R与GIS实践系列Shapefile导入与地图显示

1. R项目简介

R是一个开源的统计计算和图形编程语言和软件环境，广泛应用于统计分析和数据挖掘[1]。R项目遵循GNU协议，它的软件环境源码由C,Fortran和R写就。R可以运行在多个平台，包括各种Unix，Linux发行版本，Window和MacOS上, 国内有中科院、厦门大学、北京交通大学等多个镜像[2]。R是对S语言的一种实现，由Ross Ihaka 和 Robert Gentleman 所创建，R取之他们名字的首字母。R具有由用户贡献的大量的类库，能够处理各种科学计算的问题。

2.R与GIS

与地学问题相关的R类库也十分繁多，包括Spatial data,Maptools,RGdal等。 不过似乎StackOverflow的主站关于R在GIS的问题比GIS分站更为活跃。原因未知……之所以要使用R是因为R能够以Hadoop集成[3],希望利用R更高效地处理空间聚类问题。虽然Mashout也是一个很好的解决方案，但是感觉用户更加需要脚本式的问题处理工具。R的GIS的书籍比较少，基本都是以文档的形式存在，其中Applied spatial data analysis with R是一本挺好的教材。多使用Example命令和Google也是学习R的一个好途径。

3.Shapefile导入与地图显示

R中导入Shapefile是非常容易的，可以使用的包，包括RGdal,maptools,PBSmapping等。在这里我们采用maptools和sp两个类库来实现地图数据的导入和显示。在R中心选择镜像并下载。

1.  加载这两个类库，输入如下代码：

   library(maptools)
   library(sp)

2. 读取shapefile文件，可以直接输入文件路径或者通过file.choose函数来选择文件，这里采用国家基础地理信息系统1比400万数据中的省界国界。

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

   或者选择点、线、面类型输入

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

   注意，这个命令并不导入Shapefiel的Proj文件，所以导入的是无坐标信息的数据。

    print(proj4string(vent.map))

   输出是：

   [1] NA

3. 查看shapefile属性，添加坐标信息
   

   summary(vent.map)

   输出是：

   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

   添加坐标信息

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

4. 显示地图

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

         R就会弹出新的窗口显示:如图-1所示：

图1 R显示地图

4.参考文献

[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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