从空间多边形和光栅像素获取边界之间的距离

Question

我正在尝试计算从栅格的几个像素到 R 中某些多边形的边界的距离，如图像所示。我有两个问题：

1. 如何正确定义SpatialPolygon 对象的边界。我目前有两个选择，但我无法决定哪个是最好的。首先，我可以强制 SpatialPolygon as 一个 SpatialLines 对象，然后强制到 SpatialPoints。其次，我可以raster::rasterizeSpatialPolygon。我想每个选项都有其优点和缺点。

2. 我只想从边界的一侧进行距离计算。在示例中，我只想要从哥伦比亚内部的像素到两国边界的距离。我尝试使用纬度参数“过滤”边界，但实际边界非常不规则，因此使用严格的截止值可能会导致错误。

以下代码可用于获取示例SpatialPolygonsDataFrame：

#Get the world map and select two countries [Colombia and Venezuela]
library(maptools) #To get the polygon data 
data(wrld_simpl)
colven <- c("Colombia", "Venezuela")
colven_map <- wrld_simpl[wrld_simpl$NAME %in% colven, ]

可以使用以下代码创建栅格数据：

library(raster)
raster <- raster(colven_map, nrow=100, ncol=100)
raster[] <- 1:length(raster)
raster_colven <- mask(raster, colven_map)

提前致谢

Answer 1

#example data
library(maptools) #To get the polygon data 
data(wrld_simpl)
colven <- wrld_simpl[wrld_simpl$NAME %in% c("Colombia", "Venezuela"), ]

library(raster)
raster <- raster(colven, nrow=100, ncol=100)
raster[] <- 1:length(raster)
raster <- mask(raster, colven)

我创建了一些随机感兴趣的单元格

set.seed(33)
cells <- sample(ncell(raster), 10)
xy <- xyFromCell(raster, cells)
sp <- SpatialPoints(xy, proj4string=crs(colven))

然后使用 rgeos

library(rgeos)
# inside Colombia only
col <- colven[colven$NAME == "Colombia", ]
sp <- gIntersection(sp, col)

# get the border between Venezuela and Colombia
ven <- colven[colven$NAME == "Venezuela", ]
border <- gIntersection(col, ven)

# get the distance
# this fails for me, that seems to be a bug in rgeos for these data
gDistance(sp, border, byid=TRUE)  

在此示例中，坐标参考系是角度（经度/纬度），而 rgeos 不处理它（它仅适用于平面坐标）。但在这里你可以使用 geosphere 中的一个函数：

library(geosphere)
dist2Line(xy, border)

如果您想要哥伦比亚所有网格单元到边界的距离，您也可以这样做：

rborder <- rasterize(border,  raster)
dborder <- distance(rborder)
dbcol <- mask(dborder, col)

如果您想了解从哥伦比亚境内某个地方到委内瑞拉边境的距离，并且只在哥伦比亚境内旅行，请查看 gdistance 包中的函数。