Posicionamento automático de etiquetas para mapas GIS em R

Estou fazendo mapas GIS no R usando o sfpacote (e pacotes relacionados) para ler em shapefiles e ggplot2(e amigos) para plotagem. Isso funciona bem, mas não consigo encontrar (automaticamente / programaticamente) canais de etiqueta para recursos como rios e estradas. Esses recursos geralmente são cadeias de linhas, com formas irregulares. Veja a imagem em anexo, por exemplo, da wikimedia.

O ggrepelpacote funciona bem para rotular pontos de maneira automatizada, mas isso não faz muito sentido para outros recursos geográficos que não são pontos Lat / Long distintos.

Eu poderia imaginar isso colocando rótulos de texto individuais em cada recurso individualmente, mas estou procurando algo mais automatizado, se possível. Sei que essa automação não é um problema trivial, mas já foi resolvido antes (o ArcGIS aparentemente tem uma maneira de fazer isso com uma extensão chamada maplex, mas eu não tenho acesