如何根据点是否在多边形内来标记点

Question

我在新西兰观察鸟类的经度和纬度，存储在Count.df，变量count，longitude和latitude下。然而，其中一些出现在海上/海洋中（这是公民科学数据集）。

我想基于这些点是否超出maps::map("nz")中给出的信息来分配这些点，原因有两个：

1. 我想在地图上绘制这些离岸点，也许使用不同的颜色
2. 为了进一步分析，我可能会从数据集中删除它们。

如何在Count.df中根据它们是否属于由map("nz")描述的组（1：3）内部/外部创建一个新变量，该变量保存为“nzmap.dat”？

谢谢，请尽量保持编码术语的简单。

Count.df的子集，我有超过17000个观察值，这里是10.请注意，“count”的值对此问题没有意义。

df <- readr::read_table2(
  "count longitude latitude
3 174.7889 -41.24632
1 174.7764 -41.25923
4 176.8865 -39.67894
1 174.7656 -36.38182
2 175.5458 -37.13479
2 175.5458 -37.13479
1 176.8862 -39.67853
1 170.6101 -45.84626
5 174.9162 -41.25709
2 176.8506 -39.51831"
)

Answer 1

不幸的是，使用maps数据来空间过滤点是相当困难的，因为数据实际上是用于绘图而不是用于进行空间操作。幸运的是，使用sf包来进行这种空间工作相当容易。

1. 首先，我从rnaturalearth包裹获得新西兰边界，这是一个方便的国家边界来源。我做了一些转换，只保留shapefile中最大的三个多边形，因为否则我们会绘制很多可能与此地图无关的远处岛屿。
2. 然后我在新西兰附近产生一些随机点。你可以看到tibble只是一列经度和一列纬度。我们将其转换为带有st_as_sf的点几何图形并绘制它，以显示它的外观。
3. 最后，我们可以使用st_within检查每个点是否在nz边界内。 st_within返回每个点的点所在的多边形索引列表，因此我们可以使用lengths来获得我们想要的结果。这里0的任何内容都不在边界内，1的任何内容都在边界内。使用此新on_land属性进行绘图可显示离岸点已适当着色。

library(tidyverse)
library(sf)
#> Linking to GEOS 3.6.1, GDAL 2.2.3, proj.4 4.9.3
library(rnaturalearth)

nz <- ne_countries(country = "New Zealand", returnclass = "sf", scale = "large") %>%
  st_cast("POLYGON") %>%
  mutate(area = st_area(geometry)) %>%
  top_n(3, area)
#> Warning in st_cast.sf(., "POLYGON"): repeating attributes for all sub-
#> geometries for which they may not be constant

points <- tibble(
  x = runif(1000, st_bbox(nz)[1], st_bbox(nz)[3]),
  y = runif(1000, st_bbox(nz)[2], st_bbox(nz)[4])
)
points
#> # A tibble: 1,000 x 2
#>        x     y
#>    <dbl> <dbl>
#>  1  167. -44.5
#>  2  175. -40.9
#>  3  177. -43.8
#>  4  167. -44.8
#>  5  173. -39.3
#>  6  173. -42.1
#>  7  176. -41.9
#>  8  171. -44.9
#>  9  173. -41.2
#> 10  174. -39.5
#> # ... with 990 more rows
points <- st_as_sf(points, coords = c("x", "y"), crs = 4326)
plot(nz$geometry, col = "red")
plot(points, pch = 19, cex = 1, add = TRUE)



points <- points %>% mutate(on_land = lengths(st_within(points, nz)))
#> although coordinates are longitude/latitude, st_within assumes that they are planar
plot(nz$geometry, col = "red")
plot(points, pch = 19, cex = 1, add = TRUE)



由reprex package（v0.2.0）创建于2018-05-02。

Answer 2

您可以使用maps::map.where和（如果需要）自定义地图，只包含3个主要岛屿：

nz3 = map("nz",c("North","South","Stewart"), fill=TRUE, plot=FALSE)
points$onland = is.na(map.where(nz3, points$x, points$y))
plot(points, col = ifelse(points$onland, 1, 2), pch=19)