柱形图系列

一、前言

柱形图是最简单的类别比较型图（之一），学术论文中经常使用的柱形图主要有2个作用：

1. 展示不同类别变量的数值大小；
2. 比较不同类别变量之间的大小关系。

1.1 单数据系列柱形图

1.2 多数据系列柱形图

1.3 堆积柱形图

1.4 百分比堆积柱形图

二、R包

本期使用的R包主要有3个：

• gWQS包：提供演示数据集；
• dlookr包：计算描述性统计量；
• tidyverse包：用于绘制柱形图。

tidyverse包是一个集成包，包括

1. ggplot2包：用于数据可视化；
2. dplyr包：用于数据操作；
3. tidyr包：用于数据整理；
4. readr包：用于数据导入；
5. purrr包：用于函数式编程；
6. tibble：用于一种新型数据框；
7. stringr包：用于字符串；
8. forcats包：用于因子。

# load "gWQS" package
library(gWQS)
# load "dlookr" package
library(dlookr)
# load "tidyverse" package
library(tidyverse)

三、演示数据

「演示数据简介：」gWQS包中有一个内置数据集，内置数据集的名称叫wqs_data，「wqs_data」数据集有「34种多环芳烃暴露数据」、25种邻苯二甲酸酯暴露数据和其他类型数据。

本期仅使用wqs_data数据集的「前5种多环芳烃暴露数据」和「性别」。

# PCBs name
PCBs_name <- c("LBX074LA","LBX099LA","LBX105LA","LBX118LA","LBX138LA")
# get the first 5 PCBs exposure data and sex
PCBs <- wqs_data[c(PCBs_name,"sex")]
# get PCBs' absolute value
PCBs[PCBs_name] <- abs(PCBs[PCBs_name])
# view PCBs data
head(PCBs)

四、R语言实现

4.1 单数据系列柱形图

PCBs %>%
 # calculate describe statistics
 describe(statistics=c("mean","sd")) %>%
 # draw bar plot
 ggplot() +
 # geometry layer
 geom_bar(aes(x=described_variables,y=mean),
      stat="identity",
      # visual channel mapping
      fill="blue")+
 # coordinate adjustment
  scale_x_discrete(name="PCBs") +
  scale_y_continuous(name="Concentration of PCBs in urine (mg/kg)") +
 # theme adjustment
 theme_light()

4.2 多数据系列柱形图

PCBs %>%
  # group by sex
  group_by(sex) %>%
  # calculate describe statistics
  describe(statistics=c("mean","sd")) %>%
  # draw bar plot
  ggplot() +
  # geometry layer
  geom_bar(aes(x=described_variables,y=mean,fill=sex),
           stat="identity",
           # visual channel mapping
           position="dodge",
           width=0.6) +
  # coordinate adjustment
  scale_x_discrete(name="PCBs") +
  scale_y_continuous(name="Concentration of PCBs in urine (mg/kg)") +
  # legend adjustment
  scale_fill_manual(name="Sex",values=c("red","blue"),labels=c("Male","Female")) +
  # theme adustment
  theme_light() +
  theme(legend.position="top")

4.3 堆积柱形图

PCBs %>%
  # group by sex
  group_by(sex) %>%
  # calculate describe statistics
  describe(statistics=c("mean","sd")) %>%
  # draw bar plot
  ggplot() +
  # geometry layer
  geom_bar(aes(x=described_variables,y=mean,fill=sex),
           stat="identity",
           # visual channel mapping
           position="stack",
           width=0.6) +
  # coordinate adjustment
  scale_x_discrete(name="PCBs") +
  scale_y_continuous(name="Concentration of PCBs in urine (mg/kg)") +
  # legend adjustment
  scale_fill_manual(name="Sex",values=c("red","blue"),labels=c("Male","Female")) +
  # theme adustment
  theme_light() +
  theme(legend.position="top")

4.4 百分比堆积柱形图

PCBs %>%
  # group by sex
  group_by(sex) %>%
  # calculate describe statistics
  describe(statistics=c("mean","sd")) %>%
  # draw bar plot
  ggplot() +
  # geometry layer
  geom_bar(aes(x=described_variables,y=mean,fill=sex),
           stat="identity",
           # visual channel mapping
           position="fill",
           width=0.6) +
  # coordinate adjustment
  scale_x_discrete(name="PCBs") +
  scale_y_continuous(name="Concentration of PCBs in urine (mg/kg)") +
  # legend adjustment
  scale_fill_manual(name="Sex",values=c("red","blue"),labels=c("Male","Female")) +
  # theme adustment
  theme_light() +
  theme(legend.position="top")

五、结果解读

NHANES数据库中多环芳烃的编码与对应名称。

编码	多环芳烃
LBX074LA	PCB74
LBX099LA	PCB99
LBX105LA	PCB105
LBX118LA	PCB118
LBX138LA	PCB138

1. PCB74是人体尿液中含量最高的PCBs，其次是PCB138、PCB105和PCB99，PCB118在人体尿液中的含量最低。
2. 除了PCB74，女性尿液中PCBs含量一般高于男性。