Question

我有一个数据框，其中包含经纬度坐标中动物的运动路径。

由此，我得出了速度和地面承载力。数据帧还包含相对于动物位置的风矢量，即在时间t处相对于动物的风速和方位。

我想使用矢量加法来计算动物在空中（而不是相对于地面）的运动，从而计算出动物必须遵循的运动矢量才能产生其地理参考轨迹给定风况。

以下是一些示例数据：

        lat       lon  speed.geo   dir.geo speed.flow   dir.flow
1  58.65417 -3.179046        NaN   0.00000  0.4308415 151.865239
2  58.65483 -3.180403 0.44041631 313.16209  0.4308415 151.865239
3  58.66102 -3.187734 0.05788974 328.34835  0.1310305  95.664332
4  58.66409 -3.190197 0.15473413 337.35945  0.2018593 150.394597
5  58.67433 -3.182058 0.04170939  22.44943  0.1635966  21.383810
6  58.67475 -3.181318 0.24299875  42.15219  0.1635966  21.383810
7  58.67520 -3.181994 0.21488370 322.13387  0.1635966  21.383810
8  58.67472 -3.181549 0.20505462 154.49798  0.1635966  21.383810
9  58.67325 -3.178166 1.11257613 129.96324  0.1379763   4.478803
10 58.67234 -3.177124 0.45663637 149.03759  0.1357501 357.369873

在这里是dput：

structure(list(lat = c(6501.55844075436, 6501.63236163928, 6502.32219361407, 
6502.66453486307, 6503.80350448795, 6503.85070971918, 6503.90114368413, 
6503.84707158286, 6503.68242346453, 6503.5817192008), lon = c(489.610443265389, 
489.531898544151, 489.108436319722, 488.966512812528, 489.441757188732, 
489.484800489562, 489.445733748482, 489.471394150017, 489.667148867539, 
489.727314726641), speed.geo = c(NaN, 0.440416314391926, 0.0578897406018802, 
0.154734132490158, 0.0417093915733849, 0.242998750785266, 0.214883703663591, 
0.205054624380294, 1.11257613127184, 0.45663636779519), dir.geo = c(0, 
313.1620935132, 328.348350423236, 337.359451215582, 22.4494313495932, 
42.1521946548759, 322.133869730753, 154.497980751214, 129.963235575701, 
149.037589410303), speed.flow = c(0.430841479520486, 0.430841479520486, 
0.131030528451571, 0.201859265857843, 0.16359657788002, 0.16359657788002, 
0.16359657788002, 0.16359657788002, 0.137976282783002, 0.135750095569998
), dir.flow = c(151.865238547752, 151.865238547752, 95.6643315716291, 
150.394596637891, 21.3838095217828, 21.3838095217828, 21.3838095217828, 
21.3838095217828, 4.47880272242145, 357.369872864835)), .Names = c("lat", 
"lon", "speed.geo", "dir.geo", "speed.flow", "dir.flow"), row.names = c(NA, 
-10L), class = "data.frame")

预期输出应该是数据框中的另外2列，分别代表动物相对于气流的运动矢量（即其飞行速度和方向）。它实际上是基本的三角法，但我无法在R中计算它。

Answer 1

要对向量求和，则需要处于笛卡尔系统（非极性）上。因此，您应该将其转换为x-y分量系统并求和。

执行所需操作的另一种方法是使用复数表示速度及其方向（例如x是实数，y是虚数）。
以下代码将您的速度值转换为复数，求和，然后提取模数（速度）和参数（dir）。方向再次转换为度。

library(dplyr)
df<-mutate(df,
       complex.geo = complex(modulus = speed.geo, 
                             argument = dir.geo/360*2*pi),
       complex.flow = complex(modulus = speed.flow,
                              argument = (dir.flow/360*2*pi)),
       complex.relat = complex.geo-complex.flow,
       speed.relat = Mod(complex.relat),
       dir.relat = ifelse(Arg(complex.relat)*360/(2*pi)<0,
                          Arg(complex.relat)*360/(2*pi)+360,
                          Arg(complex.relat)*360/(2*pi))) %>%
select(lat,lon,speed.geo,dir.geo,speed.flow,dir.flow,speed.relat,dir.relat)

从相对于地面的动物运动向量中删除风向量，以通过空中产生动物运动向量

1 个答案: