跨层绘制光栅砖/堆栈的更好方法

Question

我正在尝试绘制光栅砖中特定点的所有值。这是为特定像素的遥感数据创建光谱图。

我可以通过多种方式做到这一点，但它们非常笨重且缓慢（请参见下面的示例）。这很慢，主要是因为将大型光栅文件转换为矩阵会占用大量内存。

是否有更好的方法来使用 baseR 或 tidy verse & 或在光栅/遥感包之一中使用内置方法来执行此操作？

这是一个可重现的例子：

library (raster)
library (rgdal)
library (sp)
library (tidyr)
library (ggplot2)
library (dplyr)


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### dummy data

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coord1 <- c(50, 47, 45)
coord2 <- c(50, 51, 49)
frame <- data.frame(coord1, coord2)
coords <- coordinates(frame)

x = list(1, 2, 3, 4, 5)
y = list(1, 2, 3, 4, 5)

for (i in 1:length(x)) { # create clusters based on coords

set.seed(i+100)
x[[i]] <- rnorm(5000, mean = coords[, 1], sd = 1)
y[[i]] <- rnorm(5000, mean = coords[, 2], sd = 1)
}

obs <- data.frame(x, y)
names(obs) <- c('x1', 'x2', 'x3', 'x4', 'x5', 'y1', 'y2', 'y3', 'y4', 'y5')
coordinates(obs) <- c('x1', 'y1') # this creates a spatial points data frame

# create blank raster of study area

ex <- extent(c(45, 50, 48, 52))
target <- raster(ex, resolution = 0.5)

# create raster brick

r_list <- list()

for (i in 1:ncol(obs)) {

   r_list[[i]] <- rasterize(obs, target, fun = 'count')
}

obs_frequency <- brick(r_list)

这是一种可能但速度较慢的解决方案

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### Example Solution

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vals_all <- obs_frequency[, ] ### this is very slow ###
vals_all <- data.frame(vals_all)

### sample values

points <- sample_n(vals_all, size = 5)
points <- t(points)
points <- data.frame(points)
points_tidy <- gather(points)
points_tidy$xval <- rep(1:8, times = 5)


### plot

ggplot(points_tidy, aes(x = xval, y = value)) + geom_line(aes(colour = key)) + theme_classic()

Answer 1

我使用 raster::extract 函数找到了更好的解决方案。这直接对值进行采样并避免将整个光栅块变成内存破坏矩阵。

值得注意的是，在这里使用 Brick 比使用 Raster 堆栈快得多。

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### Extract values and plot 

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### extract values

points <- c(49, 50, 51) #arbitrary points
pointvals <- raster::extract(obs_frequency, points) ##### USE THE RASTER::EXTRACT FUNCTION

### manipulate data structure

pointvals <- data.frame(t(pointvals))
points_tidy <- gather(pointvals)
points_tidy$xval <- rep(1:8, times = 3)

### plot

ggplot(points_tidy, aes(x = xval, y = value)) + geom_line(aes(colour = key)) + theme_classic()

跨层绘制光栅砖/堆栈的更好方法

Better way to plot across layers of a raster brick / stack

r

raster

ggplot2

dplyr

sp