2024-03-21 00:18:31 +08:00
|
|
|
|
---
|
|
|
|
|
|
title: "一、R语言介绍"
|
|
|
|
|
|
subtitle: 《区域水环境污染数据分析实践》<br>Data analysis practice of regional water environment pollution
|
|
|
|
|
|
author: 苏命、王为东<br>中国科学院大学资源与环境学院<br>中国科学院生态环境研究中心
|
|
|
|
|
|
date: today
|
|
|
|
|
|
lang: zh
|
|
|
|
|
|
format:
|
|
|
|
|
|
revealjs:
|
|
|
|
|
|
theme: dark
|
|
|
|
|
|
slide-number: true
|
|
|
|
|
|
chalkboard:
|
|
|
|
|
|
buttons: true
|
|
|
|
|
|
preview-links: auto
|
|
|
|
|
|
lang: zh
|
|
|
|
|
|
toc: true
|
|
|
|
|
|
toc-depth: 1
|
|
|
|
|
|
toc-title: 大纲
|
|
|
|
|
|
logo: ./_extensions/inst/img/ucaslogo.png
|
|
|
|
|
|
css: ./_extensions/inst/css/revealjs.css
|
|
|
|
|
|
pointer:
|
|
|
|
|
|
key: "p"
|
|
|
|
|
|
color: "#32cd32"
|
|
|
|
|
|
pointerSize: 18
|
|
|
|
|
|
revealjs-plugins:
|
|
|
|
|
|
- pointer
|
|
|
|
|
|
filters:
|
|
|
|
|
|
- d2
|
|
|
|
|
|
---
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
```{r}
|
|
|
|
|
|
#| include: false
|
|
|
|
|
|
#| cache: false
|
|
|
|
|
|
lang <- "cn"
|
|
|
|
|
|
require(tidyverse)
|
|
|
|
|
|
require(learnr)
|
|
|
|
|
|
knitr::opts_chunk$set(echo = TRUE)
|
|
|
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
## R的历史
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
::: columns
|
|
|
|
|
|
::: {.column width="85%"}
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- 1976年：
|
|
|
|
|
|
- 前身是S语言，由贝尔实验室John Chambers及其同事开发
|
|
|
|
|
|
- 1993年：
|
|
|
|
|
|
- R语言由Ross Ihaka和Robert Gentleman在奥克兰大学开发
|
|
|
|
|
|
- R的诞生是为了提供一个强大的统计计算和图形显示的平台
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
:::
|
|
|
|
|
|
::: {.column width="15%"}
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
:::
|
|
|
|
|
|
:::
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- 1995年：R发布第一个公开版本
|
|
|
|
|
|
- 2000年代： R语言逐渐成为统计学和数据科学领域重要工具
|
|
|
|
|
|
- 2010年：Hadley Wickham发布了ggplot2包，数据可视化方面更强
|
|
|
|
|
|
- 2016年：创建CRAN（Comprehensive R Archive Network），R包中央库
|
|
|
|
|
|
- 至今
|
|
|
|
|
|
- **R语言已成为数据科学和统计学领域最受欢迎的工具之一，被广泛用于数据分析、机器学习、数据可视化等领域**
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
## R的特点
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
### 一般特点
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- 免费、开源、支持各个主要计算机系统。
|
|
|
|
|
|
- 完整的程序设计语言，基于函数和对象。
|
|
|
|
|
|
- 支持完善的数据类型，如向量、矩阵、数据框等。
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
### 技术特点
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- 所有存在都是对象。
|
|
|
|
|
|
- 所有动作都是函数调用。
|
|
|
|
|
|
- 支持函数编程和对象类。
|
|
|
|
|
|
- 是动态类型语言，运行速度相对较慢。
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
## R的参考资料
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
### 推荐参考书
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- Hadley Wickham and Garrett Grolemund(2022). [R for Data Science](https://r4ds.hadley.nz/)
|
|
|
|
|
|
- Hadley Wickham(2019). [Advanced R](https://adv-r.hadley.nz/)
|
|
|
|
|
|
- Hadley Wickham(2016). [ggplot2 Elegant Graphics for Data Analysis](https://ggplot2-book.org/)
|
|
|
|
|
|
- John M. Chambers(2008). [Software for Data Analysis-Programming with R](https://www.springer.com/gp/book/9780387759357)
|
|
|
|
|
|
- Venables, W. N. & Ripley, B. D.(2002). [Modern Applied Statistics with S (MASS)](https://www.springer.com/gp/book/9780387954578)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
## R的参考资料
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
### 中文参考书
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- 《R语言编程艺术》
|
|
|
|
|
|
- 《R语言实战》
|
|
|
|
|
|
- 《R语言教程与实践》
|
|
|
|
|
|
- 《R语言数据可视化实战》
|
|
|
|
|
|
- 《R语言从入门到精通》
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
## R的下载与安装
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
### R的下载与安装
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- R的官方网站：[https://www.r-project.org/](https://www.r-project.org/)
|
|
|
|
|
|
- CRAN镜像网站：[http://mirror.bjtu.edu.cn/cran/](http://mirror.bjtu.edu.cn/cran/)
|
|
|
|
|
|
- 下载官方的R软件后按提示安装
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
{{< video https://vimeo.com/203516510 width="600" height="400">}}
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
## RStudio
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
