ฟีเจอร์เชิงเรขาคณิตอย่างง่ายด้วยแพ็กเกจ sf
อ่าน เขียน และจัดการเรขาคณิตเชิงพื้นที่โดยใช้มาตรฐาน sf
ฟีเจอร์เชิงเรขาคณิตอย่างง่ายด้วยแพ็กเกจ sf เป็นบทเรียน R Academy ฟรีบน CoddyKit นี่คือบทเรียนที่ 1 จากทั้งหมด 4 บทเรียน คุณสามารถอ่านบทเรียนทั้งหมดด้านล่างฟรี — จากนั้นลองปฏิบัติด้วยตัวคุณเองในเบราว์เซอร์พร้อมตัวแก้ไขโค้ดในตัวและติวเตอร์ AI ตลอด 24/7 บทเรียนนี้เป็นส่วนหนึ่งของเส้นทางการเรียน R Academy และความก้าวหน้าของคุณจะซิงค์ข้ามเว็บและแอป CoddyKit คอร์ส R Academy มีบทเรียนทั้งหมด 4 บทเรียน
แพ็กเกจ sf คืออะไร
แพ็กเกจ sf (Simple Features) เป็นเครื่องมือหลักของ R สำหรับข้อมูลเวกเตอร์เชิงภูมิสารสนเทศ แพ็กเกจนี้จัดเก็บเรขาคณิต (จุด เส้น และรูปหลายเหลี่ยม) เป็นคอลัมน์รายการรูปแบบพิเศษในกรอบข้อมูลทั่วไป จึงเข้ากันได้อย่างสมบูรณ์กับ dplyr และ ggplot2
library(sf)
# sf data frames look like regular data frames
# but have a special 'geometry' column
cat('sf version:', packageVersion('sf'), '\n')
# Supported geometry types
cat('Geometry types: POINT, LINESTRING, POLYGON,\n')
cat(' MULTIPOINT, MULTILINESTRING, MULTIPOLYGON,\n')
cat(' GEOMETRYCOLLECTION\n')read_sf: การโหลด Shapefile
read_sf("file.shp") อ่านรูปแบบไฟล์ใด ๆ ที่ OGR รองรับ (Shapefile, GeoJSON, GeoPackage, KML เป็นต้น) แล้วโหลดเป็นออบเจ็กต์ sf ฟังก์ชันนี้จะอ่าน CRS และตารางแอตทริบิวต์ที่อยู่คู่กับเรขาคณิตโดยอัตโนมัติ
library(sf)
# Read a GeoJSON file from a URL
url <- 'https://raw.githubusercontent.com/datasets/geo-countries/master/data/countries.geojson'
# For demonstration, use the system example data
nc <- read_sf(system.file('shape/nc.shp', package = 'sf'))
cat('Class:', class(nc), '\n')
cat('Dimensions:', nrow(nc), 'rows x', ncol(nc), 'cols\n')
cat('CRS:', st_crs(nc)$epsg, '\n')
cat('Geometry type:', unique(st_geometry_type(nc)), '\n')
cat('Column names:', paste(names(nc)[1:5], collapse = ', '), '...\n')st_geometry_type และโครงสร้าง
st_geometry_type() ส่งคืนชนิดเรขาคณิตของแต่ละฟีเจอร์ คอลัมน์ geometry เป็น คอลัมน์แบบรายการ ของออบเจ็กต์ sfc คุณสามารถตรวจสอบ เลือกบางส่วน และจัดการคอลัมน์นี้ได้เช่นเดียวกับคอลัมน์อื่น ๆ
library(sf)
nc <- read_sf(system.file('shape/nc.shp', package = 'sf'))
# Geometry type for each feature
types <- st_geometry_type(nc)
cat('Unique types:', unique(as.character(types)), '\n')
# The geometry column
geom_col <- st_geometry(nc)
cat('Geometry class:', class(geom_col), '\n')
cat('First geometry:\n')
print(geom_col[[1]]) # MULTIPOLYGON coordinates
# Access as a normal column
nc$area_est <- st_area(nc) # adds an area column
cat('\nArea column class:', class(nc$area_est), '\n')st_coordinates: การดึงค่า XY
