Создание полярной гистограммы

Question

Создание полярной гистограммы

Полярные гистограммы могут быть очень полезны для построения столбчатой гистограммы с несколькими записями. Пример приведен на изображении ниже цели рисунка. Это можно сделать как-то легко в R с помощью ggplot2. Аналогичная функция, как "роза" в matlab, похоже, не позволяет такого результата.

в качестве отправной точки, вот что у меня есть:

сценарий

% inputs
l = [1 1.4 2 5 1 5 10;
      10 5 1 5 2 1.4 1;
      5 6 3 1 3 2 4];
alpha = [10 20 50 30 25 60 50]; % in degrees
label = 1:length(alpha);

% setings
offset = 1;
alpha_gap = 2;

polarHist(l,alpha,label)

8

matlab matlab-figure plot

автор: Adriaan

2 ответов

автор: Dev-iL · Accepted Answer · 2016-06-30 13:19:45

это казалось интересной проблемой, поэтому я решил попробовать. Код может нуждаться в некоторой настройке (как описано внизу), но вы можете получить общее представление о том, как построить что-то вроде этого. Как вы увидите, я косвенно использую предложение Суевера относительно rose участки.

Я не уверен, когда я смогу найти время, чтобы усовершенствовать это, так что если кто-то хочет помочь улучшить это, дайте мне знать, и я открою гитхаб РЕПО.

function q38054152
%% Define resolution:
W = 5;  % the step size in degrees, larger value = smaller resolution
P = 20; % the "radius" of the external disc (corresponds to the 100%)
%% Generate some data:
M = (1:W:360).';
T = deg2rad(M);
N = numel(M);
S = cell(N,1); for x=1:N,S{x}=feval(@(x)x(1),strsplit(evalc('why')));end
% add some empty regions
M([randi(N,1,5) 30:36]) = NaN;
S(isnan(M)) = cell(1,sum(isnan(M)));
%% Ensure R >= B >= G:
% Generate histogram inputs:
cR = P*ones(N,1); % baseline is fully red
cB = randi(P+1,N,1)-1;
cG = randi(P+1,N,1)-1;
% Replicate:
R = deg2rad(repelem(M, min( cR       ,[],2)));
B = deg2rad(repelem(M, min([cR,cB]   ,[],2)));
G = deg2rad(repelem(M, min([cR,cB,cG],[],2)));
clear cR cB cG
%% Plot:
figure();
hR(1) = rose(R,T); hR(1).Color = [227 025 027]./255; hold on;
hR(2) = rose(B,T); hR(2).Color = [054 125 183]./255;
hR(3) = rose(G,T); hR(3).Color = [076 174 073]./255;
%% Fun with plot:
figure('Color',[1 1 1]); 
% Convert lines to polygons:
patch('XData', hR(1).XData,'YData', hR(1).YData, 'FaceColor', hR(1).Color, 'EdgeColor', 'w');
axis square; axis off; box off; hold on;
patch('XData', hR(2).XData,'YData', hR(2).YData, 'FaceColor', hR(2).Color, 'EdgeColor', 'none');
patch('XData', hR(3).XData,'YData', hR(3).YData, 'FaceColor', hR(3).Color, 'EdgeColor', 'none');
% Remove center (method 1: mask with patch)
xC = cosd(1:360); yC = sind(1:360);
patch('XData', 0.2*P*xC,'YData', 0.2*P*yC, 'FaceColor', [1 1 1], 'EdgeColor', 'none');
% Remove center (method 2: relocate RGB patches using cart2pol and adjusting the inner R)
 % Todo
% Draw "grid":
F = 0.2+0.8*(100-[10 20 40 80])/100;
for ind = 1:numel(F)
  line(xC*F(ind)*P,yC*F(ind)*P,'Color',[1 1 1],'LineWidth',0.1);
end
% Add annotations:
for ind = 1:numel(M)
  if isnan(M(ind))
    continue
  end
  text(xC(M(ind))*P*1.05,yC(M(ind))*P*1.05,S{ind},'Rotation', mod(M(ind)+90,180)-90,...
    'HorizontalAlignment',iftr(M(ind) < 90 || M(ind) > 270,'left','right'));
end

function out = iftr(cond,in1,in2)
%IFTR is a ternary operator implementation
% note: unlike "&&" and "||" this function does not have lazy evaluation capabilities, 
% thus both inputs need to be known before this function executes.
if cond
    out = in1;
else
    out = in2;
end

результаты в:

промежуточно мы также получаем это:

известные ошибки/проблемы:

на patch объекты, извлеченные из line объекты иногда создают ребра, где их не должно быть, что приводит к некоторым странным фигурам на графике (это происходит большую часть времени со случайно сгенерированными данными, запустите его, и вы увидите, что я означать.)
значения R/G / B должны быть масштабированы, так же, как масштабируются линии сетки, чтобы учитывать белый круг в центре, который занимает 20% радиуса.
сетка белых колец должна быть аннотирована (т. е. " 20%", "40%" и т. д.). Необходимо найти какой-то разумный способ разместить их так, чтобы они как можно меньше мешали данным.
некоторый код реплицируется вместо того, чтобы помещаться в функцию.
на legend is недостающий.

автор: Noel Segura Meraz · Accepted Answer · 2016-06-30 16:58:59

вы можете упростить свою проблему, используя hist чтобы получить накопленные ячейки для каждого элемента, затем нормализовать его в процентах и построить его как полярные столбики с помощью патчей.

