#'###############################################
# PRACTICA 3: GRAFICOS DE DATOS DE SALUD Y CLIMA
#'###############################################

# LIBRERIAS -------------------------------------------------------------------
library(tidyverse)
library(aweek)
library(lubridate)
library(sf)
library(janitor)
library(ggsn)

# BASE DE DATOS ---------------------------------------------------------------

#   Cargamos la data con el comando readRDS

salud_clima_lamb<-readRDS(file = "data_cruda/salud_clima_lamb.rds")

salud_clima_dep<-readRDS(file = "data_cruda/salud_clima_departamento.rds")

# PROCEDIMIENTO ---------------------------------------------------------------
# primero preparamos la data que queremos visualizar.
# Vamos a calcular una matriz con a nivel semanal 
# tanto para la provincias de Lambayeque y para Departamentos del Perú

# para la base con datos de Lambayeque, agrupamos por semana y provincia,
# luego calculamos sumas para los casos y pp y promedios para las temperaturas.
casos_semanales_lamb<-salud_clima_lamb %>%
  group_by(semana,provincia)%>%
  summarise(casos=sum(casos),
            tmax=mean(tmax_sem_prov,na.rm=T),
            tmin=mean(tmin_sem_prov,na.rm=T),
            tmean=mean(tmean_sem_prov,na.rm=T),
            pp=mean(pp_sem_prov,na.rm=T))%>%
  ungroup()

salud_clima_lamb<-salud_clima_lamb%>%
  rename(tmax=tmax_sem_prov,
         tmin=tmin_sem_prov,
         tmean=tmean_sem_prov,
         pp=pp_sem_prov)

# el mismo procedimiento se realiza para la base de departamentos,
# antes necesitamos crear la observacion semana para agrupar por esta.

salud_clima_dep<-salud_clima_dep%>%
  mutate(semana=as.integer(substring(fechaepi,7,8)))

casos_semanales_dep<-salud_clima_dep %>%
  group_by(semana,departamento)%>%
  summarise(casos=sum(casos),
            tmax=mean(tmax,na.rm=T),
            tmin=mean(tmin,na.rm=T),
            tmean=mean(tmean,na.rm=T),
            pp=mean(pp,na.rm=T))%>%
  ungroup()

# 1) Graficos de lineas ----

##  1.1) casos de dengue
### 1.1.1)casos de dengue por semana Lambayeque

linea_casos_semanales_lamb<-ggplot(data=casos_semanales_lamb,aes(x=semana))+
      geom_line(aes(y=casos),color="steelblue4", lwd=0.5)+ #agregamos geom de linea, color "steelblue" y ancho de linea de 0.5
      scale_x_continuous(breaks=1:53,expand = c(0,0)) +    #escalamos el eje X como una variable continua con valores de 1:53 y eliminamos el espacio entre ejes
      scale_y_continuous(expand = c(0,0))+
      theme_bw() +                                         #seleccionamos tema de defecto BW de ggplot2 
      theme(axis.text.x = element_text(size = 6))+         #cambiamos el tamaño del texto del eje x
      labs(x="Semanas",y="Casos de dengue",
           caption = "Fuente: Elaboración propia",
           title = "Casos de Dengue Semanales para provincias de Lambayeque, periodo 2010-2020")+
      facet_wrap(~provincia,nrow = 3,scales="free_y")      #creamos facetas segun las provincias

ggsave(linea_casos_semanales_lamb,filename = "graficos/1.1.1 Casos de dengue por semana.jpg",
       width = 9.0,height = 4.5)


### 1.1.2) Linea de tiempo de casos de dengue para Lambayeque
linea_casos_totales_lamb<-ggplot(data=salud_clima_lamb,aes(x=fecha,y=casos))+
      geom_line(color="steelblue4", lwd=0.5)+
      scale_x_date(expand = c(0,0),date_labels = "%W-%Y",
                   breaks = "12 weeks") +                 #comando para escalar el eje X a una fecha
      scale_y_continuous(expand = c(0,0))+
      geom_vline(xintercept=as.Date(seq(from = as.Date("2010-01-01"),
                to = as.Date("2021-01-01"),by = "1 year")), linetype=4)+  #dibujamos lineas verticales en cada año
      theme_bw()+
      theme(axis.text.x = element_text(angle=90))+ 
      labs(x="Semana Epidemeológia",y="Casos de dengue",
           caption = "Fuente: Elaboración propia",
           title = "Casos de Dengue en Lambayeque, periodo 2010-2020")+
      facet_wrap(~provincia,nrow = 3,scales="free_y")

ggsave(plot = linea_casos_totales_lamb,filename = "graficos/1.1.2 linea de tiempo de casos de dengue.jpg",
       width = 9.0,height = 4.5)

##  1.2) temperatura

###1.2.1) Temperatura por semana

linea_temp_semanal_lamb<-ggplot(data=casos_semanales_lamb,aes(x=semana))+
  geom_line(aes(y=tmax,color="Tmax"), lwd=0.8)+
  geom_line(aes(y=tmin,color="Tmin"), lwd=0.8)+
  geom_line(aes(y=tmean,color="Tmean"), lwd=0.8)+
  scale_x_continuous(breaks=1:53,expand = c(0,0)) + 
  theme_bw() +
  theme(axis.text.x = element_text(size = 6),
        legend.position = "bottom")+
  labs(x="Semanas",y="Temperatura (ºC)",
       caption = "Fuente: Elaboración propia",
       title = "Promedio Semanales de Temperatura para Lambayeque, periodo 2010-2020",
       color="")+
  facet_wrap(~provincia,nrow = 3,scales="free_y")

ggsave(linea_temp_semanal_lamb,filename = "graficos/1.2.1 linea Temperatura por semana.jpg",
       width = 9.0,height = 4.5)


### 1.2.2) linea de tiempo de temperatura 

linea_temp_total_lamb<-ggplot(data=salud_clima_lamb,aes(x=fecha))+
      geom_line(aes(y=tmax,color="Tmax"), lwd=0.8)+
      geom_line(aes(y=tmin,color="Tmin"), lwd=0.8)+
      geom_line(aes(y=tmean,color="Tmean"), lwd=0.8)+
      scale_x_date(expand = c(0,0),date_labels = "%W-%Y",
                   breaks = "12 weeks") +
      scale_y_continuous(expand = c(0,0))+
      geom_vline(xintercept=as.Date(seq(from = as.Date("2010-01-01"),
                to = as.Date("2021-01-01"),by = "1 year")), linetype=4)+
      theme_bw()+
      theme(axis.text.x = element_text(angle=90,size = 8),
            legend.position = "bottom")+
      labs(x="Fecha",y="Temperatura (ºC)",
           caption = "Fuente: Elaboración propia",
           title = "Temperatura semanal de Lambayeque, periodo 2010-2020",
           color="")+
      facet_wrap(~provincia,nrow = 3,scales="free_y")

ggsave(plot = linea_temp_total_lamb,filename = "graficos/1.2.2 linea de tiempo de temperatura.png",
       width = 9.0,height = 4.5)

# 2) Graficos de heat map ----

##  2.1) casos 

###casos de dengue por semana
tiles_casos_semanales<-ggplot(data=casos_semanales_dep,aes(x=semana,y=departamento))+
  geom_tile(aes(fill=casos))+
  scale_x_continuous(breaks=1:53,expand = c(0,0)) + 
  scale_y_discrete(expand = c(0,0))+
  scale_fill_viridis_c(trans="log",option = "plasma",breaks=c(1,10,100,1000))+
  theme_bw()+
  theme(legend.position = "bottom",
        axis.text.x = element_text(size = 7),
        axis.text.y = element_text(size = 7))+
  labs(x="Semanas",y="Departamento",
       caption = "Fuente: Elaboración propia",
       title = "Casos de Dengue Semanales, periodo 2010-2020",
       fill="Casos")

ggsave(tiles_casos_semanales,filename = "graficos/2.1 Heatmap de dengue por semana.jpg",
       width = 9.0,height = 4.5)

##  2.2) temperatura media 

tiles_temp_semanal<-ggplot(data=casos_semanales_dep,aes(x=semana,y=departamento))+
  geom_tile(aes(fill=tmean))+
  scale_x_continuous(breaks=1:53,expand = c(0,0)) + 
  scale_y_discrete(expand = c(0,0))+
  scale_fill_gradientn(colours = c("#053061","#246BAE",#549EC9","#A6CFE3",
                                   "#E1EDF3","#FAE7DC","#F7B799","#DC6F58",
                                   "#B6202E","#67001F"))+
  theme_bw()+
  theme(legend.position="bottom",axis.text.x = element_text(size = 7),
        axis.text.y = element_text(size = 7))+
  labs(x="Semanas",y="Departamento",
       caption = "Fuente: Elaboración propia",
       title = "Temperatura media semanal, periodo 2010-2020",
       fill="Temperatura (ºC)")

ggsave(tiles_temp_semanal,filename = "graficos/2.2 Heatmap de temperatura media por semana.jpg",
       width = 9.0,height = 4.5)

##  2.3) precipitacion 

tiles_pp_semanal<-ggplot(data=casos_semanales_dep,aes(x=semana,y=departamento))+
  geom_tile(aes(fill=pp))+
  scale_x_continuous(breaks=1:53,expand = c(0,0)) + 
  scale_y_discrete(expand = c(0,0))+
  scale_fill_viridis_c(trans="log",breaks=c(1,10,100,1000))+
  theme_bw()+
  theme(legend.position="bottom",axis.text.x = element_text(size = 7),
        axis.text.y = element_text(size = 7))+
  labs(x="Semanas",y="Departamento",
       caption = "Fuente: Elaboración propia",
       title = "Precipitación Media Semanal, periodo 2010-2020",
       fill="precipitación (mm)")

ggsave(tiles_pp_semanal,filename = "graficos/2.3 Heatmap de pp media por semana.jpg",
       width = 9.0,height = 4.5)

# 3) Graficos de barras ----

##  3.1) Casos semanales de dengue para Lambayeque

barras_casos_semanal_lamb<-ggplot(data=casos_semanales_lamb,aes(x=semana,y=casos,fill=provincia))+
  geom_col(position = "dodge")+
  scale_x_continuous(breaks=1:53,expand = c(0,0))+
  scale_y_continuous(expand = c(0,0))+
  scale_fill_viridis_d()+
  theme_bw()+
  theme(legend.key.height = unit(0.1, 'cm'), #cambia la altura de la legenda
        legend.key.width = unit(0.1, 'cm'), #cambia el ancho de la leyenda
        legend.title = element_text(size=8), #cambia el texto del titulo de la leyenda
        legend.text = element_text(size=6), #cambia el texto de los elementos de la leyenda
        legend.position = "bottom",
        legend.background = element_rect(linetype = 1, size = 0.5, colour = 1),
        axis.text.x = element_text(size = 6),
        axis.text.y = element_text(size = 6)) +
  labs(x="Semana",y="Promedios semanales de Casos de dengue",
       caption = "Fuente: Elaboración propia",
       title = "Promedios semanales de Casos de dengue en provincia de Lambayeque, periodo 2010-2020",
       fill="Provincias")

ggsave(barras_casos_semanal_lamb,filename = "graficos/3.1 Barras de casos por semana lamb.jpg",
       width = 9.0,height = 4.5)

##  3.2) Casos semanales de dengue por departamento

barras_casos_semanal_dep<-ggplot(data=casos_semanales_dep,aes(x=semana,y=casos,fill=departamento))+
  geom_col(position = "stack")+
  scale_x_continuous(breaks=1:53,expand = c(0,0))+
  scale_y_continuous(expand = c(0,0))+
  scale_fill_viridis_d()+
  theme_bw()+
  theme(legend.key.height = unit(0.1, 'cm'), #cambia la altura de la legenda
        legend.key.width = unit(0.1, 'cm'), #cambia el ancho de la leyenda
        legend.title = element_text(size=8), #cambia el texto del titulo de la leyenda
        legend.text = element_text(size=6), #cambia el texto de los elementos de la leyenda
        legend.position = "bottom",
        legend.background = element_rect(linetype = 1, size = 0.5, colour = 1),
        axis.text.x = element_text(size = 6),
        axis.text.y = element_text(size = 6)) +
  labs(x="Semana",y="Promedios semanales de Casos de dengue",
       caption = "Fuente: Elaboración propia",
       title = "Promedios semanales de Casos de dengue por departamento, periodo 2010-2020",
       fill="Departamentos")

ggsave(barras_casos_semanal_dep,filename = "graficos/3.2 Barras de casos por semana dep.jpg",
       width = 9.0,height = 4.5)

