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空间分析连接地点与空间支撑,不只是连接含坐标列的表。先说明问题、几何对象、时期或边界版本及可接受的位置误差,再选择操作。空间技能分别提供 R 与 Python 函数、调用与检查。
| 任务 | 计算前的决策 | R 工具 | Python 工具 |
|---|---|---|---|
| 空间匹配 | 按标识、包含、相交、重叠还是最近邻?允许怎样的基数、边界与距离? | sf::st_join、st_intersects、st_within、st_is_within_distance |
GeoPandas sjoin / sjoin_nearest,Shapely 几何判定 |
| 坐标转换 | 已核实的来源基准与坐标系、轴序、适用区域和精度要求 | sf::st_transform;栅格用 terra::project |
GeoPandas to_crs、pyproj Transformer、Rasterio 变换 |
| 制图 | 变量含义与单位、空间支撑、共用色标、投影及缺失 | ggplot2::geom_sf、网格/分面函数;按需用 ggspatial |
GeoPandas/Matplotlib;经审查的交互输出 |
| 地理编码 | 地址转坐标还是逆向?来源、服务商、精度、隐私与允许工作量? | 本地地名表;显式选择服务后用 tidygeocoder | 本地地名表;geopy 作为服务客户端 |
地理编码不能证明行政归属,指定坐标系不能完成坐标转换。地图好看也不能证明匹配或测量正确。
如果对象及边界版本一致,优先使用经过核实的稳定标识;否则按问题选择几何关系。共享边界上的点,严格 within 可能不匹配,intersects 则可能匹配多个面。保留 matched、unmatched 和 ambiguous 状态,不能取第一项或自动吸附到最近区域。
最近邻需有研究依据的距离上限与同距规则。非空参考图层总能找到最近对象,但它未必合理。记录距离、单位、候选、覆盖与未匹配比例。GeoPandas 最近邻连接可能返回多个同距候选,且距离采用平面计算,不能在地理坐标系中当作可靠米制距离。参见 sf 几何判定与 GeoPandas 最近邻。
汇总前检查无效或空几何、重复键、多对多连接和边界年代。几何修复可能拆分对象、改变面积或类型,应保留来源并检查差异。经纬度操作需说明球面或椭球引擎;sf 的 s2 说明解释了平面假设为何不能直接套用。
st_set_crs / set_crs 声明已有数值的含义,st_transform / to_crs 才计算新坐标。来源坐标系未知时应核实来源,不能按数值范围猜测。保留原坐标、基准,并在需要时记录坐标历元。
距离与面积要选择适用的局部投影或大地测量、等面积方法。“已投影”不代表单位一定为米或畸变足够小,网页显示坐标也不是通用测量坐标。pyproj 的输入合同若为经度/纬度,应显式使用 always_xy=True,并核对可用变换与精度。缺少格网或不支持的变换需要复核,不能静默接受近似。见 sf 坐标变换、GeoPandas 坐标系与 pyproj 变换器。
中国互联网地图坐标产品还要核对来源与服务商约定。不能把 GCJ-02、BD-09 标成 WGS84,再期待普通 EPSG 重投影完成纠偏。依据服务商文档和条款选择坐标服务,例如高德转换接口;本技能不会调用该 API。
人口数量、浓度、密度和类别需要不同处理。共同确定目标网格的坐标系、范围、原点、分辨率与缺失掩膜;只有分辨率相同不能证明对齐。
| 数值含义 | 可考虑的方向 | 必须检查 |
|---|---|---|
| 类别 | 按来源选择最近邻或众数 | 类别代码有效,不制造小数类别 |
| 强度型连续场 | 声明的插值或面积加权平均 | 单位、支撑及缺失覆盖;不能求和浓度 |
| 单元总量 | 适合原支撑的守恒重分配 | 前后人数或质量,以及边缘/掩膜损失 |
| 暴露汇总 | 明确面积或人口权重 | 权重分母、人口支撑与排除人口 |
本地 dfproj 模式使用 terra 重投影,但历史 sum 默认不能作为通用方法。按数值含义指定重采样;方法叫“求和”并不证明改变范围或掩膜后仍守恒。参考 terra 模板投影、Rasterio 重投影,以及处理多边形部分覆盖网格的 exactextractr。这里未实现栅格执行适配器或守恒验证。
采用正确的几何支撑,声明变量单位并保留缺失样式。情景比较共用色标范围或分级,超色标值应报告,不能静默截断。点、多边形与矩形网格是不同表达。底图应是明确版本的输入,不隐式读取文件或在线下载。
通过通用 R 函数复用成员已有的点/多边形和网格/分面模式。底图、范围、图例和导出尺寸由任务设置,不含私人路径默认值或全局边界对象。导出注明物理尺寸、DPI 与单位,比例尺和指北针应对应实际显示投影及范围。见 ggplot2 空间制图和 GeoPandas 制图。
规范化地址时不要丢失有效的单元或地域信息。保留来源标识、服务版本、返回坐标约定、候选精度与人工复核状态。城市中心点不是建筑物坐标;逆地理编码文字不能证明个人所在位置。
可行时先使用获授权的本地地名表。在线服务需要明确选择服务商,遵守当前隐私、限速、缓存和许可条件。geopy/tidygeocoder 是客户端,不是通用免费数据源。特别是公共 Nominatim 政策限制通用代理/平台集成,禁止提交个人或保密资料,并规定工作量条件;它不是本技能的默认服务。具体步骤见操作说明。
空间准备可支撑数据获取、预测与影响评估,但不替代其科学验证。操作能力在 01、03、04 共享,02 仍只列概念方法。来源数据在外部资产中按版本保存,非秘密设置归个人配置,凭据归受保护机制,结果归外部 assets/results/<project_id>/。敏感位置不进入共享示例。