在R中使用方括号的空间逆子集

Question

我有一个空间点数据框 -> spatial_points

和一个多边形 -> spatial_poly

我可以使用多边形内的所有点进行子集化

subset_within <- spatial_points[spatial_poly,]  which is nice and intuitive.

但是如果我想对多边形外的所有点进行子集化，我就不能使用

subset_ouside <- spatial_points[-spatial_poly,]

之前有人问过这个问题，答案是使用rgeos 包中的gDifference()。很好。

我的问题是，为什么 [ ] 用于内部选择，而不是相反？我不太明白错误信息

h(simpleError(msg, call)) 中的错误：评估错误 为函数“[”选择方法时的参数“i”：无效参数 一元运算符

只是好奇。谢谢。

编辑

这是一个从Subset spatial points with a polygon借来的例子

require(rgeos)
require(sp)

##create spdf
coords=expand.grid(seq(150,151,0.1),seq(-31,-30,0.1))
spdf=data.frame("lng"=coords[,1],"lat"=coords[,2])
coordinates(spdf) = ~lng+lat
proj4string(spdf)<- CRS("+init=epsg:4326")
plot(spdf)

##create poly
poly1 = SpatialPolygons(list(Polygons(list(Polygon(cbind(c(150.45,150.45,150.75,150.75,150.45),c(-30.75,-30.45,-30.45,-30.75,-30.75)))),ID=1)))
proj4string(poly1)<- CRS("+init=epsg:4326")

##get points withing polygon
points_within <-spdf[poly1,]  # this works

plot(spdf)
plot(poly1, add=T)
plot(points_within,col="blue",pch=16,add=T)

##get points outside polygon
points_outside <-spdf[-poly1,]  # this does not work - why??

在这个简单的例子中，可以使用gDifference()，它在这个例子中有效。但是，我的 SpatialPointDataframe 非常大，使用 gDifference 会导致 R.

Answer 1

当您在 R 中执行 df[2, 1] 时，您实际上是在调用一个函数。函数是'['(df, 1, 2)。只是解析器对您隐藏了这一点，这使您可以以更自然的方式编写代码。

如果您考虑一下，[ 运算符会根据您使用的对象类型执行不同的操作，即使这些操作在概念上是相似的。返回数值向量子集的实际代码与返回矩阵或列表子集的代码不同。事实上，R 中有一些对象调用[ 函数没有意义，也没有实现。例如，如果您尝试在函数名称上调用它：

print[1]
#> Error in print[1] : object of type 'closure' is not subsettable

如果您在 R 中创建具有各种不同成员的复杂新类，则需要定义 [ 运算符的含义，并且需要实现它。将SpatialPoints 类作为SpatialPolygon 类的子集是什么意思？ R 自己无法知道这一点，所以当sp 包的作者创建SpatialPolygons 类时，他必须编写基于传递给运算符@987654334 的操作数进行子集化的方法@。可以看源码here。

如果你追溯逻辑，你会看到在spdf[poly1,]的情况下，子集是由其他空间函数的使用决定的，归结为

which(!is.na(over(spdf, geometry(poly1))))
#> 39 40 41 50 51 52 61 62 63 
#> 39 40 41 50 51 52 61 62 63

然后使用这些数字子集对实际多边形进行子集化，以返回仅由子集组成的新对象。这意味着我们可以通过类似的方式获得points_outside：

points_within  <- spdf[poly1,] 
points_outside <- spdf[which(is.na(over(spdf, geometry(poly1))))]

plot(spdf)
plot(poly1, add = TRUE)
plot(points_within, col="blue", pch = 16, add = TRUE)
plot(points_outside, col="red", pch = 16, add = TRUE)

但要回答您的主要问题，这就是为什么 spdf[-poly1,] 不起作用，您必须意识到这实际上意味着 '['(spdf, -poly1)。要对此进行评估，首先需要评估-poly1，但如果您尝试这样做，那么您会得到：

-poly1
#> Error in -poly1 : invalid argument to unary operator

当然，将- 运算符单独应用于SpatialPoints 对象并没有什么意义。 什么？

事实上，可以编写函数使其以这种方式工作，但它需要一些复杂的非标准评估。您可以在该 GitHub 页面上将其作为功能请求提交，但我个人很乐意使用上述功能。

我希望这能让事情更清楚。