R中多边形边缘的样本点

Question

如果我在R中有一个spatialpolygons对象，我该如何生成一组n个点，使其位于该多边形的边缘上？

起初我想只从多边形顶点进行采样，但似乎有时会出现没有顶点的拉伸部分，因为多边形边缘是一条直线...

- Pascal

Answer 1

一个简单的解决方案是使用sf包中的st_segmentize()，它会在直线上添加点，然后沿着这些更细的点进行采样。 st_segmentize()有一个参数dfMaxLength，它定义了允许沿线行进的最大距离。您设置得越小，就会得到更多的点。它至少应该与任何两个点之间的最小距离一样小。

library(sf)
library(tidyverse)

## original form
poly <- st_polygon(x=list(cbind(x=c(1,2,3,1),y=c(1,2,1,1))))

# segmentize, then convert to points
poly_points <- st_segmentize(poly, dfMaxLength = 0.1) %>% 
  st_coordinates() %>% 
  as.data.frame() %>% 
  select(X, Y) %>% 
  st_as_sf(coords = c("X", "Y"))

## plot: you can just use sample() now on your point dataset
plot(poly, reset = FALSE, main = "segmentize (black point), then sample 5 (red points)")
plot(poly_points, reset = FALSE, add = TRUE)
plot(poly_points[sample(1:nrow(poly_points), size = 5),], add = TRUE, col = 2, pch = 19)

获取任意两点之间的最小距离（注意避免零）：

 poly %>% 
  st_coordinates() %>% 
  as.data.frame() %>% 
  st_as_sf(coords = c("X", "Y")) %>% 
  st_distance() %>%  c() %>% 
  unique() %>% 
  sort

- Matifou

Answer 2

假设您想在周长上绘制点，我会将其分为两部分：

P(边缘e上的点p) = P(点p | 边缘e) * P(边缘e)

其中P(边缘e)与其长度成比例。因此，首先随机选择一条边，然后在其上随机选择一个点。

这是一个三角形示例：

  poly <- Polygon(list(x=c(1,2,3,1),y=c(1,2,1,1)))

我们将计算边长：

  require(gsl) #for fast hypot function
  xy <- poly@coords
  dxy <- diff(xy)
  h <- hypot(dxy[,"x"], dxy[,"y"])

并随机选择一侧：

  e <- sample(nrow(dxy), 1, probs=h)

然后在该边缘上绘制一个点：

  u <- runif(1)
  p <- xy[e,] + u * dxy[e,]

将整个内容包装在一个函数中，我们有：

  rPointOnPerimeter <- function(n, poly) {
    xy <- poly@coords
    dxy <- diff(xy)
    h <- hypot(dxy[,"x"], dxy[,"y"])

    e <- sample(nrow(dxy), n,replace=TRUE, prob=h)

    u <- runif(n)
    p <- xy[e,] + u * dxy[e,]

    p
  }

带有演示：

plot( rPointOnPerimeter(100,poly) )

- Neal Fultz

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这段代码示例是Python版本的吗？我不懂R语言。 - machen