使用ggmap绘制形状文件：当形状文件比ggmap大时进行剪切

Question

当我尝试将ggmap与形状文件组合时，我遇到了剪切问题。Kahle和Wickham（2013：158）中的示例效果很好，因为ggmap的光栅图像覆盖了整个形状文件。下面是一个示例，当我尝试在覆盖较小区域的ggmap绘制美国州的形状文件时发生的情况。ggmap显示纽约市，我想将其与美国各州的边界叠加（仅作为示例）。结果地图没有任何意义。问题在于形状文件被剪裁，而ggplot连接未被剪裁的点。以下是代码。形状文件来自这里。我只在此处显示最后一个图。

如何解决这个问题？

path <- "PATH TO SHAPEFILE"
library("ggmap")
library("rgdal")

# shapefile
states <- readOGR(dsn = path, layer = "states")
states_df <- fortify(states)
# plot shapefile
plot(states, lwd = 0.1)
ggplot(states_df, aes(long, lat, group = group)) +
    geom_polygon(colour = "black", fill = NA, size = 0.1)


# combine ggmap with shapefile
map <- get_map("new york city", zoom = 10, source = "stamen")
ggmap(map, extent = "device")

ggmap(map, extent = "device") +
    geom_polygon(aes(long, lat, group=group), data = states_df, colour = "red", fill = NA, size = 1)

Kahle, David和Hadley Wickham. 2013年. "Ggmap：使用ggplot2进行空间可视化." R杂志5（1）：144-61。

- user2503795

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这个问题是否与此处的问题相关：https://dev59.com/b2Yr5IYBdhLWcg3ws8NT？ - user1965813

Answer 1

这是我的翻译尝试。我经常使用GADM的shapefile，您可以直接使用raster包导入。我对NY、NJ和CT的shapefile进行了子集处理。您最终可能不必这样做，但最好减少数据量。当我绘制地图时，ggplot会自动删除停留在ggmap图像bbox之外的数据点。因此，我没有做任何额外的工作。我不确定您使用的是哪个shapefile。但是，GADM的数据似乎能够很好地与ggmap图像配合使用。希望这能为您提供帮助。

library(raster)
library(rgdal)
library(rgeos)
library(ggplot2)

### Get data (shapefile)
us <- getData("GADM", country = "US", level = 1)

### Select NY and NJ
states <- subset(us, NAME_1 %in% c("New York", "New Jersey", "Connecticut"))

### SPDF to DF
map <- fortify(states)

## Get a map
mymap <- get_map("new york city", zoom = 10, source = "stamen")


ggmap(mymap) +
geom_map(data = map, map = map, aes(x = long, y = lat, map_id = id, group = group))

如果你只想要行，下面的内容就是你需要的。

ggmap(mymap) +
geom_path(data = map, aes(x = long, y = lat, group = group))

- jazzurro

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不错的结果，使用geom_path绘制多边形时会遇到一个问题，如果形状文件中的顶点数量不足够高，则在地图边缘附近会出现截断。 - Jonathan Lisic

这个问题是否解决了截断问题 ggmap(mymap) + geom_map(data = map, map = map, aes(x = long, y = lat, map_id = id, group = group), color = "black", fill=NA, size = 0.5)？我看到边界线的顶部中间有问题，但似乎 geom_map 和 fill=NA 并不是这种情况。 - user2503795

@user2503795 看起来你的代码运行良好。我为你感到高兴。 :) - jazzurro

@jazzurro：谢谢！根据您的解决方案，我认为回答我的问题最简单的方法是：使用geom_map而不是geom_polygon并调整参数（将“map = [fortified dataframe]”和“map_id = id”添加到aes调用中作为美学要素）。 - user2503795

@user2503795，很高兴听到你基于这个答案找到了解决方案。感谢你在这里分享自己的想法。这将有助于未来其他用户。 :) - jazzurro

谢谢！你如何做相反的操作？将多边形外部变为透明的呢？ - Agus camacho

Answer 2

我建议查看这个答案，似乎ggmap不能理想地处理多边形，尤其是当你放大时，没有在图上的物品会被截断，导致与形状文件相关的“有趣”结果。

不同缩放级别下，优雅地裁剪ggplot2/ggmap中的多边形

# transform for good measure
states <- spTransform(states,CRS("+datum=WGS84 +proj=longlat") )

# combine ggmap with shapefile
states_df <- fortify(states)

# get your map
map <-get_map("new york city", zoom = 10, source = "stamen")

a <- ggmap(map, # this is where we get our raster
       base_layer=ggplot(aes(x=long, y=lat), data=states_df), # this defines the region where things are plotted
       extent = "normal",  # this won't work with device, you need normal (see examples in ggmap documentation)
       maprange=FALSE
       ) +
coord_map( # use map's bounding box to setup the 'viewport' we want to see
  projection="mercator",
  xlim= c(attr(map, "bb")$ll.lon, attr(map, "bb")$ur.lon),
  ylim=c(attr(map, "bb")$ll.lat, attr(map, "bb")$ur.lat)
) +
geom_polygon( # plot the polygon
  aes(x=long, y=lat,group=group), data =states_df, color = "red", fill=NA, size = 1)

print(a)

输出如下：

顺便提一句，你可能想查看使用美国人口普查数据制作州地图的方法，它们似乎比 ESRI 数据集的质量更高。

ftp://ftp2.census.gov/geo/pvs/tiger2010st/tl_2010_us_state10.zip

最后，ggmap 在极点附近存在问题，因此我建议您还应该按照您感兴趣的州对数据进行子集划分。

- Jonathan Lisic