### 什么是RStudio？
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- RStudio官方网站: [https://posit.co/products/open-source/rstudio/](https://posit.co/products/open-source/rstudio/)
|
|
|
|
|
|
- RStudio是一个集成开发环境（IDE），专门用于R语言编程和数据分析。
|
|
|
|
|
|
- 它提供了一个直观的界面，使得编写、调试和运行R代码变得更加容易。
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
## RStudio
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
### RStudio的功能
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. **代码编辑器**：提供了语法高亮、自动补全和代码折叠等功能。
|
|
|
|
|
|
2. **控制台**：用于直接执行R代码并查看结果。
|
|
|
|
|
|
3. **环境和历史记录**：可以查看当前加载的数据、函数和变量，以及之前执行过的命令。
|
|
|
|
|
|
4. **图形和可视化**：RStudio内置了绘图设备，可以方便地创建各种统计图表。
|
|
|
|
|
|
5. **文件管理器**：可直接在RStudio中管理文件和项目。
|
|
|
|
|
|
6. **包管理器**：方便地安装、更新和管理R包。
|
|
|
|
|
|
7. **Markdown编辑器**：支持Markdown格式，可以创建美观的文档和报告。
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
## 如何获取RStudio？
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- RStudio可以从官方网站免费下载并安装：[RStudio官网](https://posit.co/download/rstudio-desktop/)
|
|
|
|
|
|
- RStudio是一个强大的R编程环境，为R用户提供了丰富的功能和工具。
|
|
|
|
|
|
- 它简化了R语言的使用，提高了数据分析和可视化的效率。
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
{{< video https://vimeo.com/203516968 width="600" height="400">}}
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
## 扩展包：R package
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- R有一万多个扩展软件包，提供了各种各样的功能
|
2024-03-21 12:40:28 +08:00
|
|
|
|
- 已安装的基本R包，如base, stats, graphics等，启动R时默认载入
|
|
|
|
|
|
- 其它扩展包需要用`library(.)`函数载入运行；或者采用`dplyr::filter(.)`方式
|
2024-03-21 00:18:31 +08:00
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
::: panel-tabset
|
|
|
|
|
|
### Code
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
```{r}
|
|
|
|
|
|
#| echo: true
|
|
|
|
|
|
#| eval: false
|
|
|
|
|
|
#| out-width: 50%
|
|
|
|
|
|
# load a R package
|
|
|
|
|
|
library(ggplot2)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
# plot it based on the functions from `ggplot2` package
|
|
|
|
|
|
mtcars |>
|
|
|
|
|
|
dplyr::filter(cyl != 8) |>
|
|
|
|
|
|
ggplot(aes(hp, mpg, color = am)) +
|
|
|
|
|
|
geom_point() +
|
|
|
|
|
|
geom_smooth(formula = y ~ x, method = "loess")
|
|
|
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
### Output
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
```{r}
|
|
|
|
|
|
#| echo: false
|
|
|
|
|
|
#| out-width: 80%
|
|
|
|
|
|
#| fig-width: 6
|
|
|
|
|
|
#| fig-height: 3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
library(ggplot2)
|
|
|
|
|
|
mtcars |>
|
|
|
|
|
|
dplyr::filter(cyl != 8) |>
|
|
|
|
|
|
ggplot(aes(hp, mpg, color = am)) +
|
|
|
|
|
|
geom_point() +
|
|
|
|
|
|
geom_smooth(formula = y ~ x, method = "loess")
|
|
|
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
:::
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
## 安装R包
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- 以安装sos包为例。
|
|
|
|
|
|
- 在RStudio中调用“Tools”菜单的“Install Packages”，输入或选择sos即可安装。
|
|
|
|
|
|
- R图形界面安装
|
|
|
|
|
|
- 如果不用RStudio， 在R图形界面选菜单“程序包-安装程序包”进行安装。
|
|
|
|
|
|
- 在CRAN镜像选择窗口中选择中国的镜像，如“China (Beijing 2)”，然后选择要安装的扩展软件包名称即可完成下载和安装。
|
|
|
|
|
|
- 程序安装
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
```r
|
|
|
|
|
|
# 指定镜像网站并安装扩展包
|
|
|
|
|
|
options(repos=c(CRAN="https://mirror.tuna.tsinghua.edu.cn/CRAN/"))
|
|
|
|
|
|
install.packages("sos")
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
# 当R包不是CRAN标准包，代码放在[github](https://github.com)
|
|
|
|
|
|
if (!require(devtools)) install.packages('devtools')
|
|
|
|
|
|
devtools::install_github("kjhealy/socviz")
|
|
|
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
## 安装R包
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
{{< video https://vimeo.com/203516241 width="600" height="400">}}
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
## 结语
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- R语言是一种强大的统计计算和数据分析工具，适用于各种领域。
|
|
|
|
|
|
- 通过学习R语言，可以进行数据处理、统计分析和数据可视化。
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
## 欢迎讨论！{.center}
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2024-03-25 21:48:30 +08:00
|
|
|
|
`r rmdify::slideend(wechat = FALSE, type = "public", tel = FALSE, thislink = "../")`
|
