桑葚图，又称为桑基图（Sankey Diagram），是一种流图，通常用于显示流量的分布和流向。它能够直观地展示不同路径上的流量和转移关系，适用于能源、资金、物质、信息等各种流动过程的分析。

桑葚图的特点

1. 流量宽度：流量线的宽度与流量的大小成正比，流量越大，线条越宽。
2. 流向清晰：箭头或线条展示了从一个节点流向另一个节点的路径，方向明确。
3. 节点分布：节点表示起点、终点或中间过程，节点之间通过流量线连接。

桑葚图的组成部分

1. 节点（Nodes）：表示流量的源头、汇集点或中间状态。
2. 流量线（Flows/Links）：连接节点的线条，表示流量的方向和大小。

桑葚图的应用

• 能源流动：显示能源从生产到消费的流动过程。
• 资金流动：展示企业或个人的资金来源和去向。
• 物料流动：展示生产过程中各物料的输入和输出。
• 信息流动：在信息系统中，展示信息从一个模块流向另一个模块的过程。

桑葚图的制作步骤

1. 确定分析对象和范围：明确需要分析的流量种类及其流向。
2. 收集数据：获取各节点之间的流量数据。
3. 绘制节点：在图表中标出各节点的位置。
4. 绘制流量线：根据流量大小，绘制连接节点的线条，并调整线条的宽度。

示例

# 加载必要的库
library(ggalluvial)
library(ggplot2)
library(dplyr)

# 读取数据
rt <- read.table("input.txt"  , header = TRUE, sep = "\t", check.names = FALSE)     

# 转换数据为lodes形式
corLodes <- to_lodes_form(rt, axes = 1:ncol(rt), id = "Cohort")

# 定义颜色
mycol <- rep(c("#029149","#6E568C","#E0367A","#D8D155","#223D6C","#D20A13","#431A3D","#91612D","#FFD121","#088247","#11AA4D","#58CDD9","#7A142C","#5D90BA","#64495D","#7CC767"), 15)

# 绘制桑葚图
pdf(file = "ggalluvial.pdf" , width = 7, height = 6)
ggplot(corLodes, aes(x = x, stratum = stratum, alluvium = Cohort, fill = stratum, label = stratum)) +
    scale_x_discrete(expand = c(0, 0)) +  
    geom_flow(width = 0.2, aes.flow = "forward") + 
    geom_stratum(alpha = 0.9, width = 0.2) +
    scale_fill_manual(values = mycol) +
    geom_text(stat = "stratum", size = 2, color = "black") +
    xlab("") + 
    ylab("") + 
    theme_bw() + 
    theme(
        axis.line = element_blank(),
        axis.ticks = element_blank(),
        axis.text.y = element_blank(),
        panel.grid = element_blank(),
        panel.border = element_blank()
    ) + 
    ggtitle("") + 
    guides(fill = FALSE)                            
dev.off()

1. 加载库：

• ggalluvial：用于创建桑葚图。
• ggplot2：用于数据可视化。
• dplyr：用于数据操作和清洗。

• 从指定文件 input.txt 中读取数据，假设文件是以制表符分隔的，并且包含表头。check.names = FALSE 保持列名原样，不进行自动更改。

• 使用 to_lodes_form 函数将数据转换为适用于桑葚图的格式。

• 创建一个包含多种颜色的向量 mycol，用于填充桑葚图中的不同区域。

• 使用 pdf 函数设置输出文件为 PDF 格式，并指定宽度和高度。
• 使用 ggplot 函数绘制桑葚图，设置各个美学映射（aes），包括 x、stratum、alluvium、fill 和 label。
• 使用 scale_x_discrete 移除 x 轴两端的空白。
• 使用 geom_flow 绘制流动线条，width = 0.2 设置线条宽度，aes.flow = "forward" 表示颜色与前面的 stratum 一致。
• 使用 geom_stratum 绘制层级，设置透明度和宽度。
• 使用 scale_fill_manual 设置填充颜色。
• 使用 geom_text 在 stratum 上添加标签，设置标签大小和颜色。
• 移除 x 轴和 y 轴标签。
• 使用 theme_bw 设置黑白主题，并移除多余的图表元素（轴线、刻度、刻度文字、网格线和边框）。
• 移除图表标题和图例。

桑葚图的优缺点

优点：

• 直观展示复杂的流动关系。
• 适用于多种领域的流量分析。
• 能够同时展示多个流量路径。

缺点：

• 数据复杂时，图表可能显得杂乱。
• 对于非专业用户，理解和制作可能有一定难度。