合并 sf 数据帧内的接触多边形或 R 中的 terra spatvector

Question

我有一个地球上的矢量多边形列表，有些是独立且不同的，有些是接触的。通常，在现实中，感人的部分都是同一形状的一部分，但以这种方式分割，因为不同的年份添加了不同的部分，等等。

我需要以编程方式组合那些正在接触的，但并非全部都是，有时许多连续接触，端到端。

我认为应该有一种方法可以使用

relate()

和

combineGeoms()

或类似的方法来做到这一点，但除了手动编辑每个形状组之外，我不知道如何做到这一点。对于大型且复杂的形状文件来说，这似乎是一个可行的任务。

也欢迎使用 sf 的解决方案，我不介意哪种方式。

我想要的是一个函数，我可以使用关系矩阵来合并组内接触的所有形状，从而产生行数较少的矢量数据帧，因为单独的接触形状将分解为一个。在这种情况下，数据集将从 7 个多边形变为 4 个多边形。

下面的最小代表：

library(sf)
library(dplyr)
library(ggplot2)

# Define a function to create a simple square polygon
create_square <- function(x_center, y_center, size) {
  half_size <- size / 2
  st_polygon(list(matrix(c(
    x_center - half_size, y_center - half_size,
    x_center + half_size, y_center - half_size,
    x_center + half_size, y_center + half_size,
    x_center - half_size, y_center + half_size,
    x_center - half_size, y_center - half_size
  ), ncol = 2, byrow = TRUE)))
}

# Create individual shapes
shape1 <- create_square(1, 1, 1)
shape2 <- create_square(4, 1, 1)
shape3 <- create_square(6, 1, 1)
shape4 <- create_square(7, 1, 1)
shape5 <- create_square(7.5, 2, 1)
shape6 <- create_square(2.5, 2.5,1)
shape7 <- create_square(2, 3.5, 1)

# Combine shapes into an sf object
shapes <- st_sf(
  geometry = st_sfc(
    shape1,
    shape2,
    shape3,
    shape4,
    shape5,
    shape6,
    shape7
  )
) %>% 
  mutate(name = paste0("shape_",c(1:nrow(.)))) %>%
  relocate(name)

# Define a coordinate reference system (CRS), for example, EPSG:4326 (WGS84)
crs <- st_crs(4326)
st_crs(shapes) <- crs

# plot
shapes %>%
  ggplot() +
  geom_sf(aes(fill = name))

# convert to spatvector 
library(terra)
library(tidyterra)
shapes_vect <- vect(shapes)

ggplot() +
  geom_spatvector(data = shapes_vect,
                  aes(fill = name))

# make relation matrix of touching shapes
relate(shapes_vect,
       shapes_vect,
       relation = "touches")

# manually combine shapes 3,4,5
test <- combineGeoms(shapes_vect[3,],
                     shapes_vect[5,]) %>%
  combineGeoms(shapes_vect[4,])

# create new dataframe with the combined shape
# instead of 3,4,5 individually
shapes_new <- shapes_vect[c(1:2, 6:7),] %>%
  rbind(test)

# plot again
ggplot() +
  geom_spatvector(data = shapes_new,
                  aes(fill = name)) 

Answer 1

dplyr::summarise()

与

sf::st_union()

结合将达到您想要的结果。请注意，将一些

sf

函数应用于非投影数据，例如WGS84/EPSG:4326，可能会导致不需要的伪影。

为了解决这个问题，您可以首先投影数据，然后在多边形合并后将其更改回原始 CRS。在此示例中，我使用 WGS84 Pseudo Mercator/EPSG:3857 来实现此目的。

library(sf)
library(dplyr)
library(ggplot2)

# Project shapes, merge contiguous polygons, st_cast() to individual polygons,
# change back to original CRS
sf_poly <- shapes |>
  st_transform(3857) |>
  summarise(geometry = st_union(geometry)) |>
  st_cast("POLYGON") |>
  st_transform(4326)

sf_poly
# Simple feature collection with 4 features and 0 fields
# Geometry type: POLYGON
# Dimension:     XY
# Bounding box:  xmin: 0.5 ymin: 0.5 xmax: 8 ymax: 4
# Geodetic CRS:  WGS 84
#                         geometry
# 1 POLYGON ((1.5 1.5, 1.5 0.5,...
# 2 POLYGON ((4.5 0.5, 3.5 0.5,...
# 3 POLYGON ((5.5 0.5, 5.5 1.5,...
# 4 POLYGON ((2 2, 2 3, 1.5 3, ...