Gráficos Snakey con R

Gráficos Snakey con R

Hace unos días ví un informe con un tipo de gráficos poco habitual. Se trataba de una gráfica de flujo que se suelen denominar como diagramas de Sankey.

Se ha quedado con ese nombre por el ingeniero militar irlandés Matthew Henry Phineas Riall Sankey, que aunque no fue el inventor del gráfico, lo usó con acierto para una representación gráfica del flujo de energía en la máquina de vapor.

El caso es que me puse a buscar como hacer este tipo de gráficos en R y encontré una librería llamada networkD3 que, de manera sencilla, permite representar estos diagramas.

Como usar networkD3 para hacer un diagrama Sankey

Lo mejor es que hagamos un ejemplo. Queremos representar el flujo de agua desde las fuentes a los abastecimientos y riegos en una zona y lo haremos con el diagrama Sankey y el paquete networkD3

Básicamente se trata de preparar los datos en una tabla de 3 columnas: origen, destino y volumen de flujo. También tendremos una tabla con los nombres de los nodos.

El código es el siguiente:

 # Ejemplo de diagrama de flujo SANKEY
 library(networkD3)      # cargamos librería

 # Definimos los nodos de la red, que se numeran automáticamente de 0 a ..
 nodes = data.frame("name" = 
                   c("Fuente clara",  # Node 0
                     "Bombeo 1",      # Node 1
                     "Ayt. Villalocos",  # Node 2
                     "Ayt. Torrecilla",         # Nodo 3
                     "C.RR 1",        # Nodo 4
                     "C.RR 2",        # Nodo 5
                     "Embalse alto",  # Nodo 6
                     "Ayt. Puerto Plata", # Nodo 7
                     "Ayt. Jerjes",   # Nodo 8
                     "Fuente Negra"   # Nodo 9
                   ))
 # Definimos ahora los flujos en la forma siguiente:
 # nodo origen, nodo final, cantidad de flujo
 links = as.data.frame(matrix(c(
                        0, 1, 53, # desde, a, cuanto
                        0, 3, 5, 
                        0, 4, 10,
                        1, 3, 5,
                        1, 8, 3,
                        1, 5, 7,
                        1, 4, 5,
                        1, 6, 32,
                        6,2,25,
                        6,7,7,
                        6,3,2,
                        9,3,40,
                        9,1,3),
 byrow = TRUE, ncol = 3))
 # nombramos las columnas con los nombres estándar de la librería networkD3
  names(links) = c("source", "target", "value")
  # Llamamos a la funcion de dibujo del diagrama
  sankeyNetwork(Links = links, Nodes = nodes,
          Source = "source", Target = "target",
          Value = "value", NodeID = "name",
          fontSize= 10, nodeWidth = 50,nodePadding = 10,
          colourScale = JS("d3.scaleOrdinal(d3.schemeCategory10);"
          )
  )  

Colorear flujo

Entre las opciones de la librería está el colorear los flujos, que se denominan Links.

Vamos a ver un ejemplo del gasto energético entre las fuentes de energía y los sectores que la gastan. Los datos originales son una tabla con: origen, destino, nombre, valor, del flujo, y tipo de energía.

  # Descargamos los datos 
    URL <- paste0('https://cdn.rawgit.com/christophergandrud/networkD3/',
          'master/JSONdata/energy.json')
    energy <- jsonlite::fromJSON(URL)
 
    #knitr::kable(head(energy),"html")
    str(energy)
## List of 2
##  $ nodes:'data.frame':   48 obs. of  1 variable:
##   ..$ name: chr [1:48] "Agricultural 'waste'" "Bio-conversion" "Liquid" "Losses" ...
##  $ links:'data.frame':   68 obs. of  3 variables:
##   ..$ source: int [1:68] 0 1 1 1 1 6 7 8 10 9 ...
##   ..$ target: int [1:68] 1 2 3 4 5 2 4 9 9 4 ...
##   ..$ value : num [1:68] 124.729 0.597 26.862 280.322 81.144 ...
    # Pintamos la grafica simple sin colorear flujos
    sankeyNetwork(Links = energy$links, Nodes = energy$nodes, Source = 'source',
          Target = 'target', Value = 'value', NodeID = 'name',
          units = 'TWh', fontSize = 12, nodeWidth = 30)
  # flujo coloreados
    energy$links$energy_type <- sub(' .*', '',
                            energy$nodes[energy$links$source + 1, 'name'])
  
    # los colores del flujo los definimos segun los valores de energy$links$energy_type
    knitr::kable(head(energy$links$energy_type))
x
Agricultural
Bio-conversion
Bio-conversion
Bio-conversion
Bio-conversion
Biofuel
  # pintamos la grafica con flujo coloreados
    sankeyNetwork(Links = energy$links, Nodes = energy$nodes, Source = 'source',
          Target = 'target', Value = 'value', NodeID = 'name',
          LinkGroup = 'energy_type', NodeGroup = NULL)

Esto es todo amigos.