从多边形中分离出一条线并测量其长度

Question

我正在尝试测量海岸线的长度。这将用作分析中沿海岸线位置的度量。例如，假设我有一个地区所有 public 个海滩的位置数据，我想通过测量它们与海岸参考点的距离来描述它们在 space 中的分布情况。

我按照 this extremely helpful tutorial 使用不同长度的尺子计算海岸线的长度。但是，只有当你想测量整个多边形的长度时才准确，即你感兴趣的地理对象是一个岛屿。

获取海岸线的 shapefile（请注意，在 ne_countries 调用中，我故意使用粗比例，以使海岸线更平滑，并且仅保留返回的第一个形状 - "scalerank"名字不重要):

library(raster)
library(sf)
library(rnaturalearth)
basemap <- rnaturalearth::ne_countries(scale = 110, country = "united states of america", returnclass = "sf")[1]
bbox <- extent(-82, -65, 27, 35) 
cropmap <- st_crop(basemap, bbox)
plot(cropmap)

这个 returns 形状显示南大西洋海岸一直延伸到佛罗里达州。但是，如果我测量这个形状的长度，它将包括多边形的所有边——而不仅仅是海岸线。如何隔离海岸线（请参阅下面的地图，了解多边形的哪一部分实际上是沿海地区）并仅在 R 中测量其长度？

ggplot() +
  geom_sf(data=basemap) +
  geom_sf(data=cropmap, color="blue", fill="blue")

Answer 1

如果在裁剪之前将多边形转换为直线，就很容易了

示例数据

library(raster)
library(rnaturalearth)
m <- rnaturalearth::ne_countries(scale = 110, country = "united states of america", returnclass = "sp")
ext <- extent(-82, -65, 27, 35)

转换和裁剪

m <- as(m, "SpatialLines")   
croplines <- crop(m, ext)

因为 CRS 是 longitude/latitude，所以使用 geosphere 而不是 rgeos 来计算长度

library(geosphere)
lengthLine(croplines)
#[1] 1162849

（即1162.8公里）

在某些情况下，您可能需要与多边形而不是范围相交（请参阅 raster::drawPoly 和 raster::intersect）或者可能使用 crop、disaggregate，并在视觉上select 得到你想要的台词。

Answer 2

这是一个类似于罗伯特的版本，留在 sf。我将原始底图从多边形转换为线，然后像您一样 "cut out" bbox。然后你可以用 st_length.

测量

library(sf)
library(rnaturalearth)
basemap <- rnaturalearth::ne_countries(scale = 110, country = "united states of america", returnclass = "sf")[1]

从多边形转换为线以避免多边形中不需要的部分

basemap_lines <- basemap %>% st_cast("MULTILINESTRING")
plot(basemap_lines)

Basemap as multilinestring 然后创建千篇一律的多边形，将 crs 设置为 lat/lon

xmin <- -82
xmax <- -65
ymin <- 27
ymax <- 35
bbox <- st_polygon(list(rbind(c(xmin,ymin), c(xmin,ymax), c(xmax,ymax), c(xmax,ymin),c(xmin,ymin)))) %>% st_sfc()
st_crs(bbox) <- 4326

然后用 st_intersection

裁剪

crop_lines <- st_intersection(basemap_lines, bbox)
plot(crop_lines)
st_length(crop_lines)

Cropped line

对于你的 bbox 尺寸，我得到 1162849 米（~723 英里），这与另一个答案一致。

从多边形中分离出一条线并测量其长度

Isolating a line from a polygon and measuring its length

r

spatial