geom_sf 具有相同空间比例的小型多张地图

Question

我想用 ggplot2::geom_sf 绘制一个带有多个小地图的图形。这里的挑战是如何做到这一点，使所有地图都在图像中居中并处于相同的空间比例。这是问题所在（下面可重现示例的数据）：

使用 facet_wrap 的简单地图将所有多边形置于相同的空间比例，但它们不居中。

ggplot(states6) +
  geom_sf() +
  facet_wrap(~name_state)

这是一个解决方案使用 cowplot。在这种情况下，多边形居中但它们处于不同的空间比例

g <- purrr::map(unique(states6$name_state),
                function(x) {

                  # subset data
                  temp_sf <- subset(states6, name_state == x)

                  ggplot() +
                    geom_sf(data = temp_sf, fill='black') +
                    guides(fill = FALSE) +
                    ggtitle(x) +
                    ggsn::scalebar(temp_sf, dist = 100, st.size=2, 
                                   height=0.01, model = 'WGS84', 
                                   transform = T, dist_unit='km') 
                    })

g2 <- cowplot::plot_grid(plotlist = g)
g2

我在使用 tmap 库时发现了同样的问题。

 tm_shape(states6) +
   tm_borders(col='black') +
   tm_fill(col='black') +
   tm_facets(by = "name_state ", ncol=3) +
   tm_scale_bar(breaks = c(0, 50, 100), text.size = 3)

期望的输出

我想要得到的输出与此类似：

可重现示例的数据

library(sf)
library(geobr)
library(mapview)
library(ggplot2)
library(ggsn)
library(cowplot)
library(purrr)
library(tmap)

# Read all Brazilian states
states <- geobr::read_state(code_state = 'all', year=2015)

# Select six states
states6 <- subset(states, code_state %in% c(35,33,53,29,31,23))

Answer 1

这并不理想，但您可以使用相同的框大小以编程方式绘制多个图，然后然后使用::gridExtra 将它们放在一起。要获得每个框的中心，请使用每个几何体的质心。

library(sf)
library(geobr)
library(mapview)
library(ggplot2)
library(gridExtra)

阅读巴西所有州：

states <- geobr::read_state(code_state = 'all', year=2015)

Select六个州：

states6 <- subset(states, code_state %in% c(35,33,53,29,31,23))

质心，在下面的 ggplot 中供参考（我必须设置投影，如果需要可以在此处进行更改）：

states6$centroid <- 
     sf::st_transform(states6, 29101) %>% 
     sf::st_centroid() %>% 
     sf::st_transform(., '+proj=longlat +ellps=GRS80 +no_defs')  %>% 
     sf::st_geometry()

设置填充：

padding <-7

绘图函数：

graph <- function(x){
  ggplot2::ggplot(states6[x,]) +
           geom_sf() +
           coord_sf(xlim = c(states6$centroid[[x]][1]-padding , 
                             states6$centroid[[x]][1]+padding), 
                    ylim = c(states6$centroid[[x]][2]-padding , 
                             states6$centroid[[x]][2]+padding), 
                    expand = FALSE)
}

创建一堆地块：

plot_list <- lapply(X = 1:nrow(states6), FUN = graph)

将它们放在一起：

g <- cowplot::plot_grid(plotlist = plot_list, ncol = 3)
g

Answer 2

有点 hack，但这里有一个可能的 tmap 解决方案，它基于计算不同状态的最大宽度，然后创建一个 "dummy" 点间隔层 max_width/2从每个状态的质心到 "force" 一个恒定的刻面宽度，因此是一个恒定的比例：

library(sf)
library(geobr)
library(tmap)
library(dplyr)

# Read all Brazilian states
states <- geobr::read_state(code_state = 'all', year=2015)

# Select six states
states6 <- subset(states, code_state %in% c(35,33,53,29,31,23)) %>% 
    sf::st_set_crs(4326)

# compute bboxes and find width of the widest one
bboxes <- lapply(sf::st_geometry(states6), 
                 FUN = function(x) as.numeric(st_bbox((x))))
which_max_wid <- which.max(lapply(bbs, FUN = function(x) abs(x[1] - x[3])))              
max_wid <- bbs[[which_max_wid]][1] - bbs[[which_max_wid]][3]

# create some fake points, at a distance of max_wid/2 from 
# centroids of each state, then a multipoint by state_name

fake_points_min <- st_sf(name_state = states6$name_state, 
                         geometry = st_geometry(sf::st_centroid(states6)) - c(max_wid/2, 0))
fake_points_max <- st_sf(name_state = states6$name_state, 
                         geometry = st_geometry(sf::st_centroid(states6)) + c(max_wid/2, 0))

fake_points <- rbind(fake_points_min,fake_points_max) %>% 
    dplyr::group_by(name_state) %>% 
    dplyr::summarize() %>% 
    dplyr::ungroup() %>% 
    sf::st_set_crs(4326)

# plot
plot <- tm_shape(states6) +
    tm_graticules() +
    tm_borders(col='black') +
    tm_fill(col='black') +
    tm_facets(by = "name_state", ncol=3) +
    tm_scale_bar(breaks = c(0, 150, 300), text.size = 3) + 
    tm_shape(fake_points)  +  #here we add the point layer to force constant width!
    tm_dots(alpha = 0)+ 
    tm_facets(by = "name_state", ncol=3)
plot

，给出：

Answer 3

大多数时候我更喜欢 sf 的情节

library(sf)
library(geobr)

# Read all Brazilian states
states <- geobr::read_state(code_state = 'all', year=2015)

# Select six states
states6 <- subset(states, code_state %in% c(35,33,53,29,31,23))

par(mfrow = c(2, 3))
for(i in 1:nrow(states6)){
  plot(states6$geometry[i], axes = T, main = states6$name_state[i])  
}
par(mfrow = c(1,1))

不过去掉轴也可以有效

par(mfrow = c(2, 3))
for(i in 1:nrow(states6)){
  plot(states6$geometry[i], axes = F, main = states6$name_state[i])  
  axis(1)
  axis(2)
}
par(mfrow = c(1,1))

您可能想要添加背景，请按照说明添加选项 reset = FALSE here，然后您可以添加其他几个 sf 或星星对象

EDIT1：您也可以尝试 imagemagick

library(ggplot2)
imas <- paste0(letters[1:6], ".png")
for(i in 1:nrow(states6)) {
png( imas[i])
  print(
    ggplot(states6[i,]) +
      geom_sf()  +
      ggtitle(states6$name_state[i])
)  
  dev.off()
}

library(magick)
a <- image_append(image = c(image_read(imas[1]), 
                       image_read(imas[2]),
                       image_read(imas[3])))


b <- image_append(image = c(image_read(imas[4]), 
                            image_read(imas[5]),
                            image_read(imas[6])))

image_append(c(a,b), stack = T)

geom_sf 具有相同空间比例的小型多张地图

Small multiple maps with geom_sf at the same spatial scale

r

ggplot2

geospatial

sf

tmap

期望的输出

可重现示例的数据