st_coordinates() ดึงเมทริกซ์พิกัดดิบจากเรขาคณิตทุกชนิด สำหรับจุด ฟังก์ชันนี้จะส่งคืนเมทริกซ์ 2 คอลัมน์ (X, Y) ส่วนสำหรับรูปหลายเหลี่ยม จะส่งคืนจุดยอดของวงแหวนทั้งหมด พร้อมคอลัมน์ดัชนีส่วนและดัชนีรูปหลายเหลี่ยม
library(sf)
# Create simple point features
pts <- st_sfc(
st_point(c(-80.0, 35.0)),
st_point(c(-79.5, 35.5)),
st_point(c(-79.0, 34.8))
)
pts_sf <- st_sf(id = 1:3, geometry = pts)
# Extract coordinates
coords <- st_coordinates(pts_sf)
cat('Coordinates:\n')
print(coords)
# For polygons: includes part (L1) and polygon (L2) columns
nc <- read_sf(system.file('shape/nc.shp', package = 'sf'))
ring_coords <- st_coordinates(nc[1, ])
cat('Polygon ring vertices:', nrow(ring_coords), '\n')
cat('Column names:', colnames(ring_coords), '\n')การสร้าง sf จากกรอบข้อมูล
st_as_sf(df, coords = c('lon', 'lat'), crs = 4326) แปลงกรอบข้อมูลทั่วไปที่มีคอลัมน์พิกัดให้เป็นออบเจ็กต์จุด sf อาร์กิวเมนต์ coords ใช้ระบุชื่อคอลัมน์ x (ลองจิจูด) และ y (ละติจูด)
library(sf)
# Typical scenario: CSV with lon/lat columns
cities <- data.frame(
name = c('New York', 'Los Angeles', 'Chicago', 'Houston'),
lon = c(-74.006, -118.244, -87.629, -95.369),
lat = c(40.713, 34.052, 41.878, 29.760),
pop = c(8336817, 3979576, 2693976, 2304580)
)
# Convert to sf
cities_sf <- st_as_sf(
cities,
coords = c('lon', 'lat'),
crs = 4326
)
print(cities_sf)
cat('\nCRS:', st_crs(cities_sf)$epsg, '(WGS84)\n')st_point, st_linestring, st_polygon
คุณสามารถสร้างเรขาคณิตด้วยโปรแกรมโดยใช้ฟังก์ชันตัวสร้าง st_point(c(x,y)) สร้างจุด st_linestring(matrix) สร้างเส้นจากคู่พิกัด และ st_polygon(list(matrix)) สร้างรูปหลายเหลี่ยมจากพิกัดของวงแหวน
library(sf)
# POINT
p <- st_point(c(-74.006, 40.713))
cat('Point:', class(p), '\n')
# LINESTRING: a route with 4 waypoints
route_coords <- matrix(
c(-74.0, 40.7,
-75.0, 41.0,
-76.0, 41.5,
-77.0, 42.0),
ncol = 2, byrow = TRUE
)
line <- st_linestring(route_coords)
cat('Linestring length:', st_length(line), '\n') # in degrees (no CRS yet)
# POLYGON: a simple bounding box
bbox_ring <- matrix(
c(0,0, 1,0, 1,1, 0,1, 0,0),
ncol = 2, byrow = TRUE
)
poly <- st_polygon(list(bbox_ring))
cat('Polygon area:', st_area(poly), '\n')การวาดออบเจ็กต์ sf
เมธอด plot() สำหรับออบเจ็กต์ sf จะสร้างแผนที่อย่างรวดเร็วสำหรับคอลัมน์แอตทริบิวต์แต่ละคอลัมน์ หากต้องการวาดเฉพาะเรขาคณิตโดยไม่มีแผงแอตทริบิวต์ ให้ส่ง plot(st_geometry(sf_obj))
library(sf)
nc <- read_sf(system.file('shape/nc.shp', package = 'sf'))
# Plot all attributes (creates a panel per column)
# plot(nc) # too many panels
# Plot a single attribute
plot(nc['BIR74'],
main = 'North Carolina: Births 1974',
