R:根据使用形状文件和栅格中的变量完成的计算创建一个新的 raster/shape 文件

R: Creating a new raster/shape file from calculations done using variables from a shape file and a raster

我目前正在尝试根据条件计算创建新的光栅或形状文件,需要根据光栅文件中的值对形状值中的每个值进行计算。我通常不使用光栅和形状文件,所以我在这里很不适应。我是笼统地问这个问题,但这是我正在使用的数据,希望它能让我更好地理解我想要完成的事情:

 rast_norm <- ftp://prism.nacse.org/normals_4km/tmean/PRISM_tmean_30yr_normal_4kmM2_04_bil.zip
 shp_probs <- ftp://ftp.cpc.ncep.noaa.gov/GIS/us_tempprcpfcst/seastemp_201603.zip

主要objective是取shp_probs中每个点(经纬度)关联的概率乘以[=35中相同经纬度对应的值=],以及之后的一些其他计算。如果我有两个 data.tables,我可以执行如下操作:

 dt1 <- data.table(col1 = c(0:3), col2 = c(1:4)*11, factor1 = sqrt(c(285:288))

 # # Output # #
 # col1 col2  factor1
 #    0   11 16.88194
 #    1   22 16.91153
 #    2   33 16.94107
 #    3   44 16.97056

 dt2 <- data.table(col1 = c(0:3), col2 = c(1:4)*11, factor2 = abs(sin(c(1:4))))

 # # Output # #
 # col1 col2   factor1
 #    0   11 0.8414710
 #    1   22 0.9092974
 #    2   33 0.1411200
 #    3   44 0.7568025

 dt3 <- merge(dt1, dt2, by = c("col1", "col2"))
 dt3$factor1 <- dt3$factor1 * dt3$factor2
 dt3$factor2 <- NULL

 # # Output # #
 # col1 col2   factor1
 #    0   11 14.205665
 #    1   22 15.377615
 #    2   33  2.390725
 #    3   44 12.843364     

使用数据表简单易行。但是我在尝试使用 Raster 和 SpatialPolygonsDataFrame 时不知所措。到目前为止,这是我要阅读和清理文件的内容:

 # Importing the "rast_norm" file, the first listed above with a link
 rast_norm <- "/my/file/path/PRISM_tmean_30yr_normal_4kmM2_04_bil.zip"
 zipdirec <- "/my/zip/directory"
 unzip(rast_norm, exdir = zipdirec)

 # Get the correct file from the file list
 rast_norm <- list.files(zipdirec, full.names = TRUE, pattern = ".bil")
 rast_norm <- rast_norm[!grepl("\.xml", rast_norm)]

 # Convert to raster
 rast_norm <- raster(rast_norm)

Plotting rast_norm on its own gives this map.

 # Importing the "shp_probs" file, the second listed above with a link
 shp_probs <- "/my/file/path/seastemp_201603.zip"
 zipdirec <- "/my/zip/directory"
 unzip(shp_probs, exdir = zipdirec, overwrite = TRUE)

 # Get the correct file from the list of file names and find the layer name
 layer_name <- list.files(zipdirec, pattern = "lead14")
 layer_name <- layer_name[grepl(".shp", layer_name)]
 layer_name <- layer_name[!grepl("\.xml", layer_name)]
 layer_name <- do.call("rbind", strsplit(layer_name, "\.shp"))[,1]
 layer_name <- unique(layer_name)

 # Use the layer name to read in the shape file
 shp_probs <- readOGR(shp_probs, layer = layer_name)
 names_levels <- paste0(shp_probs$Cat, shp_probs$Prob)
 names_levels <- gsub("Below", "-", names_levels)
 names_levels <- gsub("Above", "+", names_levels)
 names_levels <- as.integer(names_levels)
 shp_probs@data$id <- names_levels
 shp_probs <- as(shp_probs, "SpatialPolygons")

 # Create a data frame of values to use in conjunction with the existing id's
 weights <- data.table(id = shp_probs$id, weight = shp_probs$id)
 weights$weight <- c(.80, .80, .10, .10, .10, .10, .10, .10, .80, .10, .10, .10, .10, .10)
 shp_probs <- SpatialPolygonsDataFrame(otlk_sp, weights, match.ID = FALSE)

Plotting shp_probs on its own gives this map.

我现在想获取与 shp_probs 文件关联的概率,并将其乘以与 rast_norm 文件关联的降雨量,然后再次乘以与概率关联的权重在 shp_probs 文件中。

我真的不知道该怎么做,非常感谢任何帮助。如何提取所有相应的数据点以匹配纬度和经度?我想如果我知道了,我就会知道该怎么做。

提前谢谢你。

假设您要对栅格的每个网格单元执行此计算,您可以这样做:

  1. Download/read 数据,并添加 weight 列。请注意,这里我只使用了随机权重,因为您的示例似乎为 7 个多边形分配了 14 个权重。另外,我不确定您的 id 专栏的用途是什么,所以我跳过了那部分。

    library(raster)
    library(rgdal)
    
    download.file('ftp://prism.nacse.org/normals_4km/tmean/PRISM_tmean_30yr_normal_4kmM2_04_bil.zip', 
                  fr <- tempfile(), mode='wb')
    download.file('ftp://ftp.cpc.ncep.noaa.gov/GIS/us_tempprcpfcst/seastemp_201603.zip', 
                  fs <- tempfile(), mode='wb')
    
    unzip(fr, exdir=tempdir())
    unzip(fs, exdir=tempdir())
    
    r <- raster(file.path(tempdir(), 'PRISM_tmean_30yr_normal_4kmM2_04_bil.bil'))
    s <- readOGR(tempdir(), 'lead14_Apr_temp')
    s$weight <- runif(length(s))
    
  2. 对栅格像元坐标和多边形坐标进行空间叠加。 (或者,您可以使用 raster::rasterize 两次将 Probid 字段转换为栅格,然后将三个栅格相乘。)

    xy <- SpatialPoints(coordinates(r), proj4string=crs(r))
    o <- over(xy, s)
    
  3. 创建一个与原始栅格具有相同 extent/dimensions 的新栅格,并为其像元分配适当的值。

    r2 <- raster(r)
    r2[] <- r[] * o$Prob * o$weight
    

使用这些随机数据,结果如下所示: