第三章+基礎(chǔ)圖形繪制.ppt

1、,第三章 基礎(chǔ)圖形繪制,3.1 Stata繪圖簡(jiǎn)介,3.1.1主要的圖形類型 Stata提供了包含廣泛圖形庫(kù)的一系列圖形類型供用戶使用。其中主要的圖形類型有以下幾種：直方圖、扇形圖、條形圖、散點(diǎn)圖、直線圖以及數(shù)據(jù)擬合圖。 3.1.2圖形的組成部分與制圖命令的結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單地講，Stata中圖形的組成大致可以分為以下四個(gè)部分： 由橫軸與縱軸圍成的圖形的核心部分； 核心部分中諸如軸線間隔、連線、數(shù)值顯示等附加部分； 用戶在核心部分周圍添加的諸如圖形名稱、軸線說明、圖例名稱、數(shù)據(jù)來源等文字部分； 在復(fù)雜圖形中，用戶添加在核心部分上的其他圖形的疊加部分。 第1與第4部分是由Stata制圖命令的主干部分來完

2、成的，而第2與第3部分則是由制圖命令中的選項(xiàng)來完成的。,3.2繪制散點(diǎn)圖,3.2.1繪制散點(diǎn)圖的命令和最基本的使用 繪制散點(diǎn)圖的命令語法如下： twoway scatter varlist if in weight , options scatter繪圖還可以與其他類型二維制圖命令放在一起，繪制重疊的復(fù)合圖形，比如可以是如下形式的命令： . twoway (scatter .) (line .) (lfit .) . 上述命令也可以等價(jià)地寫成： . scatter . | line . | lfit . | . 其中l(wèi)ine或者lfit都是其他的二維制圖命令。,scatter命令的選項(xiàng)非常復(fù)雜

3、，我們將逐個(gè)解析，力圖通過詳細(xì)的講解使讀者明白常用選項(xiàng)的使用，表3-2羅列了這些選項(xiàng)的分類： 表3-2 scatter繪圖命令的選項(xiàng)分類,【例3-1】數(shù)據(jù)集uslifeexp2.dta是一個(gè)關(guān)于美國(guó)1900年到1940年人均期望壽命的數(shù)據(jù)，這個(gè)數(shù)據(jù)只有兩個(gè)變量year和le，前者記錄年份，后者則是該年份的美國(guó)人期望壽命（單位：年），數(shù)據(jù)的情況如表3-2。 利用該數(shù)據(jù)，我們要求完成如下三個(gè)任務(wù)： 使用這個(gè)數(shù)據(jù)集繪制le和year的散點(diǎn)圖。 繪制le和year的散點(diǎn)圖，并將各點(diǎn)用直線連接起來。 要求繪制如3-2一樣的圖形，但是要將其中的散點(diǎn)去掉。,表3-3 數(shù)據(jù)集uslifeexp2.dta ye

4、arleyearleyearle 190047.3191554.5193059.7 190149.1191651.7193161.1 190251.5191750.9193262.1 190350.5191839.1193363.3 190447.6191954.7193461.1 190548.7192054.1193561.7 190648.7192160.8193658.5 190747.6192259.6193760 190851.1192357.2193863.5 190952.1192459.7193963.7 191050192559194062.9 191152.6192656

5、.7 191253.5192760.4 191352.5192856.8 191454.2192957.1,3.2.2散點(diǎn)顯示選項(xiàng)（marker_options）的設(shè)定,所謂“markers”就是在紙上畫點(diǎn)的用筆手法，所以散點(diǎn)顯示選項(xiàng)（marker_options）的設(shè)定包括了散點(diǎn)的形狀、顏色、大小等等。這其中，散點(diǎn)的形狀msymbol(symbolstylelist)、散點(diǎn)的顏色mcolor(colorstylelist)和散點(diǎn)的大小msize(markersizestylelist)是比較重要的三個(gè)選項(xiàng). 1 散點(diǎn)的形狀msymbol(symbolstylelist) 散點(diǎn)的形狀選項(xiàng)可以簡(jiǎn)

