如何将 geom_sf 生成的地图放在 ggmap 生成的栅格之上

Posted 2023-02-16

【中文标题】如何将 geom_sf 生成的地图放在 ggmap 生成的栅格之上

【英文标题】：How to put a geom_sf produced map on top of a ggmap produced raster

【发布时间】：2018-05-24 17:58:26

【问题描述】：

我尝试了以下代码：

library(ggplot2)
library(ggmap)
library(sf)
nc <- st_read(system.file("shape/nc.shp", package = "sf"))
str(nc)

 Classes ‘sf’ and 'data.frame':  100 obs. of  15 variables:
 $ AREA     : num  0.114 0.061 0.143 0.07 0.153 0.097 0.062 0.091 0.118 0.124 ...
 $ PERIMETER: num  1.44 1.23 1.63 2.97 2.21 ...
 $ CNTY_    : num  1825 1827 1828 1831 1832 ...
 $ CNTY_ID  : num  1825 1827 1828 1831 1832 ...
 $ NAME     : Factor w/ 100 levels "Alamance","Alexander",..: 5 3 86 27 66 46 15 37 93 85 ...
 $ FIPS     : Factor w/ 100 levels "37001","37003",..: 5 3 86 27 66 46 15 37 93 85 ...
 $ FIPSNO   : num  37009 37005 37171 37053 37131 ...
 $ CRESS_ID : int  5 3 86 27 66 46 15 37 93 85 ...
 $ BIR74    : num  1091 487 3188 508 1421 ...
 $ SID74    : num  1 0 5 1 9 7 0 0 4 1 ...
 $ NWBIR74  : num  10 10 208 123 1066 ...
 $ BIR79    : num  1364 542 3616 830 1606 ...
 $ SID79    : num  0 3 6 2 3 5 2 2 2 5 ...
 $ NWBIR79  : num  19 12 260 145 1197 ...
 $ geometry :sfc_MULTIPOLYGON of length 100; first list element: List of 1
 ..$ :List of 1
 .. ..$ : num [1:27, 1:2] -81.5 -81.5 -81.6 -81.6 -81.7 ...
   ..- attr(*, "class")= chr  "XY" "MULTIPOLYGON" "sfg"
   - attr(*, "sf_column")= chr "geometry"
   - attr(*, "agr")= Factor w/ 3 levels "constant","aggregate",..: NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA ...
   ..- attr(*, "names")= chr  "AREA" "PERIMETER" "CNTY_" "CNTY_ID" ...

map <- get_map("north carolina", maptype = "satellite", zoom = 6, source = "google")
a <- unlist(attr(map,"bb")[1, ])
bb <- st_bbox(nc)
ggplot() + 
  annotation_raster(map, xmin = a[2], xmax = a[4], ymin = a[1], ymax = a[3]) + 
  xlim(c(bb[1], bb[3])) + ylim(c(bb[2], bb[4])) + 
  geom_sf(data = nc, aes(fill = AREA))

两层没有正确重叠；我尝试使用coord_sf() 更改投影，但没有成功。

有什么建议吗？ 谢谢

【问题讨论】：

你能发布str(nc)的结果吗（编辑你的问题）？

【参考方案1】：

我自己也为此苦苦挣扎，在this post 的帮助下，我想出了一个解决方案。 ggmap 对象的边界框在 WGS84 (EPSG:4326) 中，但实际栅格在 EPSG:3857 中。您必须破解 ggmap 对象的边界框，使其与基础数据位于相同的 CRS 中：

library(ggplot2)
library(ggmap)
library(sf)
#> Linking to GEOS 3.6.2, GDAL 2.3.0, proj.4 5.1.0

nc <- st_read(system.file("shape/nc.shp", package = "sf"), quiet = TRUE)

# Transform nc to EPSG 3857 (Pseudo-Mercator, what Google uses)
nc_3857 <- st_transform(nc, 3857)

map <- get_map("north carolina", maptype = "satellite", zoom = 6, source = "google")

# Define a function to fix the bbox to be in EPSG:3857
ggmap_bbox <- function(map) 
  if (!inherits(map, "ggmap")) stop("map must be a ggmap object")
  # Extract the bounding box (in lat/lon) from the ggmap to a numeric vector, 
  # and set the names to what sf::st_bbox expects:
  map_bbox <- setNames(unlist(attr(map, "bb")), 
                       c("ymin", "xmin", "ymax", "xmax"))

  # Coonvert the bbox to an sf polygon, transform it to 3857, 
  # and convert back to a bbox (convoluted, but it works)
  bbox_3857 <- st_bbox(st_transform(st_as_sfc(st_bbox(map_bbox, crs = 4326)), 3857))

  # Overwrite the bbox of the ggmap object with the transformed coordinates 
  attr(map, "bb")$ll.lat <- bbox_3857["ymin"]
  attr(map, "bb")$ll.lon <- bbox_3857["xmin"]
  attr(map, "bb")$ur.lat <- bbox_3857["ymax"]
  attr(map, "bb")$ur.lon <- bbox_3857["xmax"]
  map


# Use the function:
map <- ggmap_bbox(map)

ggmap(map) + 
  coord_sf(crs = st_crs(3857)) + # force the ggplot2 map to be in 3857
  geom_sf(data = nc_3857, aes(fill = AREA), inherit.aes = FALSE)

由reprex package (v0.2.0) 于 2018 年 6 月 13 日创建。

【讨论】：

您的解决方案完美地将我的多边形与谷歌底图对齐。现在我无法在绘图上使用 ggplot2::annotate() 或 ggimage::geom_image() 。您对使用 ggmap_bbox 函数后如何标记或添加自定义符号有任何想法吗？

我也有同样的问题。 geom_sf_label 不适用于此解决方案。

如果您的 CRS 确实已经与 ggmap 底图和您的 sf 对象匹配，那么使它们从上面协同工作的关键编辑是在 geom_sf() 调用中使用, inherit.aes = FALSE)。

【参考方案2】：

您可以使用sf 包中的绘图方法来执行此操作。您需要指定坐标参考系统，我们需要假设（看起来正确）是 3857。

library(ggplot2)
library(ggmap)
library(sf)

nc_shp <- st_read(system.file("shape/nc.shp", package = "sf"))
nc_map <- get_map("north carolina", maptype = "satellite", zoom = 6, source = "google")

st_crs(nc_map)
# Coordinate Reference System: NA

# assume the coordinate refence system is 3857
plot(st_transform(nc_shp, crs = 3857)[1], bgMap = nc_map)