在R中绘制距离和方位

Question

我收集了船上海鸟骚扰的数据。我在船上配有测距望远镜和角板。对于我调查的每只鸟，我有一个相对于船舶航线的起始距离和方位。我也有鸟的反应距离和方位（或者在某些情况下没有反应）。

我想制作一个两个面板图，显示起始距离和轴承位置，另一个显示终止距离和轴承。理想情况下，第二个图将采用颜色编码（或pch编码）来显示不同的反应类型。

我的数据采用这种格式

      date_id dist bear act
550 40711_027  200   30   f
551 40711_028  500   45   n
552 40711_028  450   60   n
553 40711_028  400   75   n
554 40711_028  371   80   f
555 40711_029  200    5   f
556 40711_030  200   10   d
557 40711_031  400   30   n
558 40711_031  350   30   d

以下是您可以使用

播放的格式的数据

id <- c(1,2,2,2,2,3,4,5,5)
dist <- c(200,500,450,400,371,200,200,400,350)
bear <- c(30,45,60,75,80,5,10,30,30)
act <- c("f","n","n","n","f","f","d","n","d")

dat <- data.frame(id, dist, bear, act)

正如您所看到的那样，有一些id重复，而另一些只有一行。我想绘制第一个dist并在一个情节上进行策划，并在另一个情节中绘制最后一个dist和bear（每个id）。对于只有一次观察的鸟类来说，这些可能是相同的。根据＆＃39; act＆＃39;对第二个图中的点进行颜色编码会很不错。柱。轴承没有左或右的名称，所以我可以将所有的点都放在中线的一侧或另一侧但是如果你知道如何随意地将它们放在中心线的左侧或右侧。理想情况下，情节看起来像这样。

更新：根据@jbaums的建议，使用他发现的here其他问题的代码。

get.coords <- function(a, d, x0, y0) {
  a <- ifelse(a <= 90, 90 - a, 450 - a)
  data.frame(x = x0 + d * cos(a / 180 * pi), 
             y = y0+ d * sin(a / 180 * pi))
}

rotatedAxis <- function(x0, y0, a, d, symmetrical=FALSE, tickdist, ticklen, ...) {
  if(isTRUE(symmetrical)) {
    axends <- get.coords(c(a, a + 180), d, x0, y0)    
    tick.d <- c(seq(0, d, tickdist), seq(-tickdist, -d, -tickdist))      
  } else {
    axends <- rbind(get.coords(a, d, x0, y0), c(x0, y0))
    tick.d <- seq(0, d, tickdist)
  }
  invisible(lapply(apply(get.coords(a, d=tick.d, x0, y0), 1, function(x) {
    get.coords(a + 90, c(-ticklen, ticklen), x[1], x[2])
  }), function(x) lines(x$x, x$y, ...)))
  lines(axends$x, axends$y, ...)
}

plot.new()
plot.window(xlim=c(-1000,1000),ylim=c(-1000, 1000), asp=1) 
polygon(get.coords(seq(0,180, length.out=1000),1000,0,0),lwd=2)
polygon(get.coords(seq(0,180, length.out=750),750,0,0),lwd=2)
polygon(get.coords(seq(0,180, length.out=500),500,0,0),lwd=2)
polygon(get.coords(seq(0,180, length.out=250),250,0,0),lwd=2)

rotatedAxis(0, 0, a=90, d=1000, tickdist=100, ticklen=1)
rotatedAxis(0, 0, a=45, d=1000, tickdist=100, ticklen=1)
rotatedAxis(0, 0, a=135, d=1000, tickdist=100, ticklen=1)

obs <- with(dat, get.coords(bear, dist, 0, 0))
points(obs)

这给了我这个更接近我的目标的绘图！谢谢@jbaums。

我的问题是我无法弄清楚如何将90楔形从0到90绘制（因为这是我收集数据的地方。

当收集到多个观察结果时，我还需要一些关于仅选择第一个（以及后一个）观察的指导。

Answer 1

如果您想更仔细地重新创建示例图，请尝试以下操作：使用dat和最初发布的get.coords函数here：

# Define function to calculate coordinates given distance and bearing
get.coords <- function(a, d, x0, y0) {
  a <- ifelse(a <= 90, 90 - a, 450 - a)
  data.frame(x = x0 + d * cos(a / 180 * pi), 
             y = y0+ d * sin(a / 180 * pi))
}

