R - 将 SpatialLines 转换为栅格

Posted 2023-03-17

【中文标题】R - 将 SpatialLines 转换为栅格

【英文标题】：R - convert SpatialLines into raster

【发布时间】：2019-05-06 08:37:40

【问题描述】：

在 R 中，我们可以将 raster 转换为 SpatialLinesDataFrame，并使用函数 rasterToCountour：

library(raster)
f <- system.file("external/test.grd", package="raster")
r <- raster(f)
x <- rasterToContour(r)
class(x)

[1] "SpatialLinesDataFrame"
attr(,"package")
[1] "sp"

spplot(x)

在 R 中，有没有办法做相反的事情？ contourToRaster 之类的东西？

我们可以简单地获取与线上每个点相关联的字段值，但我正在寻找更通用的东西，它可以在线之间进行插值并在定义的域上生成完整的栅格。

【参考方案1】：

library(raster)
f <- system.file("external/test.grd", package="raster")
r <- raster(f)
x <- rasterToContour(r)

您可以栅格化这些值。在这种情况下，首先从因子标签中提取它们。

x$value <- as.numeric(as.character(x$level))
rr <- rasterize(x, r, "value")

然后提取单元格值并插入这些值

xyz <- rasterToPoints(rr)

（如果您想跳过 rasterize 和 rasterToPoints（如 mikoontz 建议的那样），您可以改为这样做

#g <- geom(x) 
#xyz = cbind(g[, c("x", "y")], x$value[g[,1]])

以更复杂的模型为代价）

现在进行插值，例如使用 Tps

library(fields) 
tps <- Tps(xyz[,1:2], xyz[,3])
p <- raster(r)
p <- interpolate(p, tps)

m <- mask(p, r)
plot(m)

【讨论】：

优秀。我喜欢这种方法的灵活性，因为一旦你有了点，手头就有多种插值方法（例如 - TPS、IDW、克里金法等）。

【参考方案2】：

您是否只能访问由rasterToContour() 创建的对象？

如果您仍然可以访问原始栅格，则可以先将等高线创建为完整的多边形（而不是将它们创建为线）。那么类似“contourToRaster”的函数就是rasterize()（或fasterize()）。

从这里借用的一些代码：How does one turn contour lines into filled contours?

library(fasterize)

rc <- cut(r, breaks= 10)
cut_vals <- cut(r[], breaks = 10, dig.lab = 5)

pols <- rasterToPolygons(rc, dissolve=T) %>% 
  st_as_sf()

r_template <- raster(pols, res = res(r))
back_to_raster <- fasterize(pols, r_template, field = "layer") 

par(oma = c(0, 0, 0, 5))
plot(back_to_raster, legend = FALSE)
plot(back_to_raster, legend.only=TRUE, legend.width = 1,
     axis.args=list(at=1:nlevels(cut_vals),
                    labels=levels(cut_vals)))

生产：

编辑：

如果您想进行插值，我喜欢 Robert 的处理方法。我会跳过 rasterize() 步骤，这可能会很慢，而是直接将多线串转换为点：

library(tidyverse)
library(sf)
library(raster)
library(fields)

f <- system.file("external/test.grd", package="raster")
r <- raster(f)
x <- rasterToContour(r)
class(x)

x_sf <- x %>% st_as_sf() %>% st_cast("LINESTRING") %>% st_cast("MULTIPOINT") %>% st_cast("POINT")

tps <- Tps(x = st_coordinates(x_sf), Y = as.numeric(as.character(x_sf$level)))

p <- interpolate(r, tps) %>% mask(r)

plot(p)

请注意，这两种方法都依赖于对原始 raster 对象的访问。

【讨论】：

目标是从行 -> 点 -> 插值 -> 场。我喜欢你的方法，因为它有点快。我认为通过删除第一块代码和情节，将来阅读的人会改进这个答案。