6、寫為ms( )，括號(hào)中填充的是各種形狀，表3-5總結(jié)了散點(diǎn)圖形狀的各種選擇。 2 散點(diǎn)的顏色mcolor(colorstylelist) 散點(diǎn)的顏色選擇非常豐富，包括從黑到白的灰階、藍(lán)色、黃色、紅色，還可以使用RGB或者CMYK進(jìn)行數(shù)字調(diào)色，. 3 散點(diǎn)的大小msize(markersizestylelist) msize(markersizestylelist)選項(xiàng)用于控制每個(gè)散點(diǎn)的大小，這個(gè)選項(xiàng)的取值從最小的vtiny到最大的ehuge。這些取值都是有含義的：第一個(gè)層次是tiny，第二個(gè)層次是small，第三個(gè)層次是medium，接著是large和huge， 4 散點(diǎn)的整體設(shè)定 可以通過另

7、外一個(gè)選項(xiàng)來同時(shí)設(shè)定這五個(gè)方面，也就是設(shè)定散點(diǎn)圖的整體顯示效果，這個(gè)選項(xiàng)就是markerstyle( )。 其的取值如下：p1 - p15 設(shè)定散點(diǎn)圖整體樣式；p1box - p15box 設(shè)定箱線圖整體樣式；p1dot - p15dot 設(shè)定點(diǎn)圖圖整體樣式。,【例3-2】這里仍然使用第二章中的數(shù)據(jù)集wage.dta，這是一個(gè)關(guān)于就業(yè)的微觀數(shù)據(jù)集，該數(shù)據(jù)集共有526個(gè)觀測(cè)值，24個(gè)變量，主要變量的情況是：wage表示工資（百元）， educ表示教育程度， exper表示工作經(jīng)驗(yàn)即工作的年數(shù)，tenure表示在當(dāng)前崗位上工作的年數(shù)，以上變量都是以年來計(jì)量的，接下來的三個(gè)虛擬變量nonwhite、

8、female、married分別表示是否是白種人、是否是女性以及是否婚配。 我們擬利用這個(gè)數(shù)據(jù)集繪制educ與wage以及exper與wage的散點(diǎn)圖。具體要求如下： 默認(rèn)情況下繪制女性的educ與wage以及exper與wage的散點(diǎn)圖。 繪制女性的educ與wage以及exper與wage的散點(diǎn)圖，要求前者使用整體樣式p9，后者使用整體樣式p8。 繪制女性的educ與wage以及exper與wage的散點(diǎn)圖，要求散點(diǎn)圖形狀前者選擇實(shí)心圓，后者選擇大寫字母X；散點(diǎn)顏色前者選擇綠色，后者選擇藍(lán)色；塞散點(diǎn)大小均選擇中等。 繪制女性的educ與wage以及exper與wage的散點(diǎn)圖，要求前者使用

9、整體樣式p9，后者使用整體樣式p8。同時(shí)，散點(diǎn)圖形狀前者選擇實(shí)心圓，后者選擇大寫字母X；散點(diǎn)顏色前者選擇綠色，后者選擇藍(lán)色；塞散點(diǎn)大小均選擇中等。,3.2.3散點(diǎn)標(biāo)簽選項(xiàng)（marker_label_options）的設(shè)定,散點(diǎn)標(biāo)簽選項(xiàng)（marker_label_options）用于設(shè)定散點(diǎn)圖標(biāo)簽，所謂散點(diǎn)圖標(biāo)簽一般是指位于每個(gè)散點(diǎn)旁的用于說明該散點(diǎn)所代表個(gè)體的文字，比如如果我們所做的圖形是每個(gè)國(guó)家的期望壽命與這個(gè)國(guó)家的人均GNP之間的散點(diǎn)圖，那么我們可能需要在每個(gè)散點(diǎn)旁放置一個(gè)“標(biāo)簽”用以說明每個(gè)散點(diǎn)所代表的國(guó)家。散點(diǎn)標(biāo)簽選項(xiàng)主要包括表3-8 所示的九個(gè)具體的選項(xiàng)： 選項(xiàng)名稱 含義 mlabe

