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Introdução ao pacote sp Pedro Ribeiro de Andrade DSA/CCST/INPE São José dos Campos, 2012 Apresentação baseada em: Pebesma & Bivand. S Classes and Methods for Spatial Data:

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Introdução ao pacote sp. Pedro Ribeiro de Andrade DSA/CCST/INPE São José dos Campos, 2012. Apresentação baseada em: Pebesma & Bivand . S Classes and Methods for Spatial Data: the sp Package. Pacotes. KernSmooth MASS Matrix boot class cluster codetools foreign - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: Introdução ao pacote sp

Introdução ao pacote spPedro Ribeiro de AndradeDSA/CCST/INPESão José dos Campos, 2012

Apresentação baseada em:Pebesma & Bivand. S Classes and Methods for Spatial Data: the sp Package

Page 2: Introdução ao pacote sp

Pacotes

install.packages() require()

base datasetsgrDevices graphicsgrid methods splines stats stats4 tcltktools utils

KernSmooth MASSMatrix bootclass clustercodetools foreignlattice mgcvnlme nnetrpart spatialsurvival

mais de 2000 pacotes no CRAN

outros pacotes fora do CRAN

Page 3: Introdução ao pacote sp

Rproject -> CRAN -> Mirror ->TaskView-> Spatial

Page 4: Introdução ao pacote sp

sp: Tipos de Dados Espaciais

Page 5: Introdução ao pacote sp

SpatialPointsxc = round(runif(10), 2)

yc = round(runif(10), 2)

xy = cbind(xc, yc)xy.sp = SpatialPoints(xy)class(xy.sp)xy.sp[1:3,]xy.sp[1:3]bbox(xy.sp)summary(xy.sp)coordinates(xy.sp)as(xy.sp, "data.frame")plot(xy.sp)

Page 6: Introdução ao pacote sp

SpatialPointsDataFrame

df = data.frame(ID=paste(1:10), z1 = 5 + rnorm(10), z2 = 20:29)xy.spdf = SpatialPointsDataFrame(xy, df)xy.spdf = SpatialPointsDataFrame(xy.sp, df)

names(xy.spdf)

coordinates(xy.spdf)

xy.spdf[1:2, ]

xy.spdf[,1]

xy.spdf[,"ID"]

xy.spdf[,c("ID","z2")]

xy.spdf[2:5,c("ID","z2")]

Page 7: Introdução ao pacote sp

SpatialPointsDataFrame – plotrequire(lattice)

data(meuse)coordinates(meuse)=~x+yspplot(meuse)spplot(meuse[,"zinc"], scales=list(draw=T))spplot(meuse[1:100,"zinc"], do.log = T)

spplot(meuse[,c("cadmium", "copper")], do.log = T)bubble(meuse,"cadmium", maxsize = 1.5, key.entries =

2^(-1:4))bubble(meuse[meuse$cadmium > 10,],"cadmium",

maxsize = 1.5, key.entries = 2^(-1:4))

Page 8: Introdução ao pacote sp

SpatialLinesl1 = cbind(c(1, 2, 3), c(3, 2, 2))

l1a = cbind(l1[, 1] + 0.05, l1[, 2] + 0.05)

l2 = cbind(c(1, 2, 3), c(1, 1.5, 1))

Sl1 = Line(l1)

Sl1a = Line(l1a)

Sl2 = Line(l2)

S1 = Lines(list(Sl1, Sl1a), ID = "a")

S2 = Lines(list(Sl2), ID = "b")

Sl = SpatialLines(list(S1, S2))

summary(Sl)

plot(Sl, col = c("red", "blue"))

Page 9: Introdução ao pacote sp

SpatialLinesDataFrame

df = data.frame(z = c(1, 2), row.names = c("a", "b"))

Sldf = SpatialLinesDataFrame(Sl, data = df)

as.data.frame(Sldf)

as(Sldf, "data.frame")

summary(Sldf)

spplot(Sldf)

Page 10: Introdução ao pacote sp

SpatialPolygons

Sr1 = Polygon(cbind(c(2, 4, 4, 1, 2), c(2, 3, 5, 4, 2)))

Sr2 = Polygon(cbind(c(5, 4, 2, 5), c(2, 3, 2, 2)))

Sr3 = Polygon(cbind(c(4, 4, 5, 10, 4), c(5, 3, 2, 5, 5)))

Srs1 = Polygons(list(Sr1), "s1")

Srs2 = Polygons(list(Sr2), "s2")

Srs3 = Polygons(list(Sr3), "s3")

SpP = SpatialPolygons(list(Srs1, Srs2, Srs3), 1:3)

plot(SpP)

plot(SpP, col=c("red","blue","green"))

Page 11: Introdução ao pacote sp

SpatialPolygonsDataFrame

attr = data.frame(a = 1:3, b = 3:1,

row.names = c("s3", "s2", "s1"))

SrDf = SpatialPolygonsDataFrame(SpP, attr)

as(SrDf, "data.frame")

summary(SrDf)

plot(SrDf)

spplot(SrDf)

spplot(SrDf[c("s1","s2"),])

