使用地理坐标作为igraph r-package中的顶点坐标

Question

在R的igraph包中，我正在努力使用纬度/经度坐标作为图形的布局来绘制社交网络。

想象一下这个简单的例子：一个有4个节点的网络，你知道它的地理位置和连接：

df<-data.frame("from" = c("Bob", "Klaus", "Edith", "Liu"), "to"= c("Edith", "Edith", "Bob", "Klaus"))

在这里你有节点的元数据，所以鲍勃住在纽约，柏林的克劳斯，巴黎的伊迪丝和北京的刘：

meta <- data.frame("name"=c("Bob", "Klaus", "Edith", "Liu"), "lon"=c(-74.00714, 13.37699, 2.34120, 116.40708),  "lat"=c(40.71455, 52.51607, 48.85693, 39.90469))

我们制作了igraph对象......

g <- graph.data.frame(df, directed=T, vertices=meta)

...我们将布局定义为经度/纬度坐标

lo <- layout.norm(as.matrix(meta[,2:3]))
plot.igraph(g, layout=lo)

如果你使用这些（真实的）地理坐标运行这个例子，你会发现它是相对的＆＃34;在位置相对于彼此的意义上是准确的。但是，如果我绘制了很多这样的坐标，那么世界笛卡尔地图看起来就会延伸到＃34;。

有没有办法可以在世界地图上真正绘制节点，以便坐标100％正确，我可以看到节点之间的连接？我真的想继续使用igraph包，因为它提供了许多我以后想要分析节点之间链接的功能。

Answer 1

正如我在评论中所建议的那样，解决方案的一个要素无疑是rescale = FALSE igraph::plot()参数。 OP问为什么ey得到一个空的情节呢？这是因为绘图区域仍然沿x轴和y轴限制为[-1; 1]间隔。这是igraph::plot()的默认值。因此，我们需要提供xlim = c(-180, 180)和ylim = c(-90, 90)参数。这已经给出了正确的定位。但是，如果我们的目标是生成一个带有世界地图的图形，也许最好将igraph图写入cairo SVG设备。然后我们将能够在任何SVG编辑器中将地图放置在图表后面（例如Inkscape是一个很好的解决方案），我们仍然可以自由地缩放和编辑图形和标签。为此，需要设置一些其他igraph.plotting参数，但这已经是比例和美学。这是我用来生成SVG输出的代码：

#!/usr/bin/Rscript

require(igraph)
require(Cairo)

df <- data.frame("from" = c("Bob", "Klaus", "Edith", "Liu"), 
    "to" = c("Edith", "Edith", "Bob", "Klaus"))

meta <- data.frame("name" = c("Bob", "Klaus", "Edith", "Liu"), 
    "lon" = c(-74.00714, 13.37699, 2.34120, 116.40708), 
    "lat" = c(40.71455, 52.51607, 48.85693, 39.90469))

g <- graph.data.frame(df, directed = TRUE, vertices = meta)

lo <- layout.norm(as.matrix(meta[,2:3]))

dpi = 1.0
Cairo(file = 'map-graph.svg', type = "svg", 
    units = "in", 
    width = 4 / dpi, 
    height = 2 / dpi, 
    dpi = dpi)

plot.igraph(g, 
    layout = lo, 
    xlim = c(-180, 180), 
    ylim = c(-90, 90), 
    rescale = FALSE, 
    edge.curved = TRUE, 
    edge.arrow.size = 10 / dpi, 
    edge.arrow.width = 0.5 / dpi, 
    vertex.label.dist = 50 / dpi, 
    vertex.label.degree = 90 / dpi, 
    vertex.size = 200 / dpi, 
    vertex.label.cex = 21 / dpi,
    vertex.frame.color = NA, 
    vertex.label.color = '#FFFF00', 
    edge.color = '#FFFFFF',
    vertex.label.family = 'sans-serif',
    edge.width = 16 / dpi)

dev.off()

当igraph生成的SVG看起来很好时，我们可以在Inkscape中打开它。然后导入（Ctrl+i）地图，以防它是pixmap;或者如果它是矢量图形（例如PDF，SVG）则打开。手动缩放和定位地图以设置与SVG中的图形相同的比例（即，直到点到达正确的位置） - 对于比例缩放，在Inkscape中保持Ctrl。以下是此方法的结果：

（地图图像可供维基共享资源的非商业性公共使用）。

我认为igraph能够生成这样的数字，但这不是该软件的主要目标，因此它有其局限性。在某些时候，您可能会考虑使用一些专门用于执行此类操作的地理信息系统（GIS）软件。我对这些没有经验，但qgis可能值得一看。