10、l(varname) 確定標(biāo)簽變量 mlabstyle(markerlabelstyle)標(biāo)簽整體樣式 mlabposition(clockposstyle)標(biāo)簽位置 mlabvposition(varname)另一種標(biāo)簽的方法 mlabgap(relativesize) 標(biāo)簽與散點(diǎn)的距離 mlabangle(anglestyle)標(biāo)簽的角度 mlabtextstyle(textstyle)標(biāo)簽文字的整體樣式 mlabsize(textsizestyle)標(biāo)簽的大小 mlabcolor(colorstyle) 標(biāo)簽的顏色,【例3-3】數(shù)據(jù)集lifeexp.dta是一個(gè)關(guān)于全球68國(guó)人口生存狀況

11、的數(shù)據(jù)，這些國(guó)家分別來自歐亞、北美和南美四大洲，表3-10 是所有變量的一個(gè)概覽，表3-11列出了數(shù)據(jù)集中北美洲國(guó)家的觀測(cè)值，這一部分也正是本例所需要的數(shù)據(jù)。要求使用北美洲國(guó)家的數(shù)據(jù)繪制以預(yù)期人口壽命lexp為y軸變量，以人均GNP gnppc為x軸變量的散點(diǎn)圖，要求添加國(guó)家名稱country作為標(biāo)簽，并使得這些標(biāo)簽可以恰當(dāng)?shù)娘@示而不相互重疊。 我們分如下四步來完成這一任務(wù)： 首先打開數(shù)據(jù)集lifeexp.dta，并使用list命令查看北美洲國(guó)家的數(shù)據(jù)。然后使用Stata默認(rèn)的設(shè)置繪制添加了國(guó)家名稱作為標(biāo)簽的散點(diǎn)圖。 嘗試?yán)胢labpos( )選項(xiàng)調(diào)整標(biāo)簽的位置。 嘗試?yán)胢labvposi

12、tion(varname)選項(xiàng)為某些特殊的觀測(cè)值設(shè)定標(biāo)簽位置。 嘗試?yán)酶淖冏鴺?biāo)軸的覆蓋范圍來設(shè)定標(biāo)簽。,【例3-4】再次利用數(shù)據(jù)集lifeexp.dta，要求用北美洲國(guó)家的數(shù)據(jù)繪制以預(yù)期人口壽命lexp為y軸變量，以人均GNP gnppc為x軸變量的散點(diǎn)圖，要求添加國(guó)家名稱country作為標(biāo)簽，并將標(biāo)簽放置在隱藏的散點(diǎn)上。,3.2.4連線選項(xiàng)（connect_options）的設(shè)定,連線選項(xiàng)（connect_options）用來設(shè)定如何用線將散點(diǎn)圖上各點(diǎn)連接起來，這樣可以更加清楚地查看變動(dòng)的趨勢(shì)。 選項(xiàng)名稱 選項(xiàng)含義 connect(connectstyle)設(shè)定如何連接相鄰的兩點(diǎn) sor

13、t(varlist) 在連接之前首先對(duì)x軸變量進(jìn)行排序 cmissing(y|n .) 如何對(duì)待缺失值 lpattern(linepatternstyle)連線的類型，是實(shí)現(xiàn)還是虛線 lwidth(linewidthstyle)連線的寬度 lcolor(colorstyle) 連線的顏色 lstyle(linestyle) 連線的整體樣式 pstyle(pstyle) 整體的作圖樣式 recast(newplottype)更高階的選項(xiàng)，將繪圖視為一個(gè)新的繪圖類型（newplottype） 我們著重講解上述選項(xiàng)中最重要的三個(gè)選項(xiàng)：connect(connectstyle)、sort(varlis

