使用 sf 的地理空间地图

使用 shinydashboard 构建仪表板

Png Kee Seng

Researcher

sf 简介

使用 sf 创建地理空间地图
- 即"simple features"（简单要素）的缩写
sf 可视化总是分图层创建
- 如同在空白画布上逐层叠加笔触
- 本节不深入展开地理空间可视化

空白画布上的笔触。

¹ Image by rawpixel.com on Freepik

导入库与地理空间数据

导入 sf 和 tidyverse
使用 st_read() 与 st_as_sf() 读取 KML（Keyhole Markup Language）文件
- london_poly：伦敦的地理空间"边界"
- london_loop：环绕伦敦的（近似）"路径"
- london_capital：连接伦敦内区部分的"路径"
- listings_geo：Airbnb 房源的"坐标"

library(sf)
library(tidyverse)

london_poly <- st_read("../data/london_boroughs_boroughs_kml.kml",
                            drivers = "KML", quiet=TRUE)

london_loop <- st_read("../data/London-Loop-SWC-Walk-L24.kml",
                       drivers = "KML", quiet=TRUE)

london_capital <- st_read("../data/Capital-Ring-SWC-Walk-L23.kml",
                          drivers="KML", quiet=TRUE)

listings_geo <- st_as_sf(listings,
                         coords = c("longitude", "latitude"))

sf 对象类型：MULTIPOLYGON（多多边形）

london_poly$geometry

Geometry set for 33 features 
Geometry type: MULTIPOLYGON

Dimension:     XY
Bounding box:  xmin: -0.508813 ymin: 51.28691 ...
Geodetic CRS:  WGS 84
First 5 geometries:
MULTIPOLYGON (((-0.183361 51.66868, -0.183383 5...
MULTIPOLYGON (((0.158044 51.50904, 0.156309 51....
MULTIPOLYGON (((-0.212138 51.55558, -0.212689 5...
MULTIPOLYGON (((0.076463 51.431, 0.075932 51.43...
MULTIPOLYGON (((-0.140804 51.56946, -0.14081 51...

10 边随机多边形。

15 边随机多边形。

sf 对象类型：LINESTRING（线串）

london_loop$geometry

Geometry set for 1 feature 
Geometry type: LINESTRING
Dimension:     XYZ
Bounding box:  xmin: -0.499406 ymin: 51.29375 xmax: 0.257656 ymax: 51.67563
z_range:       zmin: 0 zmax: 174
Geodetic CRS:  WGS 84
LINESTRING Z (0.236477 51.48095 1, 0.235149 51....

london_capital 同理

sf 对象类型：POINT（点）

listings_geo$geometry

Geometry set for 69351 features 
Geometry type: POINT
Dimension:     XY
Bounding box:  xmin: -0.5236 ymin: 51.27248 xmax: 0.30515 ymax: 51.70893
CRS:           NA
First 5 geometries:
POINT (-0.05396 51.52874)
POINT (-0.1127 51.56861)
POINT (-0.07426 51.52851)
POINT (-0.10484 51.52478)
POINT (-0.20004 51.51464)

使用 plot() 绘制多边形

使用 st_geometry() 创建多边形
使用 plot()
通过设置 col 为每个多边形填充不同颜色

plot(st_geometry(london_poly), axes=TRUE, 
                border=grey(0.2, 0.5))

plot(st_geometry(london_poly), 
        col = sf.colors(length(london_poly$Name), 
                        categorical = TRUE), 
        axes=TRUE, border=grey(0.2, 0.5))

未填充颜色的多多边形绘图。

填充颜色的多多边形绘图。

使用 plot() 绘制折线

使用 st_geometry() 为 london_loop 绘制折线
- 将 add 设为 TRUE
- 将 col 改为蓝色
对 london_capital 重复上述操作

plot(st_geometry(london_loop),

        add=TRUE,

        col="blue")

plot(st_geometry(london_capital), 
        add=TRUE, 
        col="darkgreen")

带一条环形路径的地图。

带两条环形路径的地图。

使用 plot() 绘制点

使用 st_geometry() 添加点

plot(st_geometry(listings_geo), add=TRUE, col='red')

绘制 sf 点。

使用 ggplot() 绘制多边形

可用 ggplot() 绘制 sf 图层
需要让两个图层的坐标参考系（CRS）一致

使用 ggplot 创建的地理空间地图。

num_listings <- listings %>% 
  group_by(neighbourhood) %>%
  summarize(`Number of listings` = n(),
            longitude = mean(longitude),
            latitude = mean(latitude),
            .groups = "drop") %>%

  st_as_sf(coords = c("longitude", "latitude"))

st_crs(num_listings) <- st_crs(london_poly)

ggplot_map <- ggplot(london_poly) + 
  geom_sf(aes(fill = Name)) +

  geom_sf_label(data=num_listings, 
              aes(label=`Number of listings`)) +
  theme_classic()

Passons à la pratique !

使用 shinydashboard 构建仪表板