R 最易上手地图教程(1)：leaflet包

这里的 Data 不仅仅是画地图上行政区域的数据，而且包括要在地图上呈现的数据。

大多数图层添加函数都有 data 参数，通常使用 %>% 管道符逐渐传递 data 参数。
leaflet() 通常支持下列几种形式的数据。

• 矩阵数据(由经度和纬度构成)。
  

• 数据框(由经度和纬度构成)。
  

• 从 sp 包传递的数据，包括：

• SpatialPoints (数据框类型)
  

• Line()/Lines()
  

• SpatialLines() (数据框类型)
  

• Polygon()/Polygons()
  

• SpatialPolygons() (数据框类型)
  

• 从 maps 包传递的数据，主要是 map() 函数传递的数据框。

对于经度和纬度组成矩阵或数据框类型数据，在调动data添加图层时，会根据变量名进行猜测匹配：

• 若变量名称为 lat ,或 latitude 等，则猜测为纬度，猜测时， 不区分大小写 。
  

• 若变量名称为 lng , long 或 longitude 等，则猜测为经度，猜测时，不区分大小写。

也可以 手动指定 经度和纬度变量，使用 ~ 语法。
在参数传递过程中，默认后面的 data 参数 覆盖 前面 data 参数。

1.3.1 data中经纬度的指定/猜测/覆盖

 1library(leaflet)
 2
 3# 自动猜测匹配
 4set.seed(123)
 5df 1:10, Long = rnorm(10))
 6leaflet(df) %>% addCircles()
 7
 8# 手动指定经度和纬度变量,结果一样 leaflet(df) %>% addCircles(lng = ~Long,
 9# lat = ~Lat)
10
11# 在add_xxx()函数中重新指定参数进行覆盖，结果一样 leaflet() %>%
12# addCircles(data = df) leaflet() %>% addCircles(data = df, lat = ~Lat, lng
13# = ~Long)

1.3.2 sp 对象的data

 1library(leaflet)
 2library(sp)
 3library(RColorBrewer)
 4
 5Sr1 2, 4, 4, 1, 2), c(2, 3, 5, 4, 2)))  # 4对非重复点坐标，首尾相连
 6Sr2 5, 4, 2, 5), c(2, 3, 2, 2)))  # 3对非重复点坐标，画三角形
 7Sr3 4, 4, 5, 10, 4), c(5, 3, 2, 5, 5)))  # 4对非重复点坐标，画四边形
 8Sr4 5, 6, 6, 5, 5), c(4, 4, 3, 3




    
, 4)), hole = TRUE)  # hole = TRUE,表示中空
 9
10
11Srs1 list(Sr1), "s1")  # 's1'指定ID参数，多个多边形才有ID参数，Polygon()没有ID参数
12Srs2 list(Sr2), "s2")
13Srs3 list(Sr4, Sr3), "s3/4")  # 合并Sr3和Sr4多边形
14
15# 列表传参，传递多个多边形参数
16SpP list(Srs1, Srs2, Srs3), 1:3)
17
18leaflet(height = "300px") %>% addPolygons(data = SpP, fillColor = brewer.pal(3, 
19    name = "Set1"))

1.3.3 从 maps 包中获取data

1library(leaflet)
2library(maps)
3library(RColorBrewer)
4
5mapStates "state", fill = TRUE, plot = FALSE)
6leaflet(data = mapStates) %>% addTiles() %>% addPolygons(fillColor = brewer.pal(10, 
7    name = "Paired"), stroke = FALSE)

1.3.4 其它参数

其它绘图参数支持R自带的数据类型，如：向量，颜色向量，数据框，同样支持用 ~ 指定。

 1library(leaflet)
 2
 3# 随便编一个数据
 4m % addTiles()
 5df 100), lng = rnorm(100), size = runif(100, 5, 20), 
 6    color = sample(colors(), 100))
 7
 8m % addTiles()
 9# circle图标的半径不随zoom变化:
10m %>% addCircleMarkers(radius = ~size, color = ~color, fill = FALSE)
11# circle图标的半径不随zoom变化:
12m %>% addCircleMarkers(radius = runif(100, 4, 10), color = c("red"))

leaflet 支持Tilemap类型的底图，
leaflet 支持多种免费第三方providers的tiles, 包括 Stamen , Esri , OpenWeatherMap 等，
用 names(providers) 可以查看所有的providers。

1library(leaflet)
2
3m % setView(lng = -71.0589, lat = 42.3601, zoom = 12)
4m %>% addTiles()  # 显示街区图

