Nothing
alltools=function(x,n=20){
#################################################################################
############################ DATA #######################################
#################################################################################
library(BioFTF)
for (i in 1:ncol(x)) colnames(x)=paste("species",c(1:ncol(x)),sep=" n.")
for (i in 1:nrow(x)) rownames(x)=paste("community",c(1:nrow(x)),sep=" n.")
x
class(x)
x=as.matrix(x)
nsiti=nrow(x)
nspecie=ncol(x)
# matrix with relative abundance
xrel=prop.table(x,1)
xrel
#################################################################################
############################### DOMAIN ###################################
#################################################################################
# fix points of domain
k=(n-1)/2
b=seq(-1,1,1/k)
b[b==0]=0.001 #avoid "shannon" jump close to 0
b[1]=-0.9999 #avoid "richness" jump close to -1
# temp matrix length(b)
appo.beta=matrix(rep(b),length(b),nsiti)
appo.beta
#################################################################################
############################## PROFILES ##################################
#################################################################################
# temp matrix for computing beta profile
appo.profile=matrix(NA,length(b),nsiti)
appo.profile
appo.siti=matrix(rep((xrel),each=length(b)),nsiti*length(b),nspecie)
appo.siti
# compute beta profile
all=length(b)*nsiti
for(i in 1:all) {appo.profile[i]=(1-sum(appo.siti[i,]^(appo.beta[i]+1)))/(appo.beta[i])}
appo.profile[1,]=round(appo.profile[1,]) #the richness must be integer
# plot beta profile
par(mfrow=c(2,3))
for (i in 1:nsiti) {plot(b,appo.profile[,i],type="l",xlim=c(-1,1),ylim=c(0,(nspecie)),lty=i,col=i,xlab="Beta",ylab="Diversity",main="Diversity Profiles")
par(new=TRUE)}
legend(1,nspecie, paste("Com.",c(1:nsiti)),lty=c(1:nsiti),lwd=1,y.intersp=0.65,ncol=1,col=c(1:nsiti),xjust=1,merge=TRUE)
#################################################################################
######################### FIRST #################################
#################################################################################
# temp matrix for computing betaprofile first derivative
appo.first=matrix(NA,length(b),nsiti)
# compute beta profile first derivative without species with null frequencies
appo.siti
appo.siti2=log(appo.siti)
appo.siti2[appo.siti2==-Inf]=0
appo.siti2
for (i in 1:all) appo.first[i]=(sum(appo.siti[i,]^(appo.beta[i]+1)*(1-appo.beta[i]*appo.siti2[i,]))-1)/((appo.beta[i])^2)
appo.first
# plot beta profile first derivative
for (i in 1:nsiti) {plot(b,appo.first[,i],type="l",xlim=c(-1,1),ylim=c(min(appo.first),0),lty=i,lwd=1,col=i,xlab="Beta",ylab="First Derivative",main="First Derivative")
par(new=TRUE)}
legend(1,max(appo.first-1), paste("Com.",c(1:nsiti)),y.intersp=0.65,ncol=1,lty=c(1:nsiti),lwd=1,col=c(1:nsiti),xjust=1,merge=TRUE)
#################################################################################
############################# SECOND ####################################
#################################################################################
# temp matrix for computing betaprofile second derivative
appo.second=matrix(NA,length(b),nsiti)
# compute beta profile second derivative without species with null frequencies
for (i in 1:all) appo.second[i]=(sum((appo.siti[i,]^(appo.beta[i]+1))*(-(appo.beta[i])^2*((appo.siti2[i,])^2)-2+2*appo.beta[i]*appo.siti2[i,]))+2)/((appo.beta[i])^3)
appo.second
# plot beta profile second derivative
for (i in 1:nsiti)
{plot(b,appo.second[,i],type="l",xlim=c(-1,1),ylim=c(0,max(appo.second)),lty=i,lwd=1,col=i,xlab="Beta",ylab="Second Derivative",main="Second Derivative")
par(new=TRUE)}
legend(1,max(appo.second), paste("Com.",c(1:nsiti)),y.intersp=0.65,ncol=1,lty=c(1:nsiti),lwd=1,col=c(1:nsiti),xjust=1,merge=TRUE)
#################################################################################
############################## CURVATURE #################################
#################################################################################
# temp matrix for computing betaprofile curvature
appo.curva=matrix(NA,length(b),nsiti)
