如何使用 R 修复跨越国际日期变更线的路径

Question

阿罗哈！我正在尝试使用 R 和一系列纬度/经度点在世界地图上绘制多艘船的路径。

一切都很顺利，直到船越过国际日期变更线 (-180/180)，此时路径会跳过地图。

我尝试在 R 中应用 st_wrap_dateline() 函数，但看起来它只适用于具有两个点（一个开始和结束坐标）的数据集。

下面是我的 R 代码以及生成的绘图的屏幕截图 - 非常感谢任何帮助！

# Download background Blue Marble Globe image
download.file("https://www.researchvessels.org/images/nasa_base_v2.png", "nasa_base_v2.png", mode="wb")
# Download ship lat/lon data
download.file("https://www.researchvessels.org/images/shipdata.RDATA", "shipdata.RDATA", mode="wb")
load("shipdata.RDATA", envir = parent.frame(), verbose=TRUE)

# Ensure that the required packages are installed
list.of.packages <- c("ggplot2", "sf", "dplyr", "png", "grid")
new.packages <- list.of.packages[!(list.of.packages %in% installed.packages()[,"Package"])]
if(length(new.packages)>0) {install.packages(new.packages)}


library(ggplot2)
library(sf)
library(dplyr)
library(png)
library(grid)

bluemarble_bg <- png::readPNG("nasa_base_v2.png")

xlim = c(-180.0,180.0)
ylim = c(-90.0,90.0)

shiptracks$Date.Time <- as.POSIXct(shiptracks$Date.Time, tz="GMT", origin="1970-01-01")

pal <- c("ShipA" = "#488f31", 
         "ShipB" = "#FF00FF", 
         "ShipC" = "#fff1a9",
         "ShipD" = "#f19d61", 
         "ShipE" = "#de425b")

shiptracks %>% group_by(Vessels.Name)

shiptracks <- st_as_sf(shiptracks, coords=c("Lon", "Lat")) %>% st_set_crs(4326)

shiptracks <- cbind(shiptracks, st_coordinates(shiptracks)) 

shiptracks <- shiptracks %>%
  st_sf() %>%
  st_wrap_dateline(options = c("WRAPDATELINE=YES", "DATELINEOFFSET=180"),
                   quiet = FALSE) %>%
  sf::st_sf(crs = 4326)

shipmap <- ggplot(shiptracks, aes(x=X, y=Y, group = Vessels.Name)) +
  coord_sf(xlim = xlim, ylim = ylim, expand = FALSE, 
           crs = 4326,
           datum = sf::st_crs(4326), label_graticule = waiver(),
           label_axes = waiver(), ndiscr = 100, default = FALSE,
           clip = "on") +
  annotation_custom(rasterGrob(bluemarble_bg, 
                               width = unit(1,"npc"), 
                               height = unit(1,"npc")), 
                    -Inf, Inf, -Inf, Inf) +
  geom_path(data = shiptracks, group = shiptracks$Vessels.Name, color=pal[shiptracks$Vessels.Name],
            aes(x=X, y=Y), cex=1, show.legend = TRUE) +
  geom_point(data = shiptracks, group = shiptracks$Vessels.Name, color=pal[shiptracks$Vessels.Name], aes(x=X, y=Y), cex=1, show.legend = TRUE) +
    theme(axis.line = element_blank(),
        axis.text.x = element_blank(),
        axis.text.y = element_blank(),
        axis.ticks = element_blank(),
        axis.title.x = element_blank(),
        axis.title.y = element_blank(),
        panel.background = element_blank(),
        panel.border = element_blank(),
        panel.grid.major = element_blank(),
        panel.grid.minor = element_blank(),
        plot.background = element_blank(),
        plot.margin = unit(c(0, 0, 0, 0), "mm"),
        panel.spacing = unit(0, "mm"),
        legend.position = c(-120, -20),
        legend.title = element_text(size = 7), 
        legend.text = element_text(size = 5), 
        legend.key.size = unit(0.01, "npc"))

shipmap

Answer 1

在运行时，st_wrap_dateline您将拥有一个几何数据框POINT。点不能跨越日期变更线，因此不会发生任何变化。

您需要通过分组和构造来创建一个LINESTRING或多个MULTILINESTRING几何图形的数据框，因此您最终会得到每个船舶轨迹一行，而不是每个带有分组变量的船舶位置一行。

然后st_wrap_dateline将日期变更线处的拆分为MULTILINESTRING对象。

然后你可以geom_sf在你的ggplot调用中使用来绘制线条，这些线条将在日期变更线处分成几部分。

第 1 步，从轨道创建线条：

tracks = shiptracks %>% group_by(Vessels.Name) %>% 
    summarise(do_union=FALSE) %>% st_cast("LINESTRING")

ggplot() + geom_sf(data=tracks,aes(col=Vessels.Name))

现在将其包装并绘制：

tracks = st_wrap_dateline(tracks)
ggplot() + geom_sf(data=tracks,aes(col=Vessels.Name)) 

（提示：请尝试将您的代码保持在最低限度 - 我在这方面的第一次努力失败了，因为您必须使用我所拥有的东西的更新版本，并且您的图中的众多选项之一（我认为waiver()）是不被认可。简化一切有时也能揭示问题所在，或者至少可以更快地找到问题。它还鼓励人们回答。当我第一次看到这个和它的 60 行代码时，我不愿意进一步看。）