R语言如何画地图

发布时间：2021-11-18 10:11:10 作者：小新
来源：亿速云阅读：215

# R语言如何画地图

## 引言

在数据可视化领域，地图是展示空间数据的强大工具。R语言作为统计分析和可视化的利器，提供了多种绘制地图的方法。本文将介绍三种主流方法：基础`graphics`包、`ggplot2`扩展以及专业的`sf`/`leaflet`方案，并通过中国地图案例演示完整流程。

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## 一、基础绘图系统

### 1.1 使用maps包绘制世界地图
```r
# 安装必要包
install.packages("maps")
library(maps)

# 绘制世界地图
map("world", fill = TRUE, col = rainbow(20))
title("世界地图示例")

1.2 添加自定义数据点

# 随机生成坐标点
set.seed(123)
points(runif(20, -180, 180), runif(20, -90, 90), 
       pch = 19, col = "red", cex = 1.5)

优点：简单快捷，适合快速可视化
局限：地理精度较低，缺乏现代GIS功能

二、ggplot2高级可视化

2.1 使用map_data加载地理数据

library(ggplot2)
china_map <- map_data("world", region = "China")

ggplot(china_map, aes(x = long, y = lat, group = group)) +
  geom_polygon(fill = "lightblue", color = "black") +
  coord_fixed(1.3) +
  theme_void()

2.2 分级填色地图

# 模拟省级数据
province_data <- data.frame(
  region = unique(china_map$region),
  value = runif(length(unique(china_map$region)))
)

ggplot() +
  geom_map(data = province_data, aes(map_id = region, fill = value),
           map = china_map) +
  expand_limits(x = china_map$long, y = china_map$lat)

进阶技巧： - 使用ggspatial添加比例尺 - 通过sf包导入高精度Shapefile

三、专业地理空间处理

3.1 sf包工作流

library(sf)
library(rnaturalearth)

# 获取中国省级数据
china <- ne_states(country = "china", returnclass = "sf")

# 绘制带投影的地图
ggplot(china) +
  geom_sf(aes(fill = pop_est)) +
  coord_sf(crs = st_crs(4326)) +
  scale_fill_viridis_c(trans = "log10")

3.2 交互式leaflet地图

library(leaflet)

leaflet(china) %>%
  addProviderTiles(providers$CartoDB.Positron) %>%
  addPolygons(
    fillColor = ~colorQuantile("YlOrRd", pop_est)(pop_est),
    weight = 1
  ) %>%
  addLegend("bottomright", pal = colorQuantile("YlOrRd", china$pop_est),
            values = ~pop_est)

专业功能对比：

功能	sf	leaflet
静态地图	✓	✗
交互操作	✗	✓
空间分析	✓	有限

四、中国地图实战案例

4.1 数据准备

library(chinamap)  # 专用中国地图包
data("china.map")

# 合并经济数据
gdp_data <- read.csv("province_gdp.csv")  # 假设有CSV数据

4.2 绘制热力地图

library(RColorBrewer)

ggplot() +
  geom_sf(data = china.map, aes(fill = gdp_data$GDP)) +
  scale_fill_gradientn(colors = brewer.pal(9, "YlGnBu")) +
  labs(title = "2023年中国各省GDP分布")

4.3 常见问题解决

南海诸岛显示问题：使用cowplot拼图
坐标偏移：检查CRS是否为GCJ-02/WGS-84
性能优化：使用rmapshaper简化多边形

五、资源推荐

数据源：
- 国家基础地理信息中心
- Natural Earth Data
- GADM数据库
学习资料：
- 《Geocomputation with R》
- RStudio出品的Spatial Data Science教程
扩展包：
- tmap：语法统一的制图系统
- mapview：快速交互预览
- rayshader：3D地形图

结语

R语言的地图绘制生态从简单的静态展示到复杂的空间分析一应俱全。建议初学者从ggplot2起步，逐步过渡到sf体系。需要注意中国地图的绘制必须包含完整领土，建议使用官方审图号数据。随着空间数据分析需求的增长，掌握这些工具将为研究工作带来显著优势。 “`

注：实际使用时需要根据具体数据调整代码，中国地图绘制请确保使用合规地理数据。本文代码示例需配合相应数据包使用，部分数据可能需要额外下载。