Page 12: Introdução ao pacote sp

SpatialPolygonsDataFrame – plot

data(meuse.riv)

meuse.riv

p=Polygon(meuse.riv)

P=Polygons(list(p), "meuse.riv")

meuse.sr =SpatialPolygons(list(P))

rv = list("sp.polygons", meuse.sr, fill = "lightblue")

spplot(meuse[,"zinc"], do.log=TRUE, sp.layout=list(rv))

Page 13: Introdução ao pacote sp

SpatialPolygonsDataFrame – plot

library(maptools)

nc <- readShapePoly(system.file("shapes/sids.shp", package="maptools")[1], proj4string=CRS("+proj=longlat +datum=NAD27"))

summary(nc)

nc2=nc[c(67:71,84:86),]

plot(nc2,asp=1)

invisible(text(getSpPPolygonsLabptSlots(nc), labels=as.character(nc$NAME), cex=0.75))

plot(nc, add=T,asp=1)

box()

Page 14: Introdução ao pacote sp

SpatialPolygonsDataFrame – plot

spplot(nc[c("SID74", "SID79")])

rrt <- nc$SID74/nc$BIR74

brks <- quantile(rrt, seq(0,1,1/7))

dens <- (2:length(brks))*15

plot(nc, density=dens[findInterval(rrt, brks, all.inside=TRUE)])

box()

Page 15: Introdução ao pacote sp

S4 – objetos

getSlots("SpatialPoints")slotNames(xy.sp)slot(xy.sp,"bbox")xy.sp@bbox

getSlots("Line")getSlots("Lines")getSlots("SpatialLines")sapply(slot(Sl, "lines"), function(x) slot(x, "ID"))

Page 16: Introdução ao pacote sp

Grids e Pixelsgt = GridTopology(cellcentre.offset = c(1, 1),

cellsize = c(1, 1), cells.dim = c(3, 4))

grd = SpatialGrid(gt)

summary(grd)

gridparameters(grd)

plot(grd)

pts = expand.grid(x = 1:3, y = 1:4)

grd.pts = SpatialPixels(SpatialPoints(pts))

summary(grd.pts)

grd = as(grd.pts, "SpatialGrid")

summary(grd)

Page 17: Introdução ao pacote sp

Grids e Pixelsattr = expand.grid(xc = 1:3, yc = 1:3)

grd.attr = data.frame(attr, z1 = 1:9, z2 = 9:1)

coordinates(grd.attr) = ~xc + yc

gridded(grd.attr)

gridded(grd.attr) = TRUE

gridded(grd.attr)

summary(grd.attr)

Page 18: Introdução ao pacote sp

Pontos ou Matrizes?

fullgrid(grd); fullgrid(grd.pts); fullgrid(grd.attr)

fullgrid(grd.pts) = TRUE

fullgrid(grd.attr) = TRUE

fullgrid(grd.pts)

fullgrid(grd.attr)

fullgrid(grd.attr) = FALSE

image(grd.attr[1:5, "z1"])

fullgrid(grd.attr) = TRUE

image(grd.attr[1])

image(grd.attr["z2"])

Page 19: Introdução ao pacote sp

SpatialGridsrequire(splancs)

data(bodmin)

b.xy <- coordinates(bodmin[1:2])

r = apply(bodmin$poly, 2, range)

(r[2,]-r[1,])/0.2

grd1 <- GridTopology(cellcentre.offset=c(-5.2, -11.5), cellsize=c(0.2, 0.2), cells.dim=c(75,100))

(r[2,]-r[1,])/0.1

grd1 <- GridTopology(cellcentre.offset=c(-5.2, -11.5), cellsize=c(0.1, 0.1), cells.dim=c(150,200))

Page 20: Introdução ao pacote sp

SpatialGridsk100 <- spkernel2d(b.xy, bodmin$poly, h0=1, grd1)

k150 <- spkernel2d(b.xy, bodmin$poly, h0=1.5, grd1)

k200 <- spkernel2d(b.xy, bodmin$poly, h0=2, grd1)

k250 <- spkernel2d(b.xy, bodmin$poly, h0=2.5, grd1)

df <- data.frame(k100, k150, k200, k250)

kernels <- SpatialGridDataFrame(grd1, data=df)

spplot(kernels, col.regions=terrain.colors(16), cut=15)

image(kernels[1])

contour(kernels[1],add=T, nlev=5)

Page 21: Introdução ao pacote sp

Introdução ao pacote spPedro Ribeiro de AndradeDSA/CCST/INPESão José dos Campos, 2012

Apresentação baseada em:Pebesma & Bivand. S Classes and Methods for Spatial Data: the sp Package

Page 22: Introdução ao pacote sp

Projeções: rgdal com PROJ.4

require(rgdal)

data(state)

states <- data.frame(state.x77, state.center)

states <- states[states$x > -121,]

coordinates(states) <- c("x", "y")

proj4string(states) <- CRS("+proj=longlat +ellps=clrk66")

summary(states)

state.merc <- spTransform(states, CRS=CRS("+proj=merc +ellps=GRS80"))

summary(state.merc)