将 sf 多边形缩小固定距离答案

【问题标题】：Shrink sf polygon by fixed distance将 sf 多边形缩小固定距离
【发布时间】：2021-06-16 16:03:33
【问题描述】：

我正在尝试将 sf 多边形缩小固定距离。

取这个简单的多边形：

coords <- list(rbind(c(0,0), c(2,0), c(2,2), c(1,2), c(1,1), c(0,1), c(0,0)))
p <- sf::st_polygon(x = coords)
ggplot() + geom_sf(data = p,  fill = "white", color = "black")

我想制作一个形状相同的多边形，但所有边距原始多边形都正好 0.1 个单位。这是目标：

target.coords <- list(rbind(c(0.1,0.1), c(1.9,0.1), c(1.9,1.9), c(1.1,1.9), c(1.1,0.9), c(0.1,0.9), c(0.1,0.1)))
target <- sf::st_polygon(x = target.coords)
ggplot() + 
  geom_sf(data = p,  fill = "white", color = "black") +
  geom_sf(data = target,  fill = "green", color = "dark green")

我以为sf::st_buffer() 可以让我到达那里，但外面的角落不太匹配。

p1 <- sf::st_buffer(x = p, dist = -0.1)
ggplot() +
  geom_sf(data = p,  fill = "white", color = "black") + 
  geom_sf(data = p1, fill = "red",   color = "dark red")

sf::st_buffer() 是否有其他设置可以让我实现目标多边形？或者是否有替代功能可以实现这一目标？偏移量需要固定距离，而不是通过将多边形缩小一个相对量（例如 90%）。

【问题讨论】：

您可以进行仿射变换，同时保留确切的形状（= 您明确排除的 90% 的收缩）。但是，恕我直言，深红色内部多边形的行为符合预期：外角周围的圆形曲线描述了距原始点单位距离 1/10 的所有点。你的绿色多边形的内角实际上比那个远 1 sqrt(2)...
@JindraLacko 我也注意到关于角落的问题，虽然我很好奇为什么凸角是方形的（因此与白色角落的距离为 sqrt(2)）但是凹一个不是
这不是特定于 R 的，但之前的一篇文章一般介绍了这种类型的算法，可能会对 stackoverflow.com/q/1109536/5325862 有所帮助
@camille 凸点在负缓冲区中很容易；有两个边可以测量距离，所以没问题。它们会在正缓冲情况下带来麻烦/凹点很容易出现问题。所以选择你想要的东西，但你不能两全其美:)

标签： r polygon sf

【解决方案1】：

如果问题只是与那个角落有关，我认为您可以使用参数joinStyle 和mitreLimit 更改st_buffer 的默认行为。例如：

# packages
library(sf)
#> Linking to GEOS 3.9.0, GDAL 3.2.1, PROJ 7.2.1
library(ggplot2)

# data
coords <- list(rbind(c(0,0), c(2,0), c(2,2), c(1,2), c(1,1), c(0,1), c(0,0)))
p <- sf::st_polygon(x = coords)
p1 <- st_buffer(x = p, dist = -0.1, joinStyle  = "MITRE", mitreLimit = 2)

# plot
ggplot() +
  geom_sf(data = p,  fill = "white", color = "black") + 
  geom_sf(data = p1, fill = "red",   color = "dark red")

# Check 
target.coords <- list(rbind(c(0.1,0.1), c(1.9,0.1), c(1.9,1.9), c(1.1,1.9), c(1.1,0.9), c(0.1,0.9), c(0.1,0.1)))
(target <- sf::st_polygon(x = target.coords))
#> POLYGON ((0.1 0.1, 1.9 0.1, 1.9 1.9, 1.1 1.9, 1.1 0.9, 0.1 0.9, 0.1 0.1))
st_equals(p1, target)
#> Sparse geometry binary predicate list of length 1, where the predicate was `equals'
#>  1: 1

^{由reprex package (v2.0.0) 于 2021-06-17 创建}

有关st_buffer() 的更多示例，另请参阅here。

【讨论】：