# Set up plotting device
plot.new()
par(mar=c(2, 0, 0, 0), oma=rep(0, 4))
plot.window(xlim=c(-1100, 1100), ylim=c(-100, 1100), asp=1)

# Semicircles with radii = 100 through 1000
sapply(seq(100, 1000, 100), function(x) {
  lines(get.coords(seq(270, 450, length.out=1000), x, 0, 0))
})

# Horizontal line
segments(-1000, 0, 1000, 0)

# 45-degree lines
apply(get.coords(c(360-45, 45), 1000, 0, 0), 1, 
      function(x) lines(rbind(x, c(0, 0)), lwd=2))

# Plot white curves over black curves and add text
sapply(seq(100, 1000, 100), function(x) {
  txt <- paste0(x, 'm')
  w <- strwidth(txt, cex=0.9)/2
  a <- atan(w/x)/pi*180
  lines(get.coords(seq(-a, a, length=100), x, 0, 0), 
        lwd=2.5, col='white')
  text(0, x, txt, cex=0.8)
})

# Add points
points(with(dat, get.coords(-bear, dist, 0, 0)), pch=20)

# Add triangle
polygon(c(0, -30, 30), c(-5, -55, -55), col='black')

请注意，我已将点数的角度传递给get.coords -bear，因为您的示例图表示您正在从正y轴逆时针计算轴承。 get.coords函数需要从正x轴顺时针计算角度，负角度（如-bear所示）将被解释为360减去角度。

Answer 2

不确定我是否理解您的所有要求，但以下是我的解决方案＃34;起点＆＃34;情节：

#install.packages("plotrix")
library("plotrix")

id <- c(1,2,2,2,2,3,4,5,5)
dist <- c(200,500,450,400,371,200,200,400,350)
bear <- c(30,45,60,75,80,5,10,30,30)
act <- c("f","n","n","n","f","f","d","n","d")

dat <- data.frame(id, dist, bear, act)

##Define a function that converts degrees to radians
#NOTE: Authored by Fabio Marroni
#URL: http://fabiomarroni.wordpress.com/2010/12/23/r-function-to-convert-degrees-to-radians/
degrees.to.radians<-function(degrees=45,minutes=30)
{
  if(!is.numeric(minutes)) stop("Please enter a numeric value for minutes!\n")
  if(!is.numeric(degrees)) stop("Please enter a numeric value for degrees!\n")
  decimal<-minutes/60
  c.num<-degrees+decimal
  radians<-c.num*pi/180
  return(radians)
}

#Plot the canvas
plot(0, 0, type = "n", xaxt = "n", yaxt = "n", asp=1,
     xlim = c(0, max(dat$dist)), ylim =  c(0, max(dist)), 
     bty="n", xlab = "", ylab = "", 
     main = "Whatever observations (starting points only)")

#Plot x/y axes
segments(0, 0, max(dat$dist), 0)
segments(0, 0, 0, max(dat$dist))

#Plot axes labels
axis(1, at = seq(0, max(dat$dist), 100), labels = seq(0, max(dat$dist), 100))

#Plot the equal-distance arcs
dist = 100
while(dist < max(dat$dist)){
  draw.arc(0, 0, radius = dist, deg1 = 0, deg2 = 90, n = 100, col = "blue")
  dist <- dist + 100
}

#Plot the 1st point (cause it's always an starting point)
x <- dat[1, ]$dist*sin(degrees.to.radians(dat[1, ]$bear))
y <- dat[1, ]$dist*cos(degrees.to.radians(dat[1, ]$bear))
points(x, y, pch = 21)

for(i in 2:nrow(dat)){
  #Only plot starting points
  if(dat[i, ]$id != dat[i-1, ]$id){
    #Determin the x and y for each point
    x <- dat[i, ]$dist*sin(degrees.to.radians(dat[i, ]$bear))
    y <- dat[i, ]$dist*cos(degrees.to.radians(dat[i, ]$bear))

    #Adding starting points
    points(x, y, pch = 21)
  }
}

如果这是您想要的，您可以根据＆＃34;结束点＆＃34;进行调整。情节。您可以在point（）函数中添加col参数并使用＆＃34; act＆＃34;对点进行颜色编码。