Ggplot2: растровое построение не работает должным образом при настройке альфа-значений

Первое сообщение здесь, я надеюсь, что соблюдаю этический этикет. Я не мог найти и ответить на сайт, и ранее я разместил его в группе ggplot2, но пока нет решений.

В основном я пытаюсь наложить два растра, используя ggplot2 и требуя, чтобы верхняя часть была полупрозрачной. У меня есть растр hillShade, который вычисляется с растра данных высоты, и я хочу наложить растровый растровый растровый растр на растровый холм, чтобы получившийся участок не выглядел "плоским". Вы можете видеть, что я имею в виду в воспроизводимом R-коде ниже.

Используя базовую графику, я могу достичь желаемого результата, и я включил пример в код ниже, чтобы понять, что я имею в виду, но мне нужно сделать это в ggplot2.

Я не могу заставить его работать в ggplot2. Сочетание растров делает цвета смешными (я могу построить каждый из них сам по себе). Может ли кто-нибудь помочь или указать мне в правильном направлении. Пример самодостаточного, воспроизводимого кода приведен ниже. (Извините за длину, но я подумал, что лучше быть понятным).

#   Load relevant libraries
library(ggplot2)
library(raster)


#   Download sample raster data of Ghana from my Dropbox
oldwd <- getwd()
tmp <- tempdir()
setwd(tmp)
url1 <- "http://dl.dropbox.com/s/xp4xsrjn3vb5mn5/GHA_HS.asc"
url2 <- "http://dl.dropbox.com/s/gh7gzou9711n5q7/GHA_DEM.asc"
f1 <- file.path(tmp,"GHA_HS.asc")
f2 <- file.path(tmp,"GHA_DEM.asc")
download.file(url1,f1)  #File is ~ 5,655Kb
download.file(url2,f2)  #File is ~ 2,645Kb


#   Create rasters from downloaded files
hs <-  raster(f1)
dem <- raster(f2)


#   Plot with base graphics to show desired output
plot(hs,col=grey(1:100/100),legend=F)
plot(dem,col=rainbow(100),alpha=0.4,add=T,legend=F)


#   Convert rasters TO dataframes for plotting with ggplot
hdf <- rasterToPoints(hs); hdf <- data.frame(hdf)
colnames(hdf) <- c("X","Y","Hill")
ddf <- rasterToPoints(dem); ddf <- data.frame(ddf)
colnames(ddf) <- c("X","Y","DEM")


#   Create vectors for colour breaks
b.hs <- seq(min(hdf$Hill),max(hdf$Hill),length.out=100)
b.dem <- seq(min(ddf$DEM),max(ddf$DEM),length.out=100)


#   Plot DEM layer with ggplot()
p1 <- ggplot()+
    layer(geom="raster",data=ddf,mapping=aes(X,Y,fill=DEM))+
    scale_fill_gradientn(name="Altitude",colours = rainbow(100),breaks=b.dem)+
    scale_x_continuous(name=expression(paste("Longitude (",degree,")")),limits=c(-4,2),expand=c(0,0))+
    scale_y_continuous(name=expression(paste("Latitude (",degree,")")),limits=c(4,12),expand=c(0,0))+
    coord_equal()
print(p1)


#   Plot hillShade layer with ggplot()
p2 <- ggplot()+
    layer(geom="raster",data=hdf,mapping=aes(X,Y,fill=Hill))+
    scale_fill_gradientn(colours=grey(1:100/100),breaks=b.hs,guide="none")+
    scale_x_continuous(name=expression(paste("Longitude (",degree,")")),limits=c(-4,2),expand=c(0,0))+
    scale_y_continuous(name=expression(paste("Latitude (",degree,")")),limits=c(4,12),expand=c(0,0))+
    coord_equal()
print(p2)


#   Try to plot both together with transparency on the DEM layer
p3 <- ggplot(hdf)+
    geom_raster(aes(X,Y,fill=Hill))+
    scale_fill_gradientn(colours=grey(1:100/100),breaks=b.hs,guide="none")+
    scale_x_continuous(name=expression(paste("Longitude (",degree,")")),limits=c(-4,2),expand=c(0,0))+
    scale_y_continuous(name=expression(paste("Latitude (",degree,")")),limits=c(4,12),expand=c(0,0))+
    geom_raster(data=ddf,aes(X,Y,fill=DEM),alpha=I(0.4))+
    scale_fill_gradientn(name="Altitude",colours = rainbow(100),breaks=b.dem)+
    coord_equal()
 print(p3)


#   Cleanup downloaded files and return to previous wd
unlink(tmp,recursive=T)
setwd(oldwd)

Мои вопросы таковы:

Q1: Как я могу сделать слои p3 похожими на то, что они делают при построении с базовой графикой в ​​приведенном выше примере?

Q2: Как я могу более точно определить цветовые шкалы, чтобы у меня не было смешной легенды на RHS?

Ответы

Ответ 1

Q1: у вас не может быть разных масштабов заполнения на разных уровнях. Одним из способов решения этой проблемы является использование эстетики заполнения для DEM и альфа-эстетики для hillshade. К сожалению, geom_raster, похоже, не использует альфа-эстетику, как я ожидал. Вы можете получить тот же эффект с помощью geom_tile, это займет больше времени:

ggplot(hdf) +
  geom_raster(data=ddf,aes(X,Y,fill=DEM)) +
  scale_fill_gradientn(name="Altitude",colours = rainbow(100),breaks=b.dem) +
  geom_tile(aes(X,Y,alpha=Hill), fill = "grey20") +
  scale_alpha(range = c(0, 0.5)) +
  scale_x_continuous(name=expression(paste("Longitude (",degree,")")),
    limits=c(-4,2),expand=c(0,0)) +
  scale_y_continuous(name=expression(paste("Latitude (",degree,")")),
    limits=c(4,12),expand=c(0,0)) +
  coord_equal() 

Q2: Проверьте ?guide_colorbar. Это не очень хорошо работает с вашими 100 цветовыми перерывами, но с меньшим количеством довольно хороших.

ggplot(hdf)+
  geom_raster(data=ddf,aes(X,Y,fill=DEM))+
  scale_fill_gradientn(name="Altitude",colours = rainbow(20))+
  guides(fill = guide_colorbar()) +
  geom_tile(aes(X,Y,alpha=Hill), fill = "grey20") +
  scale_alpha(range = c(0, 0.5)) +
  scale_x_continuous(name=expression(paste("Longitude (",degree,")")),
    limits=c(-4,2),expand=c(0,0)) +
  scale_y_continuous(name=expression(paste("Latitude (",degree,")")),
    limits=c(4,12),expand=c(0,0)) +
  coord_equal() 

DEM plus hill shading and colorbar legend

Ответ 2

Альфа в растрове будет поддерживаться в следующей версии, поэтому вы можете рисовать по:

ggplot(NULL, aes(X, Y)) + 
  geom_raster(data = ddf, aes(fill = DEM)) + 
  geom_raster(data = hdf, aes(alpha = Hill)) +
  scale_fill_gradientn(name="Altitude",colours = rainbow(20))+
  guides(fill = guide_colorbar()) +
  scale_alpha(range = c(0, 0.5), guide = "none") +
  scale_x_continuous(name=expression(paste("Longitude (",degree,")")), limits=c(-4,2),expand=c(0,0)) +
  scale_y_continuous(name=expression(paste("Latitude (",degree,")")), limits=c(4,12),expand=c(0,0)) +
  coord_equal()

в любом случае, очень красивый сюжет.

Если вы хотите использовать это немедленно, попробуйте установить из github:

library(devtools)
install_github("ggplot2", "kohske", "fix/geom-raster-alpha")

Обратите внимание, что geom_tile и geom_raster выглядят по-разному в некоторых устройствах. Возможно, растер лучше для вашей цели.

enter image description here