给绘图添加等值线和/或方向场

Question

当我用R解决微分方程时，遇到了一个问题：我需要在我的图中添加等值线和方向场，但我不知道该如何做。我应该安装哪个软件包/调用哪个函数/还是手动完成？

- user1955058

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使用 library('sos') findFn('isoclines') 命令可以找到 LVCompGames 包，该包可以生成等值线和初始点的图形。 - agstudy

我认为你可能需要手动完成它；我怀疑很多人已经编写了自己的代码来完成这个任务，但我不知道是否有封装好的版本（根据@agstudy的回答，我怀疑并不存在一个封装好的版本——“等值线”应该是一个相当可靠的搜索关键词）。找到等值线并非完全不易…… - Ben Bolker

抱歉，包名是primer，而LVCompGames是等值线函数。 - agstudy

这是一个网页链接，其中包含有关《魔弓传说》第二集的图库。 - Ben Bolker

另一个可能的起点是使用 rasterVis 包中的 vectorplot() 和 contourplot()。以下是一个示例：http://rastervis.r-forge.r-project.org/#vectorplot。（将 margin=FALSE 设置为抑制边缘分布的绘图。） - Josh O'Brien

http://www.math.pitt.edu/~bard/xpp/help/xppncline.html建议将零轮廓线作为二维表面的零轮廓线计算，这表明在R中实现它的好方法（如果您提供可重复的示例，我将展示如何在R中实现：http://tinyurl.com/reproducible-000） - Ben Bolker

Answer 1

这里不是答案，只是评论中给出的回答总结：

• primer 包中的 LVCompGames 函数会生成如下图所示：

这是@Ben Bolker提供的解决方案。该解决方案基于graphics包和filled.contour函数。

然后 @Josh O'Brien 建议使用 rasterVis 包中的 vectorplot 函数。

我认为如果您提供更多希望输出的信息，所有答案都可以进行定制。

- agstudy

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非常感谢您，您帮了我很多忙。真的很抱歉打扰您关于这个问题，现在我明白这并不是那么困难的了。再次感谢您，希望能为该网站做出贡献。 - user1955058

如果答案符合您的要求，您可以勾选答案左侧的复选框来接受它。不用客气。 - agstudy

Answer 2

有一个很棒的包叫做phaseR。它使用了deSolve包中的ODE求解器，让您可以轻松地添加零轴线、轨迹等等。 只需确保您的ODE函数参数命名为"t"、"y"和"parameters"。否则，phaseR函数将会报错：

Error in deriv(t = 0, y = c(x[i], y[j]), parameters = parameters) :
unused arguments (y = c(x[i], y[j]), parameters = parameters)

以下是Lotka-Volterra掠食者-猎物系统的可用代码示例：

require(deSolve) 
require(phaseR)

model.LV <- function(t, y, parameters){
  with(as.list(parameters),{

    N<-y[1] 
    P<-y[2]
    dN <- a*N - b*N*P  
    dP <- c*N*P -d*P

    list(c(dN,dP))
  })
}

params.LV<-c(a=0.4, b=0.3, c=0.1, d=0.2)

data.LV<-as.data.frame(lsoda(c(N=1,P=1),seq(1,250,by=0.5), model.LV, params.LV))
# plot the time series of both populations
plot(data.LV$time,data.LV$N, main="Time series of L-V equations", xlab="time", 
     ylab="Population densities N, P",
     type="l", col="green", 
     ylim=c(0,max(data.LV$N,data.LV$C)))
lines(data.LV$time,data.LV$P,col="red")

# plot the trajectories of the system
plot(data.LV$N, data.LV$P, type="l", col="blue", main="Trajectory of L-V equations",
     xlab="Prey density N", ylab="Predator density P", xlim=c(0,5), ylim=c(0,3))
#add Nullclines
nullclines(model.LV, x.lim=c(0.1,5),y.lim=c(0.1,3), parameters=params.LV, system="two.dim", colour=c("green","red"), add=TRUE)

- Owlright

Answer 3

TeachingDemos包中的my.symbols函数允许您定义自己的符号以添加到现有图形中。支持函数ms.arrows已经编码了基本箭头以添加到图形中，您可以轻松修改它（或其他ms.函数）以创建不同的符号以添加。

- Greg Snow