border = 'white',
lwd = 0.5)
# Plot geometry only
plot(st_geometry(nc),
col = 'lightblue',
border = 'gray40',
main = 'NC Counties')การเลือกบางส่วนของออบเจ็กต์ sf
ออบเจ็กต์ sf ทำงานคล้ายกรอบข้อมูล คุณสามารถกรองแถวด้วย [, subset() หรือ dplyr::filter() คอลัมน์เรขาคณิตจะถูกส่งต่อโดยอัตโนมัติในการดำเนินการเลือกแถวทั้งหมด
library(sf)
library(dplyr)
nc <- read_sf(system.file('shape/nc.shp', package = 'sf'))
# Base R subsetting
western_nc <- nc[nc$CNTY_ID < 1830, ]
cat('Western counties:', nrow(western_nc), '\n')
# dplyr filter works identically
high_birth <- nc |>
filter(BIR74 > 3000) |>
select(NAME, BIR74, geometry)
cat('High-birth counties:', nrow(high_birth), '\n')
cat('Names:', paste(high_birth$NAME[1:3], collapse = ', '), '...\n')การทำงานร่วมกันของ sf และ ggplot2
ggplot2 รองรับออบเจ็กต์ sf โดยตรงผ่าน geom_sf() ฟังก์ชันนี้จัดการระบบพิกัดและแสดงชนิดเรขาคณิตที่ถูกต้องโดยอัตโนมัติ ไม่ว่าจะเป็นจุด เส้น หรือรูปหลายเหลี่ยม โดยไม่ต้องเตรียมข้อมูลเพิ่มเติม
library(sf)
library(ggplot2)
nc <- read_sf(system.file('shape/nc.shp', package = 'sf'))
# Choropleth map with ggplot2
ggplot(nc) +
geom_sf(aes(fill = BIR74), color = 'white', lwd = 0.2) +
scale_fill_viridis_c(
option = 'plasma',
name = 'Births (1974)'
) +
labs(
title = 'North Carolina Birth Counts, 1974',
subtitle = 'County-level data'
) +
theme_minimal()การเขียน sf ลงดิสก์
write_sf(sf_obj, 'output.gpkg') (หรือ st_write()) บันทึกเรขาคณิตและแอตทริบิวต์ลงดิสก์ โดยทั่วไปควรใช้ GeoPackage (.gpkg) แทน Shapefile เพราะรองรับชื่อคอลัมน์ยาว รองรับ UTF-8 และเก็บทุกอย่างไว้ในไฟล์เดียว
library(sf)
nc <- read_sf(system.file('shape/nc.shp', package = 'sf'))
# Write to GeoPackage
out_path <- tempfile(fileext = '.gpkg')
write_sf(nc, out_path)
cat('Written to:', out_path, '\n')
cat('File size:', file.info(out_path)$size / 1024, 'KB\n')
# Round-trip: read back
nc_rt <- read_sf(out_path)
cat('Round-trip features:', nrow(nc_rt), '\n')
cat('Round-trip CRS match:', identical(st_crs(nc), st_crs(nc_rt)), '\n')การสรุปและตรวจสอบ sf
ใช้ print(), st_bbox(), st_crs() และ summary() เพื่อตรวจสอบออบเจ็กต์ sf อย่างรวดเร็ว st_bbox() จะส่งคืนกรอบขอบเขตเป็นเวกเตอร์ที่มีชื่อกำกับ (xmin, ymin, xmax, ymax) ในหน่วยของ CRS ของออบเจ็กต์
library(sf)
nc <- read_sf(system.file('shape/nc.shp', package = 'sf'))
# Bounding box
bbox <- st_bbox(nc)
cat('Bounding box:\n')
cat(' xmin:', bbox['xmin'], ' xmax:', bbox['xmax'], '\n')
cat(' ymin:', bbox['ymin'], ' ymax:', bbox['ymax'], '\n')
# CRS
crs_info <- st_crs(nc)
cat('\nEPSG:', crs_info$epsg, '\n')
cat('Proj4:', crs_info$proj4string, '\n')
