R 上 sf::st_buffer 和 terra::buffer 之间的区别：直径和半径答案

【问题标题】：Difference between sf::st_buffer and terra::buffer on R: diameter and radiusR 上 sf::st_buffer 和 terra::buffer 之间的区别：直径和半径
【发布时间】：2022-01-05 19:49:30
【问题描述】：

我对 R 上 sf 包中的 st_buffer 和 terra 包中的 buffer 的用法感到困惑。

我正在围绕点创建缓冲区，当使用sf::st_buffer 我知道我需要在参数dist 中使用缓冲区的半径但是在使用terra::buffer 时我需要指定参数width中缓冲区的直径。

这是正确的吗？

我在这里检查了sf::st_buffer，参数dist：https://rdrr.io/r/stats/dist.html

这里是terra::buffer，参数width：https://rdrr.io/cran/terra/man/width.html

【问题讨论】：

标签： r buffer sf terra

【解决方案1】：

缓冲区是与对象的距离。在一般意义上，它既不是半径也不是直径。

当你围绕一个点创建缓冲区时，缓冲区是一个圆，缓冲区距离（宽度）等于那个圆的半径。

这不适用于线、多边形或栅格单元周围的缓冲区。

一些带有terra的说明性代码

library(terra)
v <- vect(cbind(0,0), crs="+proj=utm +zone=1")
b <- buffer(v, 1)
ext(b)
#SpatExtent : -1, 1, -1, 1 (xmin, xmax, ymin, ymax)

v <- vect(cbind(0,0), crs="+proj=longlat")
# 1 degree at equator is ~ 111 km
b <- buffer(v, 111000)
round(ext(b), 2)
#SpatExtent : -1, 1, -1, 1 (xmin, xmax, ymin, ymax)

下面显示了不同纬度的经度/纬度点的缓冲区。这些缓冲区是个圆，所有的半径都相同，尽管地球变平造成的扭曲很难看到。

v <- vect(cbind(0, seq(0, 80, 15)), crs="+proj=longlat")
b <- buffer(v, 1100000)
plot(b, asp=1, border=rainbow(8), lwd=2)
points(v)

【讨论】：

【解决方案2】：

我相信在理论上，正确的答案是@robert-hijmans 的答案（点周围的圆形缓冲区只是通用缓冲区对象的一个特例）。

我想指出另一个实际的区别：对于未投影的坐标{sf} 使用 Google 的 S2 库。 S2 库的快捷方式和假设与 GEOS 有所不同，并产生了不同的缓冲区。

考虑这个例子，并注意红色缓冲区有多么不同（有点像像素化）。

library(nominatimlite)
library(sf)
library(terra)

a_point <- geo_lite_sf("Royal Observatory, Greenwich")

st_crs(a_point) # WGS84
# Coordinate Reference System:
#   User input: WGS 84 
#   wkt:
# GEOGCRS["WGS 84",
#     DATUM["World Geodetic System 1984",
#         ELLIPSOID["WGS 84",6378137,298.257223563,
#             LENGTHUNIT["metre",1]]],
#     PRIMEM["Greenwich",0,
#         ANGLEUNIT["degree",0.0174532925199433]],
#     CS[ellipsoidal,2],
#         AXIS["geodetic latitude (Lat)",north,
#             ORDER[1],
#             ANGLEUNIT["degree",0.0174532925199433]],
#         AXIS["geodetic longitude (Lon)",east,
#             ORDER[2],
#             ANGLEUNIT["degree",0.0174532925199433]],
#     ID["EPSG",4326]]

st_is_longlat(a_point) # this is important! S2 will be used.
# [1] TRUE


sf_buffer <- a_point |>
  st_buffer(dist = 500) |>
  st_geometry()

terra_buffer <- a_point |>
  vect() |>
  buffer(width = 500)

plot(sf_buffer, border = "red")
plot(terra_buffer, border = "blue", add = T)

【讨论】：

【解决方案3】：

我不是terra 的专家（或多或少从未使用过它），但我认为这两个函数都需要缓冲区的半径：

# packages
library(sf)
#> Linking to GEOS 3.9.1, GDAL 3.2.1, PROJ 7.2.1
library(terra)
#> terra version 1.4.11

# data
point_sf <- st_as_sfc("POINT (0 0)", crs="+proj=merc")
point_terra <- vect("POINT (0 0)", crs="+proj=merc")

# buffer
buffer_sf <- st_buffer(point_sf, dist = 5)
buffer_terra <- buffer(point_terra, width = 5)

# plot
plot(buffer_sf, axes = TRUE, lwd = 10)
plot(buffer_terra, border = "red", add = TRUE, lwd = 3.5)

^{由reprex package (v2.0.1) 于 2021 年 11 月 28 日创建}

【讨论】：