r - 使用 R 的邻近地图

Question

我正在寻找使用 R 创建一些邻近地图，它显示区域与某些点的距离。我在 R 代码中找不到任何示例，但我找到了我想要的输出：

它不一定必须具有所有标签/内部边界魔法，但我希望它停在海上边界（考虑使用该rgeos功能gintersection- 请参阅此处）。

我已经尝试将密度图作为“热图”（这将是一个很好的解决方案/替代方案）并将 shapefile 放在顶部（按照这个建议，但他们没有排队，我不能做一个gintersection，可能是因为密度图没有附加坐标系。

Answer 1

我用你的问题来玩一些新的图书馆......

获取英国地图并定义随机点

library(raster)
library(sf)
library(ggplot2)
library(dplyr)
library(tidyr)
library(forcats)
library(purrr)

# Get UK map
GBR <- getData(name = "GADM", country = "GBR", level = 1)
GBR_sf <- st_as_sf(GBR)

# Define 3 points on the UK map
pts <- matrix(c(-0.4966766, -2.0772529, -3.8437793, 
                51.91829, 52.86147, 56.73899), ncol = 2)
# Project in mercator to allow buffer with distances
pts_sf <- st_sfc(st_multipoint(pts), crs = 4326) %>% 
  st_sf() %>%
  st_transform(27700)

ggplot() +
  geom_sf(data = GBR_sf) +
  geom_sf(data = pts_sf, colour = "red")

计算缓冲区

multipolygons我们为每个缓冲距离创建一个列表。点数据集必须在投影坐标（此处为墨卡托）中，因为缓冲距离在坐标系的比例中。

# Define distances to buffer
dists <- seq(5000, 150000, length.out = 5)
# Create buffer areas with each distances
pts_buf <- purrr::map(dists, ~st_buffer(pts_sf, .)) %>%
  do.call("rbind", .) %>% 
  st_cast() %>%
  mutate(
    distmax = dists,
    dist = glue::glue("<{dists/1000} km"))
# Plot: alpha allows to see overlapping polygons
ggplot() +
  geom_sf(data = GBR_sf) +
  geom_sf(data = pts_buf, fill = "red",
          colour = NA, alpha = 0.1)

去除重叠

缓冲区重叠。在上图中，更强烈的红色是由于透明红色的多个重叠层。让我们删除重叠。我们需要从较大的区域中删除较小大小的缓冲区。然后我需要再次将最小区域添加到列表中。

# Remove part of polygons overlapping smaller buffer
pts_holes <- purrr::map2(tail(1:nrow(pts_buf),-1),
            head(1:nrow(pts_buf),-1),
            ~st_difference(pts_buf[.x,], pts_buf[.y,])) %>%
  do.call("rbind", .) %>% 
  st_cast() %>%
  select(-distmax.1, -dist.1)
# Add smallest polygon
pts_holes_tot <- pts_holes %>% 
  rbind(filter(pts_buf, distmax == min(dists))) %>%
  arrange(distmax) %>%
  mutate(dist = forcats::fct_reorder(dist, distmax))
# Plot and define color according to dist
ggplot() +
  geom_sf(data = GBR_sf) +
  geom_sf(data = pts_holes_tot,
          aes(fill = dist),
          colour = NA) +
  scale_fill_brewer(direction = 2)

移除海中的区域

如果您只想找到陆地部分的邻近区域，我们需要移除海洋中的缓冲区。multipolygons使用相同的投影计算交集。我之前实现了英国地图的联合。

# Remove part of polygons in the sea
# Union and projection of UK map
GBR_sf_merc <- st_transform(st_union(GBR_sf), 27700)
pts_holes_uk <- st_intersection(pts_holes_tot, 
                              GBR_sf_merc)

ggplot() +
  geom_sf(data = GBR_sf) +
  geom_sf(data = pts_holes_uk,
          aes(fill = dist),
          colour = NA) +
  scale_fill_brewer(direction = 2)

这是使用 和其他一些库的最终邻近sf图ggplot2...

Answer 2

基于 Sébastien 的示例，一种更老式的方法：

library(raster)
GBR <- getData(name = "GADM", country = "GBR", level = 1)
pts <- matrix(c(-0.4966766, -2.0772529, -3.8437793, 51.91829, 52.86147, 56.73899), ncol = 2)

r <- raster(GBR, res=1/12)
d <- distanceFromPoints(r, pts)
m <- mask(d, GBR)

plot(m)