# compute beta profile curvature
for (i in 1:all) appo.curva[i]=abs(appo.second[i])/(1+appo.first[i]^2)^(3/2)
appo.curva
# plot beta profile curvature
for (i in 1:nsiti)
{plot(b,appo.curva[,i],type="l",xlim=c(-1,1),ylim=c(min(appo.curva),max(appo.curva)),lty=i,lwd=1,col=i,xlab="Beta",ylab="Curvature",main="Curvature")
par(new=TRUE)}
legend(1,max(appo.curva), paste("Com.",c(1:nsiti)),lty=c(1:nsiti),y.intersp=0.65,ncol=1,lwd=1,col=c(1:nsiti),xjust=1,merge=TRUE)
#################################################################################
############################## RADIUS #################################
#################################################################################
# temp matrix for computing beta profile radius
appo.radius=matrix(NA,length(b),nsiti)
# compute beta profile radius
for (i in 1:all) appo.radius[i]=((1+appo.first[i]^2)^(3/2))/abs(appo.second[i])
appo.radius
# plot beta profile radius
for (i in 1:nsiti)
{plot(b,appo.radius[,i],type="l",xlim=c(-1,1),ylim=c(0,max(appo.radius)),lty=i,lwd=1,col=i,xlab="Beta",ylab="Radius",main="Radius of curvature")
par(new=TRUE)}
legend(1,max(appo.radius), paste("Com.",c(1:nsiti)),lty=c(1:nsiti),y.intersp=0.65,ncol=1,lwd=1,col=c(1:nsiti),xjust=1,merge=TRUE)
# plot beta profile radius zoom
for (i in 1:nsiti)
{plot(b,appo.radius[,i],type="l",xlim=c(-0.5,0.5),ylim=c(0,mean(appo.radius)),lty=i,lwd=1,col=i,xlab="Beta",ylab="Radius",main="Radius of curvature")
par(new=TRUE)}
legend(0.5,mean(appo.radius), paste("Com.",c(1:nsiti)),lty=c(1:nsiti),y.intersp=0.65,ncol=1,lwd=1,col=c(1:nsiti),xjust=1,merge=TRUE)
#################################################################################
############################## ARC LENGTH #################################
#################################################################################
# temp matrix for computing parts of arc length
appo.tratti=matrix(NA,length(b),nsiti)
# compute parts for arc
for (i in 1:all) appo.tratti[i]=sqrt((appo.beta[i+1]-appo.beta[i])^2+(appo.profile[i]-appo.profile[i+1])^2)
appo.tratti
tratti=appo.tratti[-nrow(appo.beta),]
tratti
# temp vector for arc
appo.arc=rep(NA,nsiti)
# compute arc
for (i in 1:nsiti) appo.arc[i]=sum(tratti[,i])
appo.arc
# table with arc
tabarc=data.frame(appo.arc)
for (i in 1:ncol(x)) colnames(tabarc)="arc length"
for (i in 1:nrow(x)) rownames(tabarc)=paste("community",c(1:nrow(tabarc)),sep=" n.")
tabarc
#################################################################################
############################## AREA #################################
#################################################################################
# temp matrix and vector for computing surface area
appo.aree=matrix(NA,length(b),nsiti)
appo.surface=rep(NA,nsiti)
# compute area
for (i in 1:all) appo.aree[i]=(appo.beta[i+1]-appo.beta[i])*(appo.profile[i+1]+appo.profile[i])/2
aree=appo.aree[-nrow(appo.beta),]
for (i in 1:nsiti) appo.surface[i]=sum(aree[,i])
appo.surface
# table with area
tabarea=data.frame(appo.surface)
for (i in 1:ncol(x)) colnames(tabarea)="surface area"
for (i in 1:nrow(x)) rownames(tabarea)=paste("community",c(1:nrow(tabarea)),sep=" n.")
tabarea
#################################################################################
############################## TABLES #################################
#################################################################################
# temp matrix for summary
appo.sintesi=matrix(NA,nsiti,5)
# summary table
appo.sintesi[,1]=appo.profile[1,]
is.even <- function(u) u %% 2 == 0
is.odd <- function(u) u %% 2 == 1
if(is.odd(n)==FALSE) appo.sintesi[,2]=appo.profile[n/2,] else appo.sintesi[,2]=(appo.profile[n/2,]+appo.profile[n/2+1,])/2
appo.sintesi[,3]=appo.profile[n,]
appo.sintesi[,4]=appo.arc
appo.sintesi[,5]=appo.surface
appo.sintesi
results=data.frame(appo.sintesi)
for (i in 1:ncol(x)) colnames(results)=c("Richness","Shannon","Simpson","Arc","Area")
for (i in 1:nrow(x)) rownames(results)=paste("community",c(1:nrow(results)),sep=" n.")
results
# summary table ordered
ranking=results[with(results, order(-Area,-Richness,-Shannon,-Arc)), ]
print("Communities Ranking")
ranking
}
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