R: Como criar um mapa de calor com o pacote do folheto

Eu li um post sobre mapas interativos com R usando o leafletpacote.

Neste artigo, o autor cria um mapa de calor como este:

X=cbind(lng,lat)
kde2d <- bkde2D(X, bandwidth=c(bw.ucv(X[,1]),bw.ucv(X[,2])))

x=kde2d$x1
y=kde2d$x2
z=kde2d$fhat
CL=contourLines(x , y , z)

m = leaflet() %>% addTiles() 
m %>% addPolygons(CL[[5]]$x,CL[[5]]$y,fillColor = "red", stroke = FALSE)

Eu não estou familiarizado com a bkde2Dfunção, então eu estou querendo saber se esse código pode ser generalizado para qualquer shapefiles?

E se cada nó tiver um peso específico, que gostaríamos de representar no mapa de calor?

Existem outras maneiras de criar um mapa de calor com o leafletmapa em R?

Aqui está minha abordagem para criar um mapa de calor mais generalizado no Leaflet usando R. Essa abordagem usa contourLines, como a postagem de blog mencionada anteriormente, mas eu uso lapplypara iterar todos os resultados e convertê-los em polígonos gerais. No exemplo anterior, cabe ao usuário plotar individualmente cada polígono, então eu chamaria isso de "mais generalizado" (pelo menos essa é a generalização que eu queria quando li a postagem do blog!).

## INITIALIZE
library("leaflet")
library("data.table")
library("sp")
library("rgdal")
# library("maptools")
library("KernSmooth")

inurl <- "https://data.cityofchicago.org/api/views/22s8-eq8h/rows.csv?accessType=DOWNLOAD"
infile <- "mvthefts.csv"

## LOAD DATA
## Also, clean up variable names, and convert dates
if(!file.exists(infile)){
    download.file(url = inurl, destfile = infile)
}
dat <- data.table::fread(infile)
setnames(dat, tolower(colnames(dat)))
setnames(dat, gsub(" ", "_", colnames(dat)))
dat <- dat[!is.na(longitude)]
dat[ , date := as.IDate(date, "%m/%d/%Y")]

## MAKE CONTOUR LINES
## Note, bandwidth choice is based on MASS::bandwidth.nrd()
kde <- bkde2D(dat[ , list(longitude, latitude)],
              bandwidth=c(.0045, .0068), gridsize = c(100,100))
CL <- contourLines(kde$x1 , kde$x2 , kde$fhat)

## EXTRACT CONTOUR LINE LEVELS
LEVS <- as.factor(sapply(CL, `[[`, "level"))
NLEV <- length(levels(LEVS))

## CONVERT CONTOUR LINES TO POLYGONS
pgons <- lapply(1:length(CL), function(i)
    Polygons(list(Polygon(cbind(CL[[i]]$x, CL[[i]]$y))), ID=i))
spgons = SpatialPolygons(pgons)

## Leaflet map with polygons
leaflet(spgons) %>% addTiles() %>% 
    addPolygons(color = heat.colors(NLEV, NULL)[LEVS])

Aqui está o que você terá neste momento:

## Leaflet map with points and polygons
## Note, this shows some problems with the KDE, in my opinion...
## For example there seems to be a hot spot at the intersection of Mayfield and
## Fillmore, but it's not getting picked up.  Maybe a smaller bw is a good idea?

leaflet(spgons) %>% addTiles() %>%
    addPolygons(color = heat.colors(NLEV, NULL)[LEVS]) %>%
    addCircles(lng = dat$longitude, lat = dat$latitude,
               radius = .5, opacity = .2, col = "blue")

E é assim que o mapa de calor com pontos seria:

Aqui está uma área que me sugere que eu preciso ajustar alguns parâmetros ou talvez usar um kernel diferente:

## Leaflet map with polygons, using Spatial Data Frame
## Initially I thought that the data frame structure was necessary
## This seems to give the same results, but maybe there are some 
## advantages to using the data.frame, e.g. for adding more columns
spgonsdf = SpatialPolygonsDataFrame(Sr = spgons,
                                    data = data.frame(level = LEVS),
                                    match.ID = TRUE)
leaflet() %>% addTiles() %>%
    addPolygons(data = spgonsdf,
                color = heat.colors(NLEV, NULL)[spgonsdf@data$level])

Com base na resposta do genorama acima, você também pode converter a saída do bkde2D em uma varredura em vez de linhas de contorno, usando os valores fhat como os valores das células raster

library("leaflet")
library("data.table")
library("sp")
library("rgdal")
# library("maptools")
library("KernSmooth")
library("raster")

inurl <- "https://data.cityofchicago.org/api/views/22s8-eq8h/rows.csv?accessType=DOWNLOAD"
infile <- "mvthefts.csv"

## LOAD DATA
## Also, clean up variable names, and convert dates
if(!file.exists(infile)){
  download.file(url = inurl, destfile = infile)
}
dat <- data.table::fread(infile)
setnames(dat, tolower(colnames(dat)))
setnames(dat, gsub(" ", "_", colnames(dat)))
dat <- dat[!is.na(longitude)]
dat[ , date := as.IDate(date, "%m/%d/%Y")]

## Create kernel density output
kde <- bkde2D(dat[ , list(longitude, latitude)],
              bandwidth=c(.0045, .0068), gridsize = c(100,100))
# Create Raster from Kernel Density output
KernelDensityRaster <- raster(list(x=kde$x1 ,y=kde$x2 ,z = kde$fhat))

#create pal function for coloring the raster
palRaster <- colorNumeric("Spectral", domain = KernelDensityRaster@data@values)

## Leaflet map with raster
leaflet() %>% addTiles() %>% 
  addRasterImage(KernelDensityRaster, 
                 colors = palRaster, 
                 opacity = .8) %>%
  addLegend(pal = palRaster, 
            values = KernelDensityRaster@data@values, 
            title = "Kernel Density of Points")

Esta é a sua saída. Observe que os valores de baixa densidade ainda aparecem como coloridos na varredura.

Podemos remover essas células de baixa densidade com o seguinte:

#set low density cells as NA so we can make them transparent with the colorNumeric function
 KernelDensityRaster@data@values[which(KernelDensityRaster@data@values < 1)] <- NA

#create pal function for coloring the raster
palRaster <- colorNumeric("Spectral", domain = KernelDensityRaster@data@values, na.color = "transparent")

## Redraw the map
leaflet() %>% addTiles() %>% 
  addRasterImage(KernelDensityRaster, 
                 colors = palRaster, 
                 opacity = .8) %>%
  addLegend(pal = palRaster, 
            values = KernelDensityRaster@data@values, 
            title = "Kernel Density of Points")

Agora qualquer célula de varredura com um valor menor que 1 é transparente.

Se você deseja uma varredura em bin, use a função colorBin em vez da função colorNumeric:

palRaster <- colorBin("Spectral", bins = 7, domain = KernelDensityRaster@data@values, na.color = "transparent")

## Leaflet map with raster
leaflet() %>% addTiles() %>% 
  addRasterImage(KernelDensityRaster, 
                 colors = palRaster, 
                 opacity = .8) %>%
  addLegend(pal = palRaster, 
            values = KernelDensityRaster@data@values, 
            title = "Kernel Density of Points")

Para torná-lo mais suave, basta aumentar o tamanho da grade na função bkde2D. Isso aumenta a resolução da varredura gerada. (Mudei para

gridsize = c(1000,1000)

Resultado:

Uma maneira fácil de criar mapas de calor do Leaflet no R é usar o plug- in Leaflet.heat . Um excelente guia sobre como usá-lo pode ser encontrado aqui . Espero que você ache útil.