R 编程无法在 SpatialPointsDataFrame 上运行 head()答案

【问题标题】：R programming fail to run head() on a SpatialPointsDataFrameR 编程无法在 SpatialPointsDataFrame 上运行 head()
【发布时间】：2013-01-19 00:50:23
【问题描述】：

我需要将 R data.frame 对象转换为 SpatialPointsDataFrame 对象，以便对数据运行空间统计功能。但是，由于某种原因，将 data.frame 对象转换为 SpatialPointsDataFrame 在转换后的对象上运行特定函数时会出现意外行为。

在这个例子中，我尝试在生成的 SpatialPointsDataFrame 上运行 head() 函数为什么函数 head() 在某些 SpatialPointsDataFrame 对象上失败？

这是重现该行为的代码。

示例1，没有错误：

#beginning of r code
#load S Classes and Methods for Spatial Data package "sp"
library(sp)
#Load an example dataset that contain geographic ccoordinates
data(meuse)
#check the structure of the data, it is a data.frame
str(meuse)
#>'data.frame':  155 obs. of  14 variables: ...
#with coordinates x,y
#Convert the data into a SpatialPointsDataFrame, by function coordinates()
coordinates(meuse) <- c("x", "y")
#check structure, seems ok
str(meuse)
#Check first rows of the data
head(meuse)
#It worked!
#Now create a small own dataset
testgeo <- as.data.frame(cbind(1:10,1:10,1:10))
#set colnames
colnames(testgeo) <- c("x", "y", "myvariable")
#convert to SpatialPointsDataFrame
coordinates(testgeo) <- c("x", "y")
#Seems ok
str(testgeo)
#But try running for instance head()
head(testgeo)
#Resulting output: Error in `[.data.frame`(x@data, i, j, ..., drop = FALSE) : 
#undefined columns selected
#end of example code

我不理解的两个示例数据集之间存在一些差异。函数 str() 不显示区别？

为什么函数 head() 在数据集 testgeo 上会失败？

添加更多列时为什么head()会起作用，10似乎是极限：

testgeo <- as.data.frame(cbind(1:10,1:10,1:10,1:10,1:10,1:10,1:10,1:10))
coordinates(testgeo) <- c("V1", "V2")
head(testgeo)

【问题讨论】：

标签： r

【解决方案1】：

SpatialPoints/PolygonsDataFrames 没有特定的head 方法，因此当您调用head(testgeo) 或head(meuse) 时，它会使用默认方法：

> getAnywhere("head.default")
A single object matching ‘head.default’ was found
It was found in the following places
  registered S3 method for head from namespace utils
  namespace:utils
with value

function (x, n = 6L, ...) 
{
    stopifnot(length(n) == 1L)
    n <- if (n < 0L) 
        max(length(x) + n, 0L)
    else min(n, length(x))
    x[seq_len(n)]
}
<bytecode: 0x97dee18>
<environment: namespace:utils>

然后返回 x[1:n]，但对于那些空间类，像这样的方括号索引需要列：

> meuse[1]
        coordinates cadmium
1  (181072, 333611)    11.7
2  (181025, 333558)     8.6
3  (181165, 333537)     6.5
4  (181298, 333484)     2.6
5  (181307, 333330)     2.8
6  (181390, 333260)     3.0
7  (181165, 333370)     3.2
8  (181027, 333363)     2.8
9  (181060, 333231)     2.4
10 (181232, 333168)     1.6
> meuse[2]
        coordinates copper
1  (181072, 333611)     85
2  (181025, 333558)     81
3  (181165, 333537)     68
4  (181298, 333484)     81
5  (181307, 333330)     48
6  (181390, 333260)     61
7  (181165, 333370)     31
8  (181027, 333363)     29
9  (181060, 333231)     37
10 (181232, 333168)     24

因此，当您执行head(meuse) 时，它会尝试将meuse[1] 转换为meuse[6]，因为meuse 有很多列。

但testgeo 没有。所以它失败了。

真正的解决办法可能是写一个head.SpatialPointsDataFrame ：

> head.SpatialPointsDataFrame = function(x,n=6,...){x[1:n,]}

这样：

> head(meuse)
       coordinates cadmium copper lead zinc  elev       dist   om ffreq soil
1 (181072, 333611)    11.7     85  299 1022 7.909 0.00135803 13.6     1    1
2 (181025, 333558)     8.6     81  277 1141 6.983 0.01222430 14.0     1    1
3 (181165, 333537)     6.5     68  199  640 7.800 0.10302900 13.0     1    1
4 (181298, 333484)     2.6     81  116  257 7.655 0.19009400  8.0     1    2
5 (181307, 333330)     2.8     48  117  269 7.480 0.27709000  8.7     1    2
6 (181390, 333260)     3.0     61  137  281 7.791 0.36406700  7.8     1    2
  lime landuse dist.m
1    1      Ah     50
2    1      Ah     30
3    1      Ah    150
4    0      Ga    270
5    0      Ah    380
6    0      Ga    470
> head(testgeo)
  coordinates myvariable
1      (1, 1)          1
2      (2, 2)          2
3      (3, 3)          3
4      (4, 4)          4
5      (5, 5)          5
6      (6, 6)          6

这里真正的问题是空间类不继承自data.frame，因此它们的行为与它们不同。

【讨论】：

+1 感谢您解释 head 未按预期运行的原因。
实际上真正的解决方法是转储 sp 类并做一些更像 PostGIS 所做的事情 - 有一个存储几何的列。我有一个概念证明，将几何图形存储为 WKT 文本，但要对其进行任何操作，我必须将其转换回 sp 类...

【解决方案2】：

head(meuse) 没有给你数据集meuse 的前几行，而是它的前几列（6 + 坐标列）。
您的数据集 testgeo 只有 1 列，因此 head(testgeo) 失败。但是head(testgeo,1) 有效。

head(testgeo,1)
   coordinates myvariable
1       (1, 1)          1
2       (2, 2)          2
3       (3, 3)          3
4       (4, 4)          4
5       (5, 5)          5
6       (6, 6)          6
7       (7, 7)          7
8       (8, 8)          8
9       (9, 9)          9
10    (10, 10)         10

我不知道选择列而不是行的原因，但如果您想查看testgeo 的前几行，您可以使用更传统的：

testgeo[1:5, ]
  coordinates myvariable
1      (1, 1)          1
2      (2, 2)          2
3      (3, 3)          3
4      (4, 4)          4
5      (5, 5)          5

【讨论】：

感谢您的快速响应！

【解决方案3】：

sp 现在对所有Spatial 对象都有一个head 方法，实现为

> sp:::head.Spatial
function (x, n = 6L, ...) 
{
    ix <- sign(n) * seq(abs(n))
    x[ix, , drop = FALSE]
}

请注意，它还可以处理负面的n

【讨论】：