R與GIS實踐系列-Shapefile導入與地圖顯示

1. R項目簡介

R是一個開源的統計計算和圖形編程語言和軟件環境，廣泛應用於統計分析和數據挖掘[1]。R項目遵循GNU協議，它的軟件環境源碼由C,Fortran和R寫就。R可以運行在多個平台，包括各種Unix，Linux發行版本，Window和MacOS上, 國內有中科院、廈門大學、北京交通大學等多個鏡像[2]。R是對S語言的一種實現，由Ross Ihaka 和 Robert Gentleman 所創建，R取之他們名字的首字母。R具有由用戶貢獻的大量的類庫，能夠處理各種科學計算的問題。

2.R與GIS

與地學問題相關的R類庫也十分繁多，包括Spatial data,Maptools,RGdal等。 不過似乎StackOverflow的主站關於R在GIS的問題比GIS分站更為活躍。原因未知……之所以要使用R是因為R能夠以Hadoop集成[3],希望利用R更高效地處理空間聚類問題。雖然Mashout也是一個很好的解決方案，但是感覺用戶更加需要腳本式的問題處理工具。R的GIS的書籍比較少，基本都是以文檔的形式存在，其中Applied spatial data analysis with R是一本挺好的教材。多使用Example命令和Google也是學習R的一個好途徑。

3.Shapefile導入與地圖顯示

R中導入Shapefile是非常容易的，可以使用的包，包括RGdal,maptools,PBSmapping等。在這里我們采用maptools和sp兩個類庫來實現地圖數據的導入和顯示。在R中心選擇鏡像並下載。

1.  加載這兩個類庫，輸入如下代碼：

   library(maptools)
   library(sp)

2. 讀取shapefile文件，可以直接輸入文件路徑或者通過file.choose函數來選擇文件，這里采用國家基礎地理信息系統1比400萬數據中的省界國界。

   vent.map <-readShapeSpatial(file.choose())

   或者選擇點、線、面類型輸入

   point.mp <- readShapePoints(file.choose())
   line.mp <- readShapeLines(file.choose())
   poly.mp <- readShapePoly(file.choose())

   注意，這個命令並不導入Shapefiel的Proj文件，所以導入的是無坐標信息的數據。

    print(proj4string(vent.map))

   輸出是：

   [1] NA

3. 查看shapefile屬性，添加坐標信息
   

   summary(vent.map)

   輸出是：

   Object of class SpatialLinesDataFrame
   Coordinates:
           min       max
   x 73.446960 135.08583
   y  3.408477  53.55793
   Is projected: NA
   proj4string : [NA]
   Data attributes:
        FNODE_           TNODE_           LPOLY_          RPOLY_          LENGTH
    Min.   :   1.0   Min.   :   1.0   Min.   :  1.0   Min.   :  1.0   Min.   : 0.0040
    1st Qu.: 433.0   1st Qu.: 432.0   1st Qu.:  1.0   1st Qu.:  1.0   1st Qu.: 0.0300
    Median : 876.0   Median : 880.0   Median :  1.0   Median : 65.0   Median : 0.0700
    Mean   : 927.6   Mean   : 929.9   Mean   :128.8   Mean   :210.8   Mean   : 0.5421
    3rd Qu.:1344.0   3rd Qu.:1344.0   3rd Qu.:204.0   3rd Qu.:327.0   3rd Qu.: 0.2350
    Max.   :2131.0   Max.   :2131.0   Max.   :925.0   Max.   :926.0   Max.   :16.7130
       BOU2_4M_      BOU2_4M_ID        GBCODE
    Min.   :   1   Min.   :    1   Min.   :26010
    1st Qu.: 447   1st Qu.:  219   1st Qu.:26010
    Median : 893   Median :26010   Median :26010
    Mean   : 893   Mean   :17260   Mean   :35583
    3rd Qu.:1339   3rd Qu.:26010   3rd Qu.:61010
    Max.   :1785   Max.   :61156   Max.   :99001

   添加坐標信息

   proj4string(vent.map) <- "+proj=longlat +datum=WGS84"

4. 顯示地圖

   plot(vent.map, axes=TRUE, border="gray")

         R就會彈出新的窗口顯示:如圖-1所示：

圖1 R顯示地圖

4.參考文獻

[1]R (programming language) 2012 http://en.wikipedia.org/wiki/R_(programming_language)

[2]The R Project for Statistical Computing 2012

http://www.r-project.org/

[3]RevolutionAnalytics / RHadoop 2012 https://github.com/RevolutionAnalytics/RHadoop

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