R绘制地图原理:
R使用一个个多边形(polygon)来表示每个区域,通过顺次连接GIS数据提供的每个区域多边形的坐标来逐点绘制这些多边形,所以理论上只要得到GIS数据就可绘制相应的地图。
地图绘制说明:
- 必须使用完整的中国地图(包含 台@@湾 及南海九段线);
- R中大部分包对于中国地图支持不佳,论文发表中需手动添加清楚明确的南海九段线。
1.maps包
R中内置地图包。但是这个包中的中国地图缺乏 台@@湾 、西沙、南沙群岛,所以不要拿来做中国地图。
library(maps)
map(\'usa\')
map(\'usa\',regions = "Massachusetts")
map(\'state\',interior = F)
map(\'state\',boundary = F,lty=2,add = T)
map(\'state\',fill=T,col = rainbow(200))
map(\'county\',\'washington, san\',names=T,plot = F)
map(\'state\',xlim = range(ozone$x),ylim = range(ozone$y))
#经纬度范围
text(ozone$x,ozone$y,ozone$median)
box()
#标记每个区域失业率
data(unemp)
data(county.fips)
colors=c("#F1EEF6",\'#D4B9DA\',\'#C994C7\',\'#DF65B0\',\'#DD1C77\',\'#980043\')
unemp$colorBuckets <- as.numeric(cut(unemp$unemp,c(0,2,4,6,8,10,100)))
leg.txt <- c(\'<2%\',\'2-4%\',\'6-8%\',\'8-10%\',\'>10%\')
colorsamtched <- unemp$colorBuckets[match(county.fips$fips,unemp$fips)]
map(\'county\',col=colors[colorsamtched],fill=T,resolution = 0,lty=0)
#调用projection映射到专业地图坐标系
map(\'county\',col=colors[colorsamtched],fill=T,resolution = 0,lty=0,
projection = \'polyconic\')
#添加图例
leg.txt <- c(\'<2%\',\'2-4%\',\'6-8%\',\'8-10%\',\'>10%\')
legend(\'topright\',leg.txt,horiz = F,fill = colors)
title(\'2009年美国各市失业情况\')
2. 从本地导入GIS地图
mapdata包和maptools包导入GIS地图数据。
library(mapdata)
library(maps)
map(\'china\')
虽然这个包的中国地图版图完整,但提供的GIS信息比较旧,如重庆和四川没分开等。
maptools包可读入shapefile格式数据(最常见的地图文件格式)。
中国地图GIS数据可从GADM数据库下载(https://gadm.org/download_country_v3.html)如下图,选择shapefile或R格式:
或从国家基础地理信息中心(http://www.ngcc.cn/ngcc/
)下载shapefile文件(但我没找到)。
library(sp)
#sp包提供了处理空间数据的类和方法
library(maptools)
library(plyr)
library(ggplot2)
#读入地图数据
china.map <- readShapePoly(\'*.shp\')
class(china.map)
plot(china.map) #仍在笛卡尔坐标系(扁平)
ggplot(china.map,aes(x=long,y=lat,group=group))+
geom_polygon(fill=\'grey\')+
coord_map(\'polyconic\') #投影到专业地图坐标系
3. 利用ggplot2绘制地图
准备地图信息。
#将地图数据转换为数据框(经纬度数据)
china.map1 <- fortify(china.map)
#提取行政区域信息
mymap <- china.map@data #@针对S4对象,类似$(S3对象)
#生成id用于匹配
mymap$id <- c(0:924)
#按id列匹配
china.map2 <- plyr::join(mymap,china.map1)
导入业务数据和绘制地图:
如中国各省份公共卫生机构分布数据以及某疾病发病率。
geom_polygon(color=\'grey\')+scale_fill_gradient(low = \'pink\',
high = \'red\')+
coord_map(\'ployconic\')
p
#给各省份添加标签,仍需获取省份的经纬度
#可通过geocode/getCoordinate从地图软件中获取
p+geom_text(aes(label=Group.1),size=3,data=province_data)+
#去掉灰色网格背景和不必要的经纬度信息
theme(panel.grid = element_blank(),
panel.background = element_blank(),
axis.text = element_blank(),
axis.ticks = element_blank(),
axis.title = element_blank())
还可在地图上添加气泡图、饼图等。
除了绘制中国和世界地图,可从shape文件中获取市级地图GIS数据。
anhui <- subset(china.map2,NAME=="安徽省")
ggplot(anhui,aes(x=long,y=lat,group=group,fill=NAME))+
geom_polygon(color=\'skyblue\',fill=\'skyblue\')
要获取安徽省各个行政区的资料信息,可从GADM数据库中下载包含市级行政区的shapefile文件。
4. 从专业地图软件调用地图
R可调用谷歌、百度等地图数据,但每日API获取次数有限。
一般流程是:
- 获取经纬度
- 根据经纬度获得相应地图
- 按需处理数据和地图对象
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