曲线数据集的点数据集的平均值

Question

我对ggplot比较陌生，所以如果我的一些问题很简单或根本无法解决，请原谅我。

我想要做的是生成一个国家的“热图”，其中形状的填充是连续的。此外，我的国家形状为.RData。我使用hadley wickham's script将我的SpatialPolygon数据转换为数据框。我的数据框的long和lat数据现在看起来像这样

head(my_df)
long        lat         group
6.527187    51.87055    0.1 
6.531768    51.87206    0.1
6.541202    51.87656    0.1
6.553331    51.88271    0.1

这个长/拉数据描绘了德国的轮廓。这里省略了数据框的其余部分，因为我认为不需要它。对于某些长/纬度点，我还有第二个数据帧。这看起来像这样

my_fixed_points
long        lat         value
12.817      48.917      0.04 
8.533       52.017      0.034
8.683       50.117      0.02
7.217       49.483      0.0542

我现在要做的是，根据位于该点一定距离内的所有固定点的平均值，为地图的每个点着色。这样我就可以得到整个国家地图的（几乎）连续着色。 到目前为止我所拥有的是用ggplot2绘制的国家地图

ggplot(my_df,aes(long,lat)) + geom_polygon(aes(group=group), fill="white") + 
geom_path(color="white",aes(group=group)) + coord_equal()

我的第一个想法是生成位于已绘制的地图内的点，然后计算每个生成的点my_generated_point的值，如此

value_vector <- subset(my_fixed_points, 
  spDistsN1(cbind(my_fixed_points$long, my_fixed_points$lat),  
  c(my_generated_point$long, my_generated_point$lat), longlat=TRUE) < 50, 
  select = value)
point_value <- mean(value_vector)

我还没有找到一种方法来产生这些点。就像整个问题一样，我甚至不知道是否有可能以这种方式解决。我现在的问题是，是否存在生成这些点的方法和/或是否有另一种方法来解决问题。

解决方案

感谢保罗，我几乎得到了我想要的东西。以下是荷兰的样本数据示例。

library(ggplot2)
library(sp)
library(automap)
library(rgdal)
library(scales)

#get the spatial data for the Netherlands
con <- url("http://gadm.org/data/rda/NLD_adm0.RData")
print(load(con))
close(con)

#transform them into the right format for autoKrige
gadm_t <- spTransform(gadm, CRS=CRS("+proj=merc +ellps=WGS84"))

#generate some random values that serve as fixed points
value_points <- spsample(gadm_t, type="stratified", n = 200)
values <- data.frame(value = rnorm(dim(coordinates(value_points))[1], 0 ,1))
value_df <- SpatialPointsDataFrame(value_points, values)

#generate a grid that can be estimated from the fixed points
grd = spsample(gadm_t, type = "regular", n = 4000)
kr <- autoKrige(value~1, value_df, grd)
dat = as.data.frame(kr$krige_output)

#draw the generated grid with the underlying map
ggplot(gadm_t,aes(long,lat)) + geom_polygon(aes(group=group), fill="white") + geom_path(color="white",aes(group=group)) + coord_equal() + 
geom_tile(aes(x = x1, y = x2, fill = var1.pred), data = dat) + scale_fill_continuous(low = "white", high = muted("orange"), name = "value")

Answer 1

我认为你想要的是这些方面的东西。我预测这个自制软件对于大型数据集来说效率非常低，但它适用于一个小的示例数据集。我会查看内核密度，也许是raster包。但也许这适合你......

以下代码片段计算覆盖原始点数据集的点网格的镉浓度平均值。只考虑接近1000米的点。

library(sp)
library(ggplot2)
loadMeuse()

# Generate a grid to sample on
bb = bbox(meuse)
grd = spsample(meuse, type = "regular", n = 4000)
# Come up with mean cadmium value
# of all points < 1000m.
mn_value = sapply(1:length(grd), function(pt) {
  d = spDistsN1(meuse, grd[pt,])
  return(mean(meuse[d < 1000,]$cadmium))
})

# Make a new object
dat = data.frame(coordinates(grd), mn_value)
ggplot(aes(x = x1, y = x2, fill = mn_value), data = dat) + 
   geom_tile() + 
   scale_fill_continuous(low = "white", high = muted("blue")) + 
   coord_equal()

导致以下图像：

另一种方法是使用插值算法。克里金就是一个例子。这很容易使用automap包（发现自我推销:)，我写了包）：

library(automap)
kr = autoKrige(cadmium~1, meuse, meuse.grid)
dat = as.data.frame(kr$krige_output)

ggplot(aes(x = x, y = y, fill = var1.pred), data = dat) + 
   geom_tile() + 
   scale_fill_continuous(low = "white", high = muted("blue")) + 
   coord_equal()

导致以下图像：

然而，如果不知道你的目标是什么，我很难看到你想要的东西。

Answer 2

此slideshow提供了另一种方法 - 有关方法的说明，请参阅page 18;有关幻灯片制作工具的结果，请参阅page 21。

但请注意，幻灯片制作者使用sp包和spplot函数而不是ggplot2及其绘图函数。