14、t)和lpattern(linepatternstyle)。,3.2.5震蕩選項(xiàng)（jitter_options）的設(shè)定,一旦我們?cè)O(shè)定了震蕩選項(xiàng)jitter(#)，scatter會(huì)在繪圖前向數(shù)據(jù)中增加白噪聲，選項(xiàng)中的數(shù)字“#”就是用來指定一個(gè)數(shù)字，表明震蕩的程度占繪圖區(qū)域的百分比。 【例3-5】使用Stata的系統(tǒng)數(shù)據(jù)auto.dta，這個(gè)數(shù)據(jù)在前面已經(jīng)多次使用，這里不再贅述。請(qǐng)繪制mpg和weight的散點(diǎn)圖，并使用震蕩選項(xiàng)使各個(gè)散點(diǎn)相互分離。,3.3二維繪圖選項(xiàng)3.3.1坐標(biāo)軸尺度選項(xiàng)組（axis_scale_options）的設(shè)定,表3-19坐標(biāo)軸尺度選項(xiàng) 坐標(biāo)軸尺度選項(xiàng)（axis_sca

15、le_options）含義 yscale(axis_suboptions) 設(shè)定y軸的外觀 xscale(axis_suboptions) 設(shè)定x軸的外觀 tscale(axis_suboptions) 設(shè)定t軸（時(shí)間軸）的外觀 【例3-6】本例使用例3-3中的數(shù)據(jù)集lifeexp.dta，該數(shù)據(jù)集是一個(gè)關(guān)于全球68國(guó)人口生存狀況的數(shù)據(jù)，這些國(guó)家分別來自歐亞、北美和南美四大洲。本例要求繪制變量lexp與取對(duì)數(shù)后的變量gnppc的散點(diǎn)圖。 【例3-7 】本例使用系統(tǒng)數(shù)據(jù)集auto.dta，這個(gè)數(shù)據(jù)集已經(jīng)多次使用，因而不再詳細(xì)介紹。這個(gè)例子要求對(duì)mpg（行駛的里程數(shù)）和weight（車身重量：噸）

16、做散點(diǎn)圖，并對(duì)比y軸刻度使用正常尺度和逆向尺度的異同。 【例3-7】仍然使用系統(tǒng)數(shù)據(jù)集auto.dta繪制mpg和weight的散點(diǎn)圖，要求分別繪制完全沒有任何坐標(biāo)的散點(diǎn)圖和有坐標(biāo)刻度但沒有坐標(biāo)線的散點(diǎn)圖。,3.3.2坐標(biāo)軸刻度選項(xiàng)組（axis_label_options）,坐標(biāo)軸刻度選項(xiàng)組（axis_label_options）主要用于控制坐標(biāo)軸的刻度和刻度的標(biāo)識(shí)。表3- 21是該選項(xiàng)組的四個(gè)選項(xiàng)： 坐標(biāo)軸刻度選項(xiàng)（axis_label_options）含義 y|x|tlabel(rule_or_values)設(shè)定主要刻度和刻度標(biāo)識(shí) y|x|ttick(rule_or_values)僅設(shè)定主

17、要刻度 y|x|tmlabel(rule_or_values)設(shè)定次要刻度和標(biāo)識(shí) y|x|tmtick(rule_or_values)僅設(shè)定次要刻度,【例3-8】本例使用系統(tǒng)自帶的數(shù)據(jù)auto.dta，這是一個(gè)關(guān)于1978年汽車市場(chǎng)的一個(gè)調(diào)查數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)集共有74個(gè)觀測(cè)值，12個(gè)變量。變量的具體情況是：make是字符型變量，表明生產(chǎn)廠商。其他均為數(shù)值型變量，price是汽車的價(jià)格（萬元），mpg是行駛里程（英里），rep78是在該年度修理次數(shù)，foreign是虛擬變量，賦值1代表國(guó)外產(chǎn)，0代表國(guó)產(chǎn)。數(shù)據(jù)用幾個(gè)變量揭示了汽車的重要特征：headroom、trunk、length、turn、dis

