在R中从海岸线25公里处创建缓冲区并计算近岸面积

Question

我正在尝试创建一个包含多边形的地图，这些多边形代表从每个国家的海岸线到海洋的 25 公里缓冲区，以便我可以计算每个国家的缓冲区内的面积。我在使用上传的海岸线文件和自然地球数据执行此操作时遇到困难。这是我迄今为止尝试过的：

library(rgdal)
library(sf)
library(rnaturalearthdata)
library(rnaturalearth)
library(rgeos)
library(maps)
library(countrycode)

# World polygons from the maps package

world_shp <- sf::st_as_sf(maps::map("world", plot = T, fill = TRUE))

world_shp_df <- world_shp %>%
  mutate(Alpha.3.code = countrycode(ID, "country.name", "iso3c", warn = FALSE))

# Get coastlines using rnaturalearth
coastline <- ne_coastline(scale = "medium", returnclass = "sf")

# Buffer the coastlines by 25 km
buffer_distance <- 25000  # 25 km in meters
coastline_buffers <- st_buffer(coastline, dist = buffer_distance) %>%
  st_make_valid() 

ggplot() +
  geom_sf(data = coastline_buffers , fill = "lightblue")

这会导致地图上有水平线穿过，请参见图像：

我尝试过使用不同的 crs 来简化几何形状，但我似乎无法弄清楚。任何帮助将非常感激！

Answer 1

st_buffer

在纬度两端 (+/- 180°) 进行计算时存在困难，会产生水平条纹。

分析具有此类条纹的多边形表明它们都有位于

xmin = -180

的点。

这些条纹可以通过它们的边界框进行排序：

stripes <- sapply(coastline_buffers$geometry,\(x) {bbox <- st_bbox(x); unname(bbox$xmin==-180)})
which(stripes)
#[1]    1   61  138  297  298  299  811 1352 1353 1387 1388 1404

ggplot() +
  geom_sf(data = coastline_buffers[stripes,] , fill = "lightblue")

一个快速的解决方法是从多边形中删除这些错误点：

# Create a band from latitudes -175° to 180° 
cleanup <- data.frame(lon=c(-175,-175,180,180,-175),lat=c(90,-90,-90,90,90)) %>% 
           st_as_sf(coords = c("lon", "lat"), 
           crs = st_crs(p[1,])) %>% 
           st_bbox() %>% 
           st_as_sfc()

# Remove points in this band
coastline_buffers_cleaned <- st_difference(coastline_buffers,cleanup)


ggplot() +
  geom_sf(data = coastline_buffers_cleaned , fill = "lightblue")

此清理并非 100% 准确，因为地图两端的一些沿海区域消失了，但条纹已消失，并且与总缓冲区相比，删除的区域可以忽略不计。