计算样带内线段的长度

Question

我有一个带纬度、经度和底物类型的样带数据。下面我提供了一个脚本，该脚本沿着从经度 -24.5 到 -23.2 的直线样带创建具有 3 种基质类型的假设数据。在该样带中有 3 种底物类型（a、b 和 c），但底物类型“a”出现 4 次，底物类型“b”出现两次。我想计算样带中每个“a”、“b”和“c”基板类型段的总长度（米）。作为示例，衬底段“a”在“b”衬底类型的第一次观察的位置处结束，并且衬底段c在第四“a”衬底类型段开始的位置处结束。我想要的长度。我已经研究了 sp 和 Rdistance 包，但我真的被困住了。提前致谢。

假设示例：每个框表示我要计算其长度的每个段

Alon<-c(-23.20, -23.30,-23.40,-24.10,-24.15, -23.95, -23.70, -23.60,-    24.20, -24.25)  
Blon<-c(-23.80, -23.85, -24.00, -24.03, -24.06)
Clon<-c(-23.47, -23.50,-23.55) 
Alat<-c(64,64,64,64,64, 64, 64, 64,64, 64)
Blat<-c(64,64, 64, 64,64)
Clat<-c(64,64, 64)
A<-as.data.frame(cbind(Alon, Alat))
B<-as.data.frame(cbind(Blon, Blat))
C<-as.data.frame(cbind(Clon, Clat))
plot(A$Alon, A$Alat, pch=97)
points(B$Blon, B$Blat, col="red", pch=98)
points(C$Clon, C$Clat, col="blue", pch=99)


A$ID<-seq.int(nrow(A))
A[,3]<-"A"
B$ID<-seq.int(nrow(B))
B[,3]<-"B"
C$ID<-seq.int(nrow(C))
C[,3]<-"C"


colnames(A)<-c("lon", "lat", "ID")
colnames(B)<-c("lon", "lat", "ID")
colnames(C)<-c("lon", "lat", "ID")

A<-as.data.frame(A)
B<-as.data.frame(B)
C<-as.data.frame(C)

pos<- rbind(A,B,C)
pos<-pos[,c("ID","lon","lat")]

Answer 1

我怀疑以米为单位的长度取决于您的投影，因此我在这里计算以度为单位的长度，并将转换留给您。首先，我按经度排序（因为你的纬度都是一样的）。

# Order data frame
pos <- pos[order(pos$lon),]
  

接下来，我使用rle 提取每个ID 的运行。我加 1 以开始对第一个元素的第一次运行，并使用 pmin 确保最终索引不大于数据框中的行数。

# Pull out start and end points of segments
df_seg <- pos[pmin(nrow(pos), c(1, cumsum(rle(pos$ID)$lengths) + 1)),]

最后，我使用diff 来计算每次运行的开始和结束经度之间的差异。

# Calculate difference in longitude
data.frame(ID = df_seg$ID[1:(nrow(df_seg)-1)], diff_lon = abs(diff(df_seg$lon)))

# Check data frame
#   ID diff_lon
# 1  A     0.19
# 2  B     0.11
# 3  A     0.10
# 4  B     0.15
# 5  A     0.15
# 6  C     0.15
# 7  A     0.20

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关于订购站

我希望我有一个好的解决方案，但我没有。所以，在我做一些可怕的事情之前，我会先道歉......

library(dplyr)
library(RANN)

# Temporary data frame
df_stations <- pos 

# Function for finding order of stations
station_order <- function(){
  # If only one row, return it (i.e., it's the final station)
  if(nrow(df_stations) == 1)return(df_station)
  # Find the nearest neighbour for the first station
  r <- nn2(data = df_stations %>% select(lon, lat), k = 2)$nn.idx[1,2]
  # Bump the nearest neighbour to first in the data frame
  # This also deletes the first entry
  df_stations[1, ] <<- df_stations[r, ]
  # Drop the nearest neighbour elsewhere in the data frame
  df_stations <<- df_stations %>%  distinct
  # Return the nearest neighbour
  return(df_stations[1, ])
}

# Initialise data frame
res <- df_stations[1,]

# Loop over data frame
for(i in 2:nrow(df_stations))res[i, ] <- station_order()

此代码使用最近邻（即 nn2 来自 RANN）对您的电台进行排序。您会注意到样带是倒置的，但您可以随时使用res[nrow(res):1, ] 更改它。

#    ID    lon lat
# 1   A -23.20  64
# 2   A -23.30  64
# 3   A -23.40  64
# 4   C -23.47  64
# 5   C -23.50  64
# 6   C -23.55  64
# 7   A -23.60  64
# 8   A -23.70  64
# 9   B -23.80  64
# 10  B -23.85  64
# 11  A -23.95  64
# 12  B -24.00  64
# 13  B -24.03  64
# 14  B -24.06  64
# 15  A -24.10  64
# 16  A -24.15  64
# 17  A -24.20  64
# 18  A -24.25  64