18、placemen、gea_ratio依次代表汽車內(nèi)部空間大小、后備箱空間大小、身長(zhǎng)、轉(zhuǎn)彎半徑、排氣量和變速比。這里我們使用mpg和weight兩個(gè)變量繪制散點(diǎn)圖，要求如下： 分別繪制mpg和weight的標(biāo)有大約5個(gè)和10個(gè)刻度標(biāo)識(shí)的mpg和weight散點(diǎn)圖。 繪制mpg和weight散點(diǎn)圖，要求x軸的刻度標(biāo)識(shí)為10、15、20、45，y軸的刻度為1500、2000、3000、4000、5000。 要求繪制x軸有大約15個(gè)刻度、y軸大約10個(gè)刻度的散點(diǎn)圖，注意這里只要求有刻度，不要求對(duì)刻度標(biāo)識(shí)數(shù)值。 要求繪制的mpg和weight散點(diǎn)圖中，x軸每?jī)蓚€(gè)主刻度之間有10個(gè)小刻度，y軸每?jī)蓚€(gè)主刻度

19、之間有5個(gè)小刻度標(biāo)識(shí)。 要求繪制的mpg和weight散點(diǎn)圖中，x軸每?jī)蓚€(gè)主刻度之間有大約20個(gè)小刻度，y軸每?jī)蓚€(gè)主刻度之間有20個(gè)小刻度標(biāo)識(shí)，同時(shí)在x軸和y軸增加網(wǎng)格線，x軸要求在最大值處也繪制網(wǎng)格線。 要求根據(jù)是否為國(guó)產(chǎn)汽車分別繪制mpg和weight散點(diǎn)圖，并且要求yzzhou方向不出現(xiàn)網(wǎng)格線。,【例3-9】數(shù)據(jù)集uslifeexp2.dta是一個(gè)關(guān)于美國(guó)1900年到1940年人均期望壽命的數(shù)據(jù)，這個(gè)數(shù)據(jù)只有兩個(gè)變量year和le，前者記錄年份，后者則是該年份的美國(guó)人期望壽命（單位：年），這個(gè)數(shù)據(jù)集的部分?jǐn)?shù)據(jù)見例3-1?，F(xiàn)在使用數(shù)據(jù)集繪制le對(duì)year的散點(diǎn)圖，要求探索比較合適的x軸數(shù)值

20、刻度標(biāo)識(shí)。,3.3.3坐標(biāo)軸標(biāo)題選項(xiàng)組（axis_title_options）的設(shè)定,坐標(biāo)軸標(biāo)題選項(xiàng)組（axis_title_options）用于設(shè)定坐標(biāo)軸的標(biāo)題，共有如下三個(gè)選項(xiàng)： 坐標(biāo)軸標(biāo)題選項(xiàng)（axis_title_options）含義 ytitle(axis_title) 設(shè)定y軸標(biāo)題 xtitle(axis_title) 設(shè)定x軸標(biāo)題 ttitle(axis_title) 設(shè)定時(shí)間軸標(biāo)題,3.3.4標(biāo)題選項(xiàng)組（title_options）的設(shè)定,標(biāo)題選項(xiàng)組用于設(shè)定繪圖的標(biāo)題以解釋圖像的內(nèi)容，選項(xiàng)包括： 標(biāo)題選項(xiàng)（title_options）含義 title(tinfo) 總標(biāo)題 su

21、btitle(tinfo) 副標(biāo)題 note(tinfo) 標(biāo)注 caption(tinfo) 字幕標(biāo)題 t1title(tinfo) t2title(tinfo)很少使用 b1title(tinfo) b2title(tinfo)很少使用 l1title(tinfo) l2title(tinfo)縱向標(biāo)題 r1title(tinfo) r2title(tinfo)縱向標(biāo)題,3.3.5圖例選項(xiàng)（legend_option）的設(shè)定,legend選項(xiàng)的標(biāo)準(zhǔn)語法如下： legend(contents location) 圖例的設(shè)置共包括兩部分內(nèi)容：圖例的內(nèi)容（contents）和圖例的位置（loca