##  3.3) Precipitacion

barras_pp_semanal<-ggplot(data=casos_semanales_dep,aes(x=semana,y=pp,fill=departamento))+
  geom_col(position = "stack")+
  scale_x_continuous(breaks=1:53,expand = c(0,0))+
  scale_y_continuous(expand = c(0,0))+
  scale_fill_viridis_d()+
  theme_bw()+
  theme(legend.key.height = unit(0.1, 'cm'), #cambia la altura de la legenda
        legend.key.width = unit(0.1, 'cm'), #cambia el ancho de la leyenda
        legend.title = element_text(size=8), #cambia el texto del titulo de la leyenda
        legend.text = element_text(size=6), #cambia el texto de los elementos de la leyenda
        legend.position = "bottom",
        legend.background = element_rect(linetype = 1, size = 0.5, colour = 1),
        axis.text.x = element_text(size = 6),
        axis.text.y = element_text(size = 6)) +
  labs(x="Semana",y="Precipitación (mm)",
       caption = "Fuente: Elaboración propia",
       title = "Promedio semanal de Precipitación por Departamento, periodo 2010-2020",
       fill="Departamentos")

ggsave(barras_pp_semanal,filename = "graficos/3.3 Barras de pp por semana dep.jpg",
       width = 9.0,height = 4.5)


# 4) Graficos de combinados  ----

##  4.1) graficos de barras de casos/ lineas de PP

casos_semanales_dep_lamb<-casos_semanales_dep%>%
  filter(departamento=="LAMBAYEQUE")

casos_pp_tambopata<-ggplot(data=casos_semanales_dep_lamb,aes(x=semana))+
  geom_col(aes(y=casos),fill="steelblue4")+
  geom_line(aes(y=pp*2,color="Promedio semanal de Precipitación"), lwd=0.8)+
  geom_smooth(aes(y=pp*2,color="Linea de Tendencia de la Precipitación"), lwd=0.8,se = F)+
  scale_x_continuous(breaks=1:53,expand = c(0,0))+
  scale_y_continuous(expand = c(0,0),
                     sec.axis = sec_axis(~./2, name = "Precipitación [mm]"))+
  theme_bw()+
  theme(legend.key.height = unit(0.1, 'cm'), #cambia la altura de la legenda
        legend.key.width = unit(0.1, 'cm'), #cambia el ancho de la leyenda
        legend.title = element_text(size=8), #cambia el texto del titulo de la leyenda
        legend.text = element_text(size=8), #cambia el texto de los elementos de la leyenda
        legend.position = "bottom",
        legend.background = element_rect(linetype = 1, size = 0.5, colour = 1),
        axis.text.x = element_text(size = 8),
        axis.text.y = element_text(size = 8)) +
  labs(x="Semana",y="Promedios semanales de Casos de dengue",
       caption = "Fuente: Elaboración propia",
       title = "Promedios semanales de Casos de dengue y precipitación en
el departamento de Lambayeque, periodo 2010-2020",
       fill="",
       color="Leyenda")

ggsave(casos_pp_tambopata,filename = "graficos/4.1 Barras de casos vs linea de pp.jpg",
       width = 9.0,height = 4.5)

# 5) Graficos en mapas ----

#carga de datos shapefile
shp_depa <- st_read('data_cruda/SHP/DEPARTAMENTOS.shp')

# Para mapa por departamento

data_mapa <- salud_clima_dep %>% 
  clean_names() %>% 
  group_by(departamento) %>% 
  summarise(casos = sum(casos, na.rm = T)) %>% 
  ungroup()

shp_depa <- shp_depa %>% 
  clean_names() %>% 
  rename(departamento = departamen) 

data_shp_dep <- merge(shp_depa, data_mapa, by = c('departamento'))

#calculo de cuartiles para el fill del gráfico

quantile(data_mapa$casos)

mapa_casos_dep<-data_shp_dep %>% 
  ggplot(aes(fill = casos, label = departamento)) + 
  geom_sf() +
  geom_sf_label(fill = 'white', alpha = 0.8, size = 2) +
  scale_fill_viridis_c(breaks=c(0,103,4861,14399),trans="log")+
  theme_test()+
  labs(fill = 'Nº de casos', caption = 'Fuente: Elaboración propia',
       x= 'Longitud', y= 'Latitud',
       title = 'Mapa de casos de dengue por departamento, Perú 2010-2020') +
  north(data = data_shp_dep, symbol = 3,location = 'topleft')

ggsave(mapa_casos_dep,filename = "graficos/5.1 Casos por departamento.jpg",
       width = 9,height = 9)