ggplot2（和 sf）中世界地图的整个地球多边形

Question

绘制世界地图时 ggplot2 存在一个问题：它用相同的颜色为整个背景着色，包括实际上不属于地球的地块的角，请参见下面的快照由以下代码生成（它使用前沿 sf abd ggplot2 版本，但问题是通用的，请参阅下面提到的博客 post）：

    #install.packages("devtools")
    #devtools::install_github("tidyverse/ggplot2")
    #devtools::install_github("edzer/sfr")

    library(ggplot2)
    library(sf)
    library(rnaturalearth)
    library(dplyr)

    theme_map <- function(...) {
      theme_minimal() +
      theme(
        text = element_text(family = "Ubuntu Regular", color = "#22211d"),
        axis.line = element_blank(),
        axis.text.x = element_blank(),
        axis.text.y = element_blank(),
        axis.ticks = element_blank(),
        axis.title.x = element_blank(),
        axis.title.y = element_blank(),
        panel.grid.minor = element_line(color = "#ebebe5", size = 0.2),
        panel.grid.major = element_line(color = "#ebebe5", size = 0.2),
        plot.background = element_rect(fill = "#f5f5f2", color = NA),
        panel.background = element_rect(fill = "#f5f5f2", color = NA),
        legend.background = element_rect(fill = "#f5f5f2", color = NA),
        panel.border = element_blank(),
        ...
      )
    }

    crs <- "+proj=laea +lat_0=52 +lon_0=10 +x_0=4321000 +y_0=3210000 +datum=WGS84 +units=m +no_defs"
    ctrys50m <- ne_countries(scale = 50, type = "countries", returnclass = "sf") %>%
       select(iso_a3, iso_n3, admin)

    ggplot() + 
      geom_sf(data = ctrys50m, alpha = 0.15, fill="grey") +
      coord_map() +
      coord_sf(crs = crs) +
      theme_map()

为了能够很好地绘制地球轮廓，在D3.js中添加了一个特殊的GeoJSONtype，{type: "Sphere"}，参见this thread which can be seen in action here：它是以下快照中整个地球的外部黑色边框：

我在 R/ggplot2 中找到的唯一技巧是 Matt Strimas-Mackey 在他的博客条目 Mapping the Longest Commericial Flights in R, see the Bounding box and graticules 部分以及 make_bbox 和 project_recenter 函数。

这些代码很多，我想知道是否有一些 sf 或 geom_sf 代码会生成 cleaner/simpler 代码，所以我尝试了：

    # whole world WSG84 bounding box
    sphere <- ne_download(category = "physical", type = "wgs84_bounding_box", returnclass = "sf")
    sphere_laea <- st_transform(sphere, crs)
    ggplot() + 
      geom_sf(data = sphere, fill = "#D8F4FF") +
      coord_sf(crs = crs) +
      geom_sf(data = ctrys50m, alpha = 0.15, fill="grey") +
      coord_map() +
      coord_sf(crs = crs) +
      theme_map()

我得到的只是一个额外的 "anti-meridian"（注意来自北极的线...）并且没有充满 #D8F4FF 的海洋。 . 底部的多边形非常不规则（D3.js 大师做了一些聪明的 adaptive resampling 来提高投影线的准确性...）

关于我为 ggplot2 世界地图获取整个世界多边形的尝试有什么问题吗？（感谢您阅读到这里！）

Answer 1

我还在探索 sf 的魔力的过程中，因此可能有更直接的解决方案来解决您的问题。不过，您可能会发现这种方法很有用：

为了提取地球球体的多边形，只需使用所需投影的经纬网，创建一个凸包并合并生成的多边形。

library(ggplot2)
library(sf)
library(rnaturalearth)
library(dplyr)

crs <- "+proj=laea +lat_0=52 +lon_0=10 +x_0=4321000 +y_0=3210000
        +datum=WGS84 +units=m +no_defs"

ctrys50m <- ne_countries(scale = 50, type = "countries", returnclass = "sf") %>%
  select(iso_a3, iso_n3, admin)

sphere <- st_graticule(st_transform(ctrys50m, crs = crs)) %>%
  st_convex_hull() %>%
  summarise(geometry = st_union(geometry))

ggplot()  +
  geom_sf(data = sphere, fill = "#D8F4FF", alpha = 0.7) +
  geom_sf(data = ctrys50m, fill="grey") +
  #coord_sf(crs = crs) + # not necessary because the crs from the first layer is being used.
  theme_bw()

这为您提供了以下图，它仍然有一些可见的角，但根据您的目的可能已经足够了。

Answer 2

按照 Dave 的建议，我创建了一个足够小的新经纬网，以便凸包操作能够很好地逼近地球的边界。下面的代码给出了很好的结果（见后图）：

library(ggplot2)
library(sf)
library(rnaturalearth)
library(dplyr)

crs <- "+proj=laea +lat_0=52 +lon_0=10 +x_0=4321000 +y_0=3210000 +datum=WGS84 +units=m +no_defs"

ctrys50m <- ne_countries(scale = 50, type = "countries", returnclass = "sf") %>%
  select(iso_a3, iso_n3, admin)

sphere <- st_graticule(ndiscr = 10000, margin = 10e-6) %>%
  st_transform(crs = crs) %>%
  st_convex_hull() %>%
  summarise(geometry = st_union(geometry))

ggplot()  +
  geom_sf(data = sphere, fill = "#D8F4FF", alpha = 0.7) +
  geom_sf(data = ctrys50m, fill="grey") +
  theme_bw()

ggplot2（和 sf）中世界地图的整个地球多边形

whole earth polygon for world map in ggplot2 (and sf)

gis

r

ggplot2

sf