R - 将区域递归地转换为 ggplot2 等值线的 XY 坐标

Question

我已经为此制定了一个解决方案，但它很丑陋、临时且不可概括；我认为必须有更好的方法。我们的研究区域分为 100mx100m 块的网格，列名为 3-8，行名为 C-J。每个块分为四个样方，每个样方又分为四个子样方，因此子方的名称类似于“4F23”；划分模式如下所示：

11 12 21 22

13 14 23 24

31 32 41 42

33 34 43 44

不同的数据集使用三种分辨率中的任何一种，所以我想要一些可以处理“4F”、“4F1”和“4F34”的东西。为了在该区域的热图/叶绿素中显示值，我需要一种方法来表示该嵌套方案与 ggplot 更正交——或者更好的是，告诉 ggplot 一些东西，以便它知道如何解释部分标签本身。我想要的是一种简单的方法来绘制我们任何研究的地图。我能想到的最好办法是使用翻译函数来生成 XY 并将它们绑定到数据框。

toyDF <- tibble(SECT = c('3E1', '5G3', '8H4'), HT = c(22,6,15))
# Translator function
SACoords <- function(sqr) {
    sqVec <- substring(sqr, seq(1, nchar(sqr), 1), seq(1, nchar(sqr), 1))
    rws <- 'JIHGFEDC'
    cl <- (as.integer(sqVec[1]) - 3) * 100
    rw <- (as.integer(gregexpr(sqVec[2], rws)) - 1) * 100
    qd <- ifelse(!is.na(sqVec[3]), 
        list(c(0,50), c(50,50), c(0,0), c(50,0))[as.integer(sqVec[3])],
        c(0,0))
    sq <- ifelse(!is.na(sqVec[4]), 
        list(c(0,25), c(25,25), c(0,0), c(25,0))[as.integer(sqVec[4])],
        c(0,0))
    coords <- data.frame(c(cl, rw), qd, sq)
    rowSums(coords, na.rm=TRUE)
}
#> SACoords('8C24')  # Test
#[1] 575 750  # Yes

# Mash in the coordinates (as lists)
toyXY <- toyDF %>% 
    mutate(coords = sapply(SECT, SACoords, simplify=FALSE))
# Got the coords in, but as lists -- difficult to work with;
# but can't mutate() into two columns with one operation, so
# redo it this ungainly way:
toyXY[,4:5] <- matrix(unlist(sapply(toyDF$SECT, SACoords)), 
    ncol=2, byrow=TRUE)
names(toyXY)[4:5] <- c('Xcoor', 'Ycoor')

# And finally to plot (in reality many observations per SECT)
toyXY %>% group_by(SECT) %>%
    mutate(MHT = mean(HT)) %>%
    ggplot(aes(xmin=Xcoor, xmax=Xcoor + 50, ymin=Ycoor, ymax=Ycoor+50)) +
        geom_rect(aes(fill = MHT))

有了完整的数据集，这正是我想要的结果，但这很糟糕。我最想要的（我认为）是让我的SACoords() 成为一个转换，我可以插入到ggplot(aes()) 调用中，这样它就可以有效地理解SECT 标签，希望允许我改用geom_raster geom_rect 并避免 xmin/xmax 及其笨拙的常数，这些常数必须根据给定研究的分辨率进行调整。下一个最好的可能是学习地图的模板表示 - 2d 矩阵，24x32？列表列表的6x8矩阵？ - 但我不知道如何告诉 ggplot 阅读它。还是我真的应该将所有这些都封装在一个可以处理所有事情的更大函数中？

Answer 1

如果你附上你的研究区域的插图会更清楚，但这是我对你正在寻找什么的最佳猜测。如果我的理解是正确的，您可以在 dplyr 包的管道操作中执行所有翻译，这样可以更轻松地解释代码中每个步骤的情况。

请注意，我出于说明目的使用了不同的 SECT 值。 cmets 内的解释：

library(dplyr)
library(ggplot2)

# modify toyDF to include sections of different sizes
toyDF <- tibble::tibble(SECT = c("3E", "5G3", "8C24"), 
                HT = c(22, 6, 15))

toyDF %>%
  mutate(sqr = stringr::str_pad(SECT, 4, side = "right", pad = " ")) %>%
  tidyr::separate(sqr, into = c("x", "y", "quadrat", "subquadrat"), sep = 1:3) %>%

  # convert the first two letters of SECT into x/y coordinates for the centre of the area
  mutate(x = factor(x, levels = as.character(3:8)),
         y = factor(y, levels = LETTERS[10:3])) %>%
  mutate_at(vars(x, y),
            function(i) as.integer(i) * 100 - 50) %>%

  # adjust coordinates for quadrat, if applicable
  mutate(x = case_when(quadrat %in% c("1", "3") ~ x - 25,
                       quadrat %in% c("2", "4") ~ x + 25,
                       TRUE ~ x),
         y = case_when(quadrat %in% c("1", "2") ~ y + 25,
                       quadrat %in% c("3", "4") ~ y - 25,
                       TRUE ~ y)) %>%

  # further adjust coordinates for subquadrat, if applicable
  mutate(x = case_when(subquadrat %in% c("1", "3") ~ x - 12.5,
                       subquadrat %in% c("2", "4") ~ x + 12.5,
                       TRUE ~ x),
         y = case_when(subquadrat %in% c("1", "2") ~ y + 12.5,
                       subquadrat %in% c("3", "4") ~ y - 12.5,
                       TRUE ~ y)) %>%

  # specify appropriate width for each cell, depending on whether
  # subquadrat / quadrat has been defined
  mutate(width = case_when(subquadrat != " " ~ 25,
                           quadrat != " " ~ 50,
                           TRUE ~ 100)) %>%

  ggplot(aes(x = x, y = y, fill = HT)) +
  geom_tile(aes(height = width, width = width)) +
  scale_x_continuous(breaks = seq(50, 550, by = 100),
                     labels = as.character(3:8),
                     expand = c(0, 0)) +
  scale_y_continuous(breaks = seq(50, 750, by = 100),
                     labels = LETTERS[10:3],
                     expand = c(0, 0)) +
  coord_equal(xlim = c(0, 600), ylim = c(0, 800)) +
  theme_bw() +
  theme(panel.grid.major = element_blank(),
        axis.ticks = element_blank())