r - 在 R 中给定边界内使用 sf 的点的平滑密度图
问题描述
我正在尝试为 R 中的多个点创建一个平滑的地图,但我在这里没有找到完美的解决方案。
library(mapchina)
library(sf)
library(dplyr)
library(ggplot2)
# Create some sample data
sf_beijing = china %>%
filter(Code_Province == '11') %>%
st_transform(4326)
sf_points = data.frame(
lat = c(39.523, 39.623, 40.032, 40.002, 39.933, 39.943, 40.126, 40.548),
lon = c(116.322, 116, 116.422, 116.402, 116.412, 116.408, 116.592, 116.565)
) %>%
st_as_sf(coords = c("lon", "lat"), crs = 4326)
# Plot the boundary for Beijing and the points
ggplot() +
geom_sf(data = sf_beijing, fill = NA) +
geom_sf(data = sf_points, color = 'red') +
theme_test()
此外,我发现这个解决方案可以为sf
点创建一个平滑的地图。这个解决方案的问题是平滑的地图没有完全填充在北京的边界内,并且一些平滑的部分超出了边界。
ggplot() +
stat_density_2d(data = sf_points,
mapping = aes(x = purrr::map_dbl(geometry, ~.[1]),
y = purrr::map_dbl(geometry, ~.[2]),
fill = stat(density)),
geom = 'tile',
contour = FALSE,
alpha = 0.8) +
geom_sf(data = sf_beijing, fill = NA) +
geom_sf(data = sf_points, color = 'red') +
scale_fill_viridis_c(option = 'magma', direction = -1) +
theme_test()
ggsave('p1.png', width = 7, height = 8)
我的问题是:有没有办法为这些点创建一个平滑的地图,并且平滑的地图完美地填充在外部边界内(没有空白也没有“侵入”)?
解决方案
我想提出以下方法。这很复杂,可能有更有效的解决方案,但我认为它有效。
加载包
library(mapchina)
library(sf)
#> Linking to GEOS 3.9.0, GDAL 3.2.1, PROJ 7.2.1
library(spatstat)
#> Loading required package: spatstat.data
#> Loading required package: spatstat.geom
#> spatstat.geom 2.2-2
#> Loading required package: spatstat.core
#> Loading required package: nlme
#> Loading required package: rpart
#> spatstat.core 2.3-0
#> Loading required package: spatstat.linnet
#> spatstat.linnet 2.3-0
#>
#> spatstat 2.2-0 (nickname: 'That's not important right now')
#> For an introduction to spatstat, type 'beginner'
library(ggplot2)
创建一个多边形和一些示例数据。请注意,我设置了一个预计的 CRS,因为它是spatstat
包装要求的(见下文)。
sf_beijing = china %>%
dplyr::filter(Code_Province == '11') %>%
st_transform(32650)
sf_points = data.frame(
lat = c(39.523, 39.623, 40.032, 40.002, 39.933, 39.943, 40.126, 40.548),
lon = c(116.322, 116, 116.422, 116.402, 116.412, 116.408, 116.592, 116.565)
) %>%
st_as_sf(coords = c("lon", "lat"), crs = 4326) %>%
st_transform(32650)
将点转换为ppp
对象。检查?ppp
并参考其中的更多详细信息。
ppp_points <- as.ppp(sf_points)
转换sf_beijing
为owin
+ 将窗口添加到ppp_points
. 检查?Window
更多细节。
Window(ppp_points) <- as.owin(sf_beijing)
阴谋
par(mar = rep(0, 4))
plot(ppp_points, main = "")
平滑点
density_spatstat <- density(ppp_points, dimyx = 256)
转换density_spatstat
为星星对象。查看https://r-spatial.github.io/stars/index.html了解更多详情。
density_stars <- stars::st_as_stars(density_spatstat)
#> Registered S3 methods overwritten by 'stars':
#> method from
#> st_crs.SpatRaster sf
#> st_crs.SpatVector sf
转换density_stars
为sf
对象
density_sf <- st_as_sf(density_stars) %>%
st_set_crs(32650)
阴谋
ggplot() +
geom_sf(data = density_sf, aes(fill = v), col = NA) +
scale_fill_viridis_c() +
geom_sf(data = st_boundary(sf_beijing)) +
geom_sf(data = sf_points, size = 2, col = "black")
由reprex 包于 2021-08-04 创建 (v2.0.0 )
使用spatstat
包估计平滑值,它们非常适合原始边界。dimyx
如果您真的需要填补微小的空隙,请增加 的值。检查?density.ppp
和其中的参考资料以获取更多详细信息。
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