = "fill")

Использование координатных систем

Аргумент coord_flip(), добавленный к коду графика позволяет изменить направление - столбиковая диаграмма превратится в полосковую.

ggplot(WHOData) + 
  geom_bar(aes(worldbankincomegroup, fill = region), position = "fill") +
  coord_flip() + labs(x = "", y = "")

Преобразования в графике

Представим данные о распределении стран по регионам ВОЗ

table(WHOData$region)
## 
##                Africa              Americas Eastern Mediterranean 
##                    47                    33                    20 
##                Europe       South-East Asia       Western Pacific 
##                    50                    10                    21
round(prop.table(table(WHOData$region)), 3)
## 
##                Africa              Americas Eastern Mediterranean 
##                 0.260                 0.182                 0.110 
##                Europe       South-East Asia       Western Pacific 
##                 0.276                 0.055                 0.116
ggplot(WHOData, aes(region)) + geom_bar()

График представляет желаемую информацию, но данные можно визуализировать и лучше. Например, вот так…

WHOData %>% group_by(region) %>% 
  summarise(c_region = n()) %>% 
  ggplot(aes(reorder(region, c_region), c_region)) + 
  geom_bar(stat = "identity") +
  labs(x = "Region", y = "Count") +
  coord_flip()

To be continued