在线作图丨数据降维方法②——主坐标分析PCoA

本文介绍了主坐标分析(PCoA)的基本概念,并与PCA进行了对比。PCoA是一种非约束性的数据降维方法,常用于微生物分析。文章详细讲解了如何在云图图网站上,无需R语言,分步骤生成PCoA图,包括上传文件、设置参数、下载结果及后续处理。

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什么是PCoA?
主坐标分析(principal co-ordinates analysis,PCoA)呈现研究数据相似性或差异性的可视化坐标,是一种非约束性的数据降维分析方法,可用来研究样本群落组成的相似性或相异性。PCoA以样本距离为整体考虑,更符合生态学数据特征,在微生物分析领域应用也更为广泛。

PCoA和PCA的区别
与PCA类似,通过一系列的特征值和特征向量进行排序后,选择主要排在前几位的特征值,找到距离矩阵中最主要的坐标,图片是数据矩阵的一个降维投影,它没有改变样本点之间的相互位置关系,只是改变了坐标系统。两者的区别为PCA是基于样本的相似系数矩阵(如欧式距离)来寻找主成分,而PCoA是基于距离矩阵(欧式距离以外的其他距离)来寻找主坐标。
Tips:方法没有绝对的好坏之分,主要是不同的研究目的而采用更为适合的方法进行数据展示。如果实在不知道哪一种方法更适合,可以使用同时使用多个方法进行分析,最终挑选最能解释生物学问题的方案。

如何不使用R语言生成一个PCoA图?
小编和他的小伙伴们开发了一个在线的作图小网站——云图图(www.cloudtutu.com,免费的哦~),操作步骤如下:
①登录网址:www.cloudtutu.com(推荐使用360或者谷歌浏览器)
②输入用户名和密码(小编已经为大家填好了,如果不显示可添加文末二维码添加小编获取),输入验证码后即可登录,不必注册,直接使用,不必担心隐私泄露,是不是诚意满满~
③登录后在工具一栏(基础分析)里找到PCoA,点击进入;
④请按照界面右侧的说明书或者下文进行操作,即可在2分钟内获得一张精美的PCA图喽~
话不多说,我们开始行动吧~

Step 1 上传文件

※目前平台仅支持.txt(制表符分隔)文本文件或者.csv文件的文件上传;
平台可对不规范的数据格式进行部分处理,但还是请您尽量按照示例数据的格式调整数据,以便机器可以识别。数据形式见示例数据:
a) 准备一个数据矩阵(如微生物物种丰度表、基因表达量矩阵、

在R语言中,坐标分析(Principal Coordinates Analysis,简称PCoA)通常用于生物统计学中的样品聚类,特别是在生态学研究中,它可以帮助我们理解样本间的相似性和差异性。然而,在应用PCoA之前,确实需要对性状数据进行一些预处理: 1. **数据准备**:首先,你需要有一个包含所有样本的矩阵或数据框,其中每一列代表一个性状,每一行对应一个个体。数据应该是数值型的,并且最好是中心化(即减去均值)和标准化(除以标准差),以便消除量纲影响和个体间尺度的差异。 2. **检查数据质量**:确认数据无缺失值,异常值(如离群点)可能会影响结果,需要适当处理。有时候也需要检查是否存在相关性极高以至于会破坏PCA的假设的情况。 3. **因子分析或中心化协方差矩阵**:如果数据呈现多重共线性或其他复杂的关系,可以先通过因子分析(Factor Analysis)提取少数几个能解释大部分变异性的因子,然后使用因子得分作为新变量进行PCoA。对于连续性数据,也可以直接计算协方差矩阵。 4. **执行PCoA**:使用`cmdscale()`函数,它可以接受一个基于欧氏距离或相关系数的标准距离矩阵作为输入。这一步会产生一组新的坐标轴,也就是坐标,这些坐标轴按照性状变异的方向排列。 ```R library vegan) # 假设data是一个中心化的样本数据矩阵 dist_matrix <- dist(data, method = "euclidean") # 或者用cor(data)得到相关系数矩阵 pcoa_results <- cmdscale(dist_matrix, k = num_dimensions) # num_dimensions是你想要保留的坐标数 ```
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