например, предположим, что ваши данные состоят из 30 элементов с 1000 образцами каждый, и каждый образец может быть 1,2 или 3.

data=randi(3,1000,30); %create random data

[data_bins,~]=hist(data',3); %Get the accumulated bins

data_bins=data_bins/1000; %Normalize values to percentages

вы можете построить нормальные штабелированные бары для визуализации данных

function stackedbar(ymatrix1)

% Create figure
figure1 = figure('Color',[1 1 1]);

% Create axes
axes1 = axes('Parent',figure1,...
    'YTickLabel',{'0','10%','20%','40%','80%','100%'},...
    'YTick',[0 10 20 40 80 100],...
    'XTick',[1:length(ymatrix1)],...
    'FontWeight','bold',...
    'FontSize',16);

xlim(axes1,[0 length(ymatrix1)+1]);
ylim(axes1,[0 100]);

hold(axes1,'all');

% Create multiple lines using matrix input to bar
bar1 = bar(ymatrix1,'EdgeColor',[1 1 1],'BarLayout','stacked',...
    'Parent',axes1);
set(bar1(1),...
    'FaceColor',[0.137254908680916 0.372549027204514 0.647058844566345],...
    'EdgeColor',[0.137254908680916 0.372549027204514 0.647058844566345],...
    'DisplayName','uno');
set(bar1(2),...
    'FaceColor',[0.223529413342476 0.619607865810394 0.168627455830574],...
    'EdgeColor',[0.223529413342476 0.619607865810394 0.168627455830574],...
    'DisplayName','dos');
set(bar1(3),'FaceColor',[0.850980401039124 0 0.0431372560560703],...
    'EdgeColor',[0.850980401039124 0 0.0431372560560703],...
    'DisplayName','tres');

% Create legend
legend1 = legend(axes1,'show');
set(legend1,...
    'Position',[0.902123631386861 0.416961133287318 0.0826277372262772 0.16808336774016]);


plot([0,length(ymatrix1)],[10,10],'w')
plot([0,length(ymatrix1)],[20,20],'w')
plot([0,length(ymatrix1)],[40,40],'w')
plot([0,length(ymatrix1)],[80,80],'w')

вы можете использовать те же значения, что и полярные координаты с помощью pol2cart, и, рисуя все же цветные полосы в одном патче, вы можете позвонить legend на эти патчи

function polarstackedbar(data,offset)

% Data is the normalized values and offset is the size of the white circle at the center

yticks=[10,20,40,80,100];

% Create figure
figure1 = figure('Color',[1 1 1]);

% Create axes
axes1 = axes('Parent',figure1,'ZColor',[1 1 1],'YColor',[1 1 1],...
    'XColor',[1 1 1],...
    'PlotBoxAspectRatio',[434 342.3 2.282],...
    'FontWeight','bold',...
    'FontSize',16,...
    'DataAspectRatio',[1 1 1]);

temp=[data(:,1)+data(:,2)+data(:,3)+offset,data(:,1)+data(:,2)+data(:,3)+offset,zeros(length(data),1)]';
temp=temp(:);
temp=[0;temp];

temp2=[data(:,1)+data(:,2)+offset,data(:,1)+data(:,2)+offset,zeros(length(data),1)]';
temp2=temp2(:);
temp2=[0;temp2];

temp3=[data(:,1)+offset,data(:,1)+offset,zeros(length(data),1)]';
temp3=temp3(:);
temp3=[0;temp3];

th=(1:length(data))*3*pi/(2*length(data));
themp=[th;th;th];
themp=themp(:);
themp=[0;0;themp];
themp(end)=[];

% Create patch
[XData1,YData1]=pol2cart(themp,temp);
p1=patch('Parent',axes1,'YData',YData1,...
    'XData',XData1,...
    'FaceColor',[0.850980401039124 0 0.0431372560560703],...
    'EdgeColor',[0.850980401039124 0 0.0431372560560703],...
    'DisplayName','tres');

% Create patch
[XData2,YData2]=pol2cart(themp,temp2);
p2=patch('Parent',axes1,'YData',YData2,...
    'XData',XData2,...
    'FaceColor',[0.223529413342476 0.619607865810394 0.168627455830574],...
    'EdgeColor',[0.223529413342476 0.619607865810394 0.168627455830574],...
    'DisplayName','dos');

% Create patch
[XData3,YData3]=pol2cart(themp,temp3);
p3=patch('Parent',axes1,'YData',YData3,...
    'XData',XData3,...
    'FaceColor',[0.137254908680916 0.372549027204514 0.647058844566345],...
    'EdgeColor',[0.137254908680916 0.372549027204514 0.647058844566345],...
    'DisplayName','uno');

% Create patch
[XData4,YData4]=pol2cart(themp,offset*ones(3*length(data)+1,1));
patch('Parent',axes1,'YData',YData4,...
    'XData',XData4,...
    'LineStyle','none',...
    'FaceColor',[1 1 1]);

% Create legend
legend([p3,p2,p1]);
hold
% Create labels
for i=1:length(data)
    [x,y]=pol2cart((i-0.5)*3*pi/(2*length(data)),offset+5+100);
    h=text(x,y,num2str(i),'HorizontalAlignment','center');
    set(h,'rotation',rad2deg((i-0.5)*3*pi/(2*length(data)))-90+90*sign(cos((i-0.5)*3*pi/(2*length(data)))));

    [x,y]=pol2cart((i)*3*pi/(2*length(data)),offset+15+100);
    plot([0,x],[0,y],'w');
end

thetas=0:0.01:2*pi;

for tick=yticks
    [X,Y]=pol2cart(thetas,tick+offset*ones(1,629));
    plot(X,Y,'w')
    text(X(472)+15,Y(472),strcat(int2str(tick),'%'),'FontWeight','bold','FontSize',16,'HorizontalAlignment','center');
end