如何在不同的数据帧中选择特定时间段内的点，然后根据纬度/经度选择这两个点之间的距离

Posted 2023-03-29

【中文标题】如何在不同的数据帧中选择特定时间段内的点，然后根据纬度/经度选择这两个点之间的距离

【英文标题】：How to select points within a specific time period in different data frames and then the distance between these two points based on lat/long

【发布时间】：2018-09-14 20:36:52

【问题描述】：

我想尝试计算一天中不同时间动物之间的距离。每3 分钟收集一次数据。

我想得到 Animal A 并首先通过找到 B、C 的对应点将其与 Animal B 和 C 进行比较，并且在时间上最接近 A 然后这些之间的米距离

例如：（这是我编造的，所以可能不完全准确）

Animal ID     timestamp           long       lat
a         2017-09-29 11:07:00 173.1975 -44.94617
a         2017-09-29 11:10:08 173.1976 -44.94619
a         2017-09-29 11:26:56 173.1976 -44.94629
b         2017-09-29 11:09:31 173.1975 -44.94620
b         2017-09-29 11:11:11 173.2345 -45.01769
c         2017-09-29 11:10:00 173.1975 -44.94617
c         2017-09-29 11:25:56 173.3790 -44.93702

在上面，对于动物 a，11:07 的第一个点，B 或 C 在此之后的一分钟内都没有一个点 = 输出 NA。

然后，对于11:10:08 处的动物点，动物b 和c 在一分钟内都有一个点，我想要这两个点和点a 之间的米距离。

等等。

真实数据大约有 30 动物和超过大约 2 周，所以计算量不太大的东西是一个加分项，尽管不是必须的

期望的输出

ref.animal    ref.timestamp     ref.long     ref.lat    animal1     animal1.timestamp      lag      animal1.long      animal1.lat     animal1.dist
a         2017-09-29 11:07:00   173.1975   -44.94617      b        2017-09-29 11:09:31     151       173.1975         -44.94620         5.43
a         2017-09-29 11:10:08   173.1976   -44.94619      b        2017-09-29 11:09:31     37        173.1975         -44.94620         10.88
a         2017-09-29 11:26:56   173.1976   -44.94629      b        2017-09-29 11:11:11     945       173.2345         -45.01769         21.80

如果我能把它做成一个巨大的数据框，所有的动物都被列为列（例如animal.1；animal.2），这会很棒，但我很高兴将它作为每个动物对的单独数据框运行。

lag = 两个时间戳之间的差异（以秒为单位） dist = 两个纬度/经度点之间的距离

从这里开始，我的目标是标记距离

【问题讨论】：

输出应该是什么样子的？ （例如列表、df、...）

所需的输出是一个 df，其列如下 1. 正在研究的动物的 ID（动物 A） 2. A 的时间戳 3. 下一个动物的 ID（动物 B） 4. 最接近的时间戳动物 B 和动物 A 之间的时间点 5. 两点之间的距离（以米为单位） 6. 下一个动物（动物 C）的 ID 等等..

【参考方案1】：

我不明白你是否只想得到a 和其他动物之间的距离。当您想要获取任意一对动物之间的距离时，这是一种可能的解决方案。

算法是这样工作的。

将Animal ID 的级别分散到列中。 制作一个包含每对 Animal ID 列的列表。 对于 2 中列表的每个元素，获取外部差异。 （获取每列中所有可能对的差异）。 获取小于 60 秒的差的索引。 获取索引对应的Animal ID的坐标。 获取 5 中坐标对之间的米差。

警告

我只尝试过这种情况，即两只动物在 60 秒内仅相距一次，如您的数据所示。但也许你可以从这个开始。如果你能提供你想要的输出，我可以扩展我的答案。

---

数据

tt <- 'Animal ID,     timestamp,           long,       lat
a,         2017-09-29 11:07:00, 173.1975, -44.94617
a,         2017-09-29 11:10:08, 173.1976, -44.94619
a,         2017-09-29 11:26:56, 173.1976, -44.94629
b,         2017-09-29 11:09:31, 173.1975, -44.94620
b,         2017-09-29 11:11:11, 173.2345, -45.01769
c,         2017-09-29 11:10:00, 173.1975, -44.94617
c,         2017-09-29 11:25:56, 173.3790, -44.93702'


df <- read.table(text = tt, header = T, sep = ',')
df$timestamp <- as.POSIXct(df$timestamp)

将Animal ID 分散到不同的列中

df1 <- df %>% spread(Animal.ID, timestamp)

删除长和纬度列

df2 <- df1[,c(-1,-2)]

制作一个列表，其中包含Animal ID 的每一对可能的列

df2_comb <- combn(colnames(df2), 2, function(x) list(cbind(df2[x[1]], df2[x[2]])))

步骤 4-6

map_dfr(df2_comb, function(x) index = which(abs(sapply(x[,1], 'difftime', x[,2], units = 'secs')) < 60, arr.ind = TRUE);
  point1 = c(df1$long[index[2]], df1$lat[index[2]]);
  point2 = c(df1$long[index[1]], df1$lat[index[1]]);
  names = paste(names(x), collapse = '-');
  dist = distm(point1, point2, fun=distVincentyEllipsoid);
  time1 = x[index[2],1];
  time2 = x[index[1],2];
  return(data.frame(names, time1, time2, dist))
)

输出

  names               time1               time2  dist
1   a-b 2017-09-29 11:10:08 2017-09-29 11:09:31 7.970
2   a-c 2017-09-29 11:10:08 2017-09-29 11:10:00 8.199
3   b-c 2017-09-29 11:09:31 2017-09-29 11:10:00 3.334

names对应动物对 time1 和 time2 对应行中每对动物相距 60 秒的时间。 dist 是 distVincentyEllipsoid（我猜是 metres）。

【讨论】：

谢谢@hpesoj626 这看起来几乎可以满足我的需求或非常接近.. 但是，我现在只是尝试运行它并进入步骤 4-6 并获得了时间的 NA 值1并且只有第一个GPS点的距离？？还有警告消息“在 bind_rows(x, .id) 中：不等因子级别：强制转换为字符”和“在 bind_rows(x,.id) 中：绑定字符和因子向量：强制转换为字符向量”

你能发布你想要的输出吗？

编辑了我的问题以包含所需的输出@hpesoj626 .... 另请注意，我已将时间戳在 1 分钟内的要求更改为仅在 TIME 中标记最近的时间戳