Visualisierung räumlicher Daten in R

In diesem Beitrag möchte ich einige R-Pakete zur Visualisierung räumlicher Daten vorstellen. Die in diesem Artikel angesprochenen Pakete sind deckgl, Leaflet, ggmap, webglobe und ggplot2.

webglobe

Mit webglobe lassen sich Balkendiagramme in 2D und 3D kartenbasiert erzeugen. Die Visualisierungen können im Web-Browser angezeigt werden .

Eine Visualisierung der top US-Städte, bezogen auf Google-Suchintensität nach „Burger“

Deckgl

Deckgl ist ein tolles Visualisierungstool in R. Die Funktionen des Pakets erzeugen für die gewünschte Visualisierung den für die Anzeige benötigten JavaScript-Code.

Um eine kartenbasierte Visualisierung mit deckgl erzeugen zu können wird eine Hintergrundskarte benötigt. Diese muss der entsprechenden deckgl-Funktion zur Verfügung gestellt werden. Solche Karten können auf Mapbox erstellt und dort auch direkt konfiguriert werden.

Nachstehende Visualisierung wurde mit dem deckgl-Paket in R erzeugt. Die räumliche Verteilung der Observationswerte wurde mit einem 3D-Balkendiagramm angezeigt, wobei sich die Höhe aber auch die Farbe der Balken mit dem Observationswert ändert. So entsteht eine 3D-Wärmekarte.

Räumliche Verteilung der analysierten Observationswerte mit deckgl in R dargestellt

Farben, Breiten, Durchsichtigkeit und Höhe der Balken können über entsprechende deckgl-Funktionen konfiguriert werden. So kann bspw. eine Visualisierung wie unten erzeugt werden:

Abgesehen von Balkendiagrammen lassen sich mit deckgl auch viele andere Visualisierungen erzeugen. Ein Beispiel hierfür sind Streudiagramme.

Erzeugung von kartenbasierten Streudiagrammen, mit deckgl in R

Leaflet

Leaflet ist ebenfalls eine JavaScript-basierte Bibliothek zur Erzeugnung leistungsfähiger kartenbasierter Visualisierungen in R. Leaflet ist ein sehr beliebtes Paket zur Visualisierung räumlicher Daten. Im Unterschied zu deckgl müssen bei Verwendung von Leaflet-Funktionen die Kartenlayouts nicht separat, also bspw. nicht auf Mapbox, erstellt und dann explizit zur Verfügung gestellt werden. Die entsprechenden Leaflet-Funktionen erlauben die Angabe bestimmter Standard-Kartenquellen.

Nachstehend werden zwei in Leaflet erzeugte Wärmekarten gezeigt:

Visualisierung der Suchintensität auf Google, nach den Suchwörtern „Pizza“ und „Burger“

Abgesehen von Wärmekarten können auch viele andere Visualisierungen mit dem Paket erstellt werden. Nachstehend ist bspw. eine Standortübersicht mittels „Marker“ in Leaflet dargestellt:

Top-Städte in Deutschland, basierend auf der Suchintensität nach „Pizza“ und „Burger“

Bestimmte Elemente können konfiguriert bzw. mit eigenen Ikonen oder Layout-Dateien ersetzt werden. Bspw. wurden in nachstehender Visualisierung die Standort-Ikone durch eigene Ikone ersetzt.

Konfigurierte Standortdarstellung mit Leaflet in R

ggmap

ggmap ist ein weiteres R-Pakte mit dem sich räumliche Daten visualisieren lassen. Nachstehend sind Wärmekarten dargestellt. Alle Wärmekarten wurden mit ggmap erzeugt und unterscheiden sich in der Konfiguration der Farbgebungseinstellungen.

ggmap verwendet weitestgehend Google-Schnittstellen. Es können nicht nur Wärmekarten sondern viele unterschiedliche Formen von kartenbasierten Visualisierungen erzeugt werden.

Wärmekarten mit unterschiedlichen Farbgebungskonfigurationen, mit ggmap in R

ggplot2

Auch ggplot2 kann zur Visualisierung räumlicher Daten verwendet werden. ggplot2 erlaubt dem Nutzer das Einlesen von kartenbasierten Skalen. So lassen sich bspw. ganz normale Punktwolken auf einer Karte als Hintergrund darstellen. Die y-Werte müssen in dem Fall der Latitude und die x-Werte der Longitude entsprechen.