Gráficos de séries temporais no R

Pergunta de dois alunos: como postar duas séries temporáis usando o ggplot? Resolvi responder usando este post. Vou aproveitar então para mostrar como postar séries temporáis usando o ggplot, lattice e o plot padrão do R.

Criando os dados

Para começar, criei um objeto série temporal conforme exemplo da função ts do R. Este objeto na realidade é uma matriz, são três séries temporais ou uma série temporal multivariável.

> dados <- ts(matrix(rnorm(300), 100, 3), start=c(1961, 1), 
              frequency=12)
> dados[1:4,]
       Series 1   Series 2   Series 3
[1,]  1.4165848  2.1049293  1.0155993
[2,] -0.4264193 -0.2730903  0.8754992
[3,]  0.5120809 -0.4023986  1.9757084
[4,]  0.1375277 -0.5043973 -0.7795633

Plot básico

Se usarmos o comando padrão de plot do pacote basic do R, temos o seguinte plot.

> plot(ts)

Obviamente, neste e nos próximos exemplos, estou mostrando o uso mais básico das funções, sem me preocupar com nenhum ajuste de formatação, legenda, rótulos, cores etc.

No pacote lattice

No pacote Lattice, temos a função xyplot que contém vários parâmetros para geração do gráfico. Explorei apenas a forma de gerar uma série por painel e todas as séries em um painel.

> xyplot(dados)

> xyplot(dados, superpose = TRUE) 

A página de help da função xyplot contém muito mais informação sobre os demais parâmetros da função. A função xyplot também tem um método específico para lidar com objetos da classe Zoo do pacote zoo.

No pacote ggplot

Finalmente, como fazer no ggplot? Este foi o mais difícil. Demorei bastante a encontrar referências via google. As mais relevantes que encontrei foram:

• scale_date
• ggplot2: two time series with different dates
• Using ggplot, how to have the x-axis of time series plots set up automatically?

O último link é a dica de como transformar um objeto ts em um data.frame:

datas <- seq(as.Date(paste(c(start(dados),1), collapse="/")), 
             by = "month", length.out = length(dados))
dados.df <- data.frame(date = datas, value = dados)

E finalmente consegui plotar uma série das três com:

> ggplot(data=dados.df) + geom_line(aes(date, value.Series.1))

Para conseguir em um único gráfico as três séries temporais, tive mais trabalho. Primeiro em transformar os dados em um data.frame que pudesse ser entendido pelo ggplot.

> tmp <- stack(dados.df, select = -1)
> tmp$date <- dados.df[,1]

E finalmente, o novo plot:

> ggplot(data=dados.df) + geom_line(aes(date, value.Series.1))

Conclusão

Não existe pacote melhor ou pior, cada um é mais adequado para cada situação. No particular problema de plotar multiplas séries temporais, sem nenhuma dúvida, preferi a facilidade do lattice em lidar com objetos ts.