# Attribute summary
cat('\nBIR74 range:',
range(nc$BIR74)[1], 'to',
range(nc$BIR74)[2], '\n')ตรวจสอบความเข้าใจอย่างรวดเร็ว
คุณมีกรอบข้อมูลที่มีคอลัมน์ longitude และ latitude (WGS84) การเรียกใช้ฟังก์ชันใดจะแปลงข้อมูลนี้เป็นออบเจ็กต์จุด sf
ทบทวน: แพ็กเกจ sf
ประเด็นสำคัญ:
read_sf()โหลด shapefile, GeoJSON, GeoPackage และรูปแบบอื่น ๆst_geometry_type()ส่งคืน POINT, LINESTRING, POLYGON เป็นต้นสำหรับแต่ละฟีเจอร์st_coordinates()ดึงเมทริกซ์พิกัด XY ดิบst_as_sf(df, coords = c('x','y'), crs = 4326)สร้าง sf จากกรอบข้อมูล- ฟังก์ชันตัวสร้างด้วยโปรแกรม:
st_point(),st_linestring(),st_polygon() plot(sf_obj)หรือgeom_sf()ใน ggplot2 ใช้สำหรับการแสดงผลwrite_sf()บันทึกเป็น GeoPackage, Shapefile, GeoJSON เป็นต้น
library(sf)
# Quick sf workflow
nc <- read_sf(system.file('shape/nc.shp', package = 'sf'))
cat('Features:', nrow(nc), '\n')
cat('CRS EPSG:', st_crs(nc)$epsg, '\n')
cat('Geom type:', unique(as.character(st_geometry_type(nc))), '\n')
cat('Bbox xmin:', st_bbox(nc)['xmin'], '\n')คำถามที่พบบ่อย
บทเรียน “ฟีเจอร์เชิงเรขาคณิตอย่างง่ายด้วยแพ็กเกจ sf” ฟรีหรือไม่
ใช่ — ข้อความเต็มของ “ฟีเจอร์เชิงเรขาคณิตอย่างง่ายด้วยแพ็กเกจ sf” ฟรีให้อ่านที่นี่บนเว็บ เพื่อปฏิบัติแบบโต้ตอบ (ตัวแก้ไขโค้ดในตัวและติวเตอร์ AI ตลอด 24/7) และปลดล็อคส่วนที่เหลือของคอร์ส R Academy ให้อัปเกรดเป็น CoddyKit PRO คอร์ส R Academy มีบทเรียนทั้งหมด 4 บทเรียน
คุณจะเรียนรู้อะไรในบทเรียน “ฟีเจอร์เชิงเรขาคณิตอย่างง่ายด้วยแพ็กเกจ sf”
อ่าน เขียน และจัดการเรขาคณิตเชิงพื้นที่โดยใช้มาตรฐาน sf คุณปฏิบัติ R Academy ด้วยโค้ดที่ใช้งานได้จริงที่คุณเรียกใช้โดยตรงในเบราว์เซอร์ และติวเตอร์ AI ตลอด 24/7 ตอบคำถามของคุณขณะที่คุณไปผ่านบทเรียน
คุณต้องมีประสบการณ์ก่อนที่จะเริ่มเรียน R Academy หรือไม่
ไม่จำเป็นต้องมีประสบการณ์มาก่อน R Academy บน CoddyKit ออกแบบมาสำหรับผู้เริ่มต้นไปจนถึงผู้เรียนขั้นสูง คุณสามารถเริ่มต้นที่นี่หรือเริ่มจากตัวแรกและเรียนด้วยความเร็วของคุณเอง นี่คือบทเรียนที่ 1 จากทั้งหมด 4 บทเรียน
บทเรียน “ฟีเจอร์เชิงเรขาคณิตอย่างง่ายด้วยแพ็กเกจ sf” ใช้เวลานานแค่ไหน
บทเรียน CoddyKit ส่วนใหญ่ใช้เวลาประมาณ 5–10 นาที แต่ละบทเรียนจึงสั้นและเป็นแบบโต้ตอบ คุณสามารถก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องและกลับมาเรียนต่อจากตรงที่เพิ่งหยุดบนเว็บและแอปได้เลย
ฉันเขียนและรันโค้ดในบทเรียน R Academy นี้ได้ไหม
ได้ บทเรียน R Academy ทุกบทมีตัวแก้ไขโค้ดในตัว คุณจึงเขียนและรันโค้ดจริงได้เลยในเบราว์เซอร์ และได้รับข้อเสนอแนะจาก AI ในทันที — ไม่ต้องติดตั้งในเครื่องของคุณ
บทเรียนทั้งหมดในหลักสูตรนี้
- ฟีเจอร์เชิงเรขาคณิตอย่างง่ายด้วยแพ็กเกจ sf
- ระบบพิกัดอ้างอิงและการฉายแผนที่
- การเชื่อมตารางและการดำเนินการเชิงพื้นที่
- แผนที่เชิงโต้ตอบด้วย leaflet