问题描述
我刚刚注意到 terra::cellSize()
生成的单元格面积估计值与 raster::area()
生成的值不匹配。
首先,为什么这两种方法不能提供相同的答案?其次,哪个估计最准确?请参阅下面的示例。
library(raster)
#> Loading required package: sp
library(terra)
#> terra version 1.3.4
# make test raster with raster::raster()
a <- raster::raster(ncols = 100,nrows = 100,xmn = -84,xmx = -83,ymn = 42,ymx = 43)
# make test raster with terra::rast()
b <- terra::rast(ncols = 100,xmin = -84,xmax = -83,ymin = 42,ymax = 43)
# calculate cell areas (km2)
a_area <- raster::area(a) # km by default
b_area <- terra::cellSize(b,unit = "km")
# sum across cells
a_sum <- raster::cellStats(a_area,"sum")
b_sum <- terra::global(b_area,fun = "sum")
a_sum
#> [1] 9088.98
b_sum
#> sum
#> area 9130.795
# note that this terra workflow yields the same answer as terra::expanse()
terra::expanse(b,unit = "km")
#> [1] 9130.795
sessionInfo()
#> R version 4.0.2 (2020-06-22)
#> Platform: x86_64-apple-darwin17.0 (64-bit)
#> Running under: macOS 10.16
#>
#> Matrix products: default
#> BLAS: /Library/Frameworks/R.framework/Versions/4.0/Resources/lib/libRblas.dylib
#> LAPACK: /Library/Frameworks/R.framework/Versions/4.0/Resources/lib/libRlapack.dylib
#>
#> locale:
#> [1] en_US.UTF-8/en_US.UTF-8/en_US.UTF-8/C/en_US.UTF-8/en_US.UTF-8
#>
#> attached base packages:
#> [1] stats graphics Grdevices utils datasets methods base
#>
#> other attached packages:
#> [1] terra_1.3-4 raster_3.4-5 sp_1.4-5
#>
#> loaded via a namespace (and not attached):
#> [1] Rcpp_1.0.6 codetools_0.2-18 lattice_0.20-41 digest_0.6.27
#> [5] grid_4.0.2 magrittr_2.0.1 evaluate_0.14 highr_0.8
#> [9] rlang_0.4.10 stringi_1.5.3 rmarkdown_2.6 rgdal_1.5-19
#> [13] tools_4.0.2 stringr_1.4.0 xfun_0.20 yaml_2.2.1
#> [17] compiler_4.0.2 htmltools_0.5.1.1 knitr_1.31
packageVersion("raster")
#> [1] '3.4.5'
packageVersion("terra")
#> [1] '1.3.4'
由 reprex package (v0.3.0) 于 2021 年 7 月 8 日创建
过去几年我一直在使用 raster
(并且非常喜欢它),最近被更新的 terra
软件包提供的速度和其他改进所震撼。我假设 terra::cellSize()
(或 terra::expanse()
,就此而言)提供的面积估计比 raster::area()
更准确,但我很想在更新之前了解更多有关更改的信息之前的面积估计。
感谢您所做的一切,https://github.com/rspatial!
解决方法
raster
使用单元格的宽度(经度)和高度(纬度)的乘积。 terra
更精确,它计算单元的球面面积(由其四个角定义)。这在高纬度地区最为重要,其中单元格的宽度变化最大,并且单元格的底部和顶部可能不同。因此,在高纬度和低垂直分辨率的单元格中差异最大。
此处说明:
library(raster)
library(terra)
a <- raster::raster()
b <- terra::rast()
values(a) <- 1:ncell(a)
values(b) <- 1:ncell(b)
a_rast <- rast(area(a))
a_terra <- cellSize(b,unit = "km")
dif <- a_terra - a_rast
reldif <- 100 * dif / a_terra
plot(reldif)
在两极附近,这些像元的差异几乎为 1%,而在赤道处为 ~0。
terra
中更大的变化是它还计算投影(即非经纬度)栅格的实际像元大小。来自 ?cellSize
r <- rast(ncols=90,nrows=45,ymin=-80,ymax=80)
m <- project(r,"+proj=merc")
bad <- init(m,prod(res(m)) / 1000000,names="naive")
good <- cellSize(m,unit="km",names="corrected")
plot(c(good,bad),nc=1,mar=c(2,2,1,6))
不幸的是,这在当时似乎有点问题,尤其是对于大型栅格;希望下个版本能解决这个问题。