1library(leaflet)
2




    

3m % setView(lng = -71.0589, lat = 42.3601, zoom = 12)
4
5# 使用Stamen.Toner 的 tiles
6m %>% addProviderTiles(providers$Stamen.Toner)

1library(leaflet)
2
3leaflet() %>% addTiles() %>% setView(-93.65, 42.0285, zoom = 4) %>% # 叠加一个WMS的tiles图层
4addWMSTiles("http://mesonet.agron.iastate.edu/cgi-bin/wms/nexrad/n0r.cgi", layers = "nexrad-n0r-900913", 
5    options = WMSTileOptions(format = "image/png", transparent = TRUE), attribution = "Weather data  2012 IEM Nexrad")

多个Tiles图层也可以叠加， 但是这种情况通常仅用于表层tiles是半透明的情况下，

或在 options 参数中手动指定不透明度 opacity 。
opacity 从0(完全透明)到1(完全不透明)。

1library(leaflet)
2
3m % setView(lng = -71.0589, lat = 42.3601, zoom = 12)
4
5m %>% addProviderTiles(providers$MtbMap) %>% # 底层tiles
6  addProviderTiles(providers$Stamen.TonerLines,  # 叠加一层tiles,显示公路和街道
7    options = providerTileOptions(opacity = 0.35)) %>% # opacity设定非透明度




    

8  addProviderTiles(providers$Stamen.TonerLabels) # 叠加tiles,显示公路名，街道名，机场图标。

使用图标用于标记地图上特殊的点。图标的位置通过经纬度指定。

leaflet 中,图标可以分为：icon,circle图标，clusters(簇)，共3类。

Markers坐标获取途径：

• SpatialPoints()/SpatialPointsDataFrame() ( sf 包)
  

• POINT , sfc_POINT 或 sf 对象( sf 包), 只有x,y维度的数据才能被使用。

• 只有2列的矩阵(第1列为经度，第2列为纬度)
  

• 含经度列和纬度列的数据框，
  同样默认猜测匹配，也可以手动指定，如: addMarkers(lng = ~Longitude, lat = ~Latitude) 。
  

• 用1个数字向量指定 lng 或 lat 参数。

注意：不支持 sf 包中的 MULTIPOINT 对象。

icon图标的添加分为几类：

• addMarkers() 函数，添加 leaflet 中内置一种icon。
  

• makeIcon() 指定 addMarkers() 函数内的 icon 参数，
  添加URL链接(包括file path)中的一种icon。

• icons() 指定 addMarkers() 内的 icon 参数，同时添加几种icon。
  

• iconList() 与 addMarkers() 函数联用，同时添加很多种icon。
  

• addAwesomeMarkers() 函数，添加awesome icons。

3.1.1 内置icon( addMarkers() )

默认Icon为雨滴状图标(dropped pin)。
与大多数图层绘制函数一样， popup 参数可以用来指定一个message,当点击该Icon则显示该message；
label 参数可以用来指定一个文本标签，可以是浮动的或静止的。

1library(leaflet)
2data(quakes)
3
4# 索引quakes前20行数据进行显示。
5leaflet(data = quakes[1:20, ]) %>% addTiles() %>% 
6# 增加图标图层，标签显示为quakes中的mag变量
7addMarkers(~long, ~lat, popup = ~as.character(mag), label = ~as.character(mag))

3.1.2 自定义icon( makeIcon() )

自定义Icon图标，可以通过URL链接或文件路径来指定。
对于单独一个Icon,若要映射到多个数据点，则可以使用 makeIcon() 函数制作一组Icon图标,
然后再调用 addMarkers() 函数增加Marker图层。

免费Icon下载 （ https://icons8.com/icons ）

 1library(leaflet)
 2data(quakes)
 3
 4# 制作一组Icon
 5greenLeafIcon <- makeIcon(
 6  iconUrl = "E:/R_input_output/images_input/leaf-green.png", # 使用文件路径指定
 7  iconWidth = 38, iconHeight = 95, # 设定当个Icon的相对长宽。 
 8  iconAnchorX = 22, iconAnchorY = 94, # 定位点相对位置(在IconWidth和IconHeight内)
 9  shadowUrl = "E:/R_input_output/images_input/leaf-shadow.png", # 阴影Icon
10  shadowWidth = 50, shadowHeight = 64,
11  shadowAnchorX = 4, shadowAnchorY = 62
12)
13
14leaflet(data = quakes[1:4,]) %>% addTiles() %>%
15  addMarkers(~long, ~lat, icon = greenLeafIcon) # 增加Icon图层