22、tion）。 【例3-10 】本例使用美國(guó)預(yù)期壽命數(shù)據(jù)集uslifeexp.dta，變量情況見表3-28，部分?jǐn)?shù)據(jù)如表3-29所示。 本例要求利用該數(shù)據(jù)集完成如下任務(wù)： 繪制le與year的散點(diǎn)連線圖并添加圖例。 繪制le_m、le_f與year的散點(diǎn)連線圖，并要求將圖例改分別成“male”和“female”。 繪制le_m、le_f與year的散點(diǎn)連線圖，要求將圖例改分別成“male”和“female”并放置在五點(diǎn)鐘方向，同時(shí)圖例排成一列。 為第三題繪制的圖形圖例添加標(biāo)題“Legend”。,表3-28 數(shù)據(jù)集uslifeexp.dta的變量情況,3.3.6 by選項(xiàng)的設(shè)定,by選項(xiàng)的語法如下

23、： by(varlist, byopts) 其中，varlist是作圖的根據(jù)變量，而byopts是子選項(xiàng). 【例3-11】使用Stata系統(tǒng)自帶的數(shù)據(jù)集auto.dta完成下列繪圖任務(wù)。 該數(shù)據(jù)集已在前面介紹過了，它是Stata系統(tǒng)自帶的關(guān)于1978年汽車市場(chǎng)的一個(gè)調(diào)查數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)集共有74個(gè)觀測(cè)值，12個(gè)變量。變量的具體情況是：make是字符型變量，表明生產(chǎn)廠商。其他均為數(shù)值型變量，price是汽車的價(jià)格（萬元），mpg是行駛里程（英里），rep78是在該年度修理次數(shù)，foreign是虛擬變量，賦值1代表國(guó)外產(chǎn)，0代表國(guó)產(chǎn)。數(shù)據(jù)用幾個(gè)變量揭示了汽車的重要特征：headroom、trunk、l

24、ength、turn、displacemen、gea_ratio依次代表汽車內(nèi)部空間大小、后備箱空間大小、身長(zhǎng)、轉(zhuǎn)彎半徑、排氣量和變速比。 按照是否為國(guó)產(chǎn)（相關(guān)的變量是foreign）分組繪制mpg和weight的散點(diǎn)圖。 按照是否為國(guó)產(chǎn)（相關(guān)的變量是foreign）分組繪制mpg和weight的散點(diǎn)圖，并添加一張包含全部觀測(cè)值的散點(diǎn)圖。 將第2題繪制的圖形改為一行排列。 將第2題繪制的圖形中的留白放在左下方。 將第2題繪制的圖形添加一個(gè)全圖標(biāo)題“My Title”。 將第2題繪制的圖形中每個(gè)小圖的標(biāo)題去掉。 將第2題繪制的圖形中每個(gè)小圖的標(biāo)題位置改為ring(0)、pos(11)，屬性設(shè)置為

25、nobexpand。,3.3.7 scheme選項(xiàng)的設(shè)定,3.3.8軸線選擇選項(xiàng)（axis_choice_options）的設(shè)定,軸線選擇選項(xiàng)yaxis(# # .)和xaxis(# # .)用來設(shè)定使用的是哪一個(gè)坐標(biāo)，其中#取值為1到9， 默認(rèn)設(shè)置是yaxis(1)和xaxis(1)，最常用的是對(duì)于y軸的選擇，第一個(gè)y軸出現(xiàn)在圖形的左側(cè)，第二個(gè)y軸出現(xiàn)在圖形的右側(cè)，而設(shè)定yaxis(1 2)將允許你擁有兩個(gè)相同的軸線， 【例3-13】使用系統(tǒng)數(shù)據(jù)auto.dta繪制以mpg、price為y軸變量，以weight為x軸變量的散點(diǎn)圖。具體要求如下： 在默認(rèn)情況下繪制mpg、price與weight的散點(diǎn)圖，要求兩個(gè)y軸變量共用一個(gè)y軸。 繪制mpg、price與weight的散點(diǎn)圖，要求兩個(gè)y軸變量分別使用兩