R sf：多边形列表上的 st_intersection

Question

我有一个名为 p_1、p_2、...、p_n 的多边形（和多多边形）列表。我想获得它们都相交的区域。由于st_intersection() 不接受列表作为参数，我尝试了以下三种方法。它们都没有提供令人满意的解决方案，这就是为什么我正在寻找替代的、更有效的技术。

(i) 我可以遍历列表

for(i in P) p_1 <- st_intersection(p_1, i)

其中 P 是一个包含多边形 p_2 到 p_n 的列表。但这相当慢。

(ii) do.call() 方法，即

p <- do.call(st_intersection, P)

其中 P 是多边形 p_1 到 p_n 的列表，仅计算列表中前两个多边形之间的交集。

(iii) 我可以将多边形组合成一个 sf 对象，然后运行 ​​st_intersection():

p <- do.call(c, P) %>% 
   st_sf() %>% 
   st_intersection()

它可以工作，但速度很慢。大概是因为它除了P中所有多边形的公共交集之外，还衍生出很多其他的多边形。

这三种方法都不能提供令人满意的解决方案。在并行化框架中循环通过成对比较的层次结构可能会更快。但是，我认为还有比这更简单、更有效的解决方案。

欢迎任何cmets和建议。

给昨天关闭此问题的人的说明：请勿关闭此问题。如果您个人对此有任何问题，请发表评论或给我发私信。但不要关闭它。

Answer 1

我不认为遍历列表的开销在这里是一个问题：找到多个多边形的交集只是计算成本很高。但是，使用purrr::accumulate 可以轻松管理将函数顺序应用于列表成员的方法（实际上是您尝试使用do.call 执行的操作）：

您没有可重现的示例供人们在这里测试可能的解决方案，并且从头开始创建 sf 多边形需要一些工作，因此 可能 是您之前的问题被关闭的原因 - 我没有不知道。

无论如何，让我们在一个列表中创建三个重叠的正方形并绘制它们：

library(sf)
library(purrr)

# create square
s1 <- rbind(c(1, 1), c(10, 1), c(10, 10), c(1, 10), c(1, 1))
p  <- list(s1 = s1, s2 = s1 + 4, s3 = s1 - 4)
p  <-  lapply(p, function(x) st_sfc(st_polygon(list(x))) )

plot(p[[1]], xlim = c(-5, 15), ylim = c(-5, 15))
plot(p[[2]], add = TRUE)
plot(p[[3]], add = TRUE)

我们的目标是找到所有三个正方形的交点，当然也就是中间的那个小正方形。使用purrr，这很简单：

intersection <- accumulate(p, st_intersection)$s3

所以当我们添加红色的结果时，我们得到：

plot(intersection, col = "red", add = TRUE)

在性能方面，accumulate 仅比原始循环快 10% 左右，因此如果性能是一个大问题，您可能需要将其并行化。此外，如果所有多边形之间有可能没有相交，您可以找到最小的多边形并使用st_intersects 确保所有多边形实际相交。这是一个更快的计算，前提是没有不规则的交叉点。