3.1.3 icons() (多种icons)

若多个Icons图标尺寸等参数一致，仅仅URLs不一样，使用 icons() 制作Icon图标组合非常方便，
icons() 语法与 data.frame() 类似，参数都可以用向量指定，短的参数将会 循环补齐 。

 1library(leaflet)
 2data(quakes)
 3
 4quakes1 <- quakes[1:10,] # 索引前10行数据
 5
 6leafIcons <- icons(
 7  iconUrl = ifelse(quakes1$mag 4.6, # 若mag 4.6为真
 8    "E:/R_input_output/images_input/leaf-green.png", # test = TRUE
 9    "E:/R_input_output/images_input/leaf-red.png" # test = FALSE
10  ),
11  iconWidth = 38, iconHeight = 95, # length = 1, 循环补齐
12  iconAnchorX = 22, iconAnchorY = 94, # length = 1, 循环补齐
13  shadowUrl = "E:/R_input_output/images_input/leaf-shadow.png", # length = 1, 循环补齐
14  shadowWidth = 50, shadowHeight = 64, # length = 1, 循环补齐
15  shadowAnchorX = 4, shadowAnchorY = 62 # length = 1, 循环补齐
16)
17
18leaflet(data = quakes1) %>% addTiles() %>%
19  addMarkers(~long, ~lat, icon = leafIcons) # 传递制作的Icons参数
20

3.1.4 icon列表( iconList() )

若一些Icons的参数相差很大，此时使用 iconList() 函数更加方便，
相当于创建一个列表将 makeIcon() 创建icons包裹起来。然后整体传递给 addMarkers() 。

 1library(leaflet)
 2




    

 3# iconList()制作icons组成的列表
 4oceanIcons  5  ship = makeIcon(iconUrl = "E:/R_input_output/images_input/cargo-ship.png", # 使用文件路径指定
 6    iconWidth = 30, iconHeight = 20), # 设定当个Icon的相对长宽。 
 7  pirate = makeIcon(iconUrl = "E:/R_input_output/images_input/pirates-caribbean.png", # 使用文件路径指定
 8    iconWidth = 30, iconHeight = 30) # 设定当个Icon的相对长宽。 
 9)
10
11# 编造一个数据
12df 13  cbind( # 列合并后为一个4列20行的数据框
14    (runif(20) - .5) * 10 - 90.620130,  # 经度
15    (runif(20) - .5) * 3.8 + 25.638077  # 纬度
16  ),
17  data.frame(type = factor(
18    ifelse(runif(20) > 0.75, "pirate", "ship"), # test > 7.5为真，则type = "pirate"
19    c("ship", "pirate") # length = 2 
20  ))
21)
22
23leaflet(df) %>% addTiles() %>%
24  addMarkers(icon = ~oceanIcons[type]) # 使用type中的元素匹配oceanIcons中的列名。

3.1.5 Awesome icons( addAwesomeMarkers() )

leaflet 中可以使用定制Icons的颜色，
使用 addAwesomeMarkers() 添加awesome icons, 用法与 addMarkers() 类似。
awesome icons库： fontawesome,glyphicon,ionicons。
在 addAwesomeMarkers() 中可以用 library 参数指定awesome icons库。
默认为 library = "glyphico" , library = "fa" 表示fontawesome库， library = "ion" 表示ioncons库，
与 icons() 和 iconList() 函数可以用于 addMarkers() 类似，
awesomeIcons() 和 awesomeIconList() 函数可以用于 addAwesomeMarkers() 以添加多个icons。

 1library(leaflet)
 2data(quakes)
 3
 4df.20 1:20,] # 索引前20行数据
 5
 6




    
# 创建颜色向量函数，mag <= 4 为绿色，mag = 5为橙色， mag > 5为红色
 7getColor function(quakes) {
 8  sapply(quakes$mag, function(mag) {
 9  if(mag <= 4) {
10    "green"
11  } else if(mag <= 5) {
12    "orange"
13  } else {
14    "red"
15  } })
16}
17
18icons 19  icon = 'flash', # icon名字为"flash"(闪电),名字可以从前面库的网站上查看
20  iconColor = 'black', # 指定icon颜色
21  library = 'ion', # 指定icons库为ionicons
22  markerColor = getColor(df.20) # 指定markers颜色
23)
24
25leaflet(df.20) %>% addTiles() %>%
26  addAwesomeMarkers(~long, ~lat, icon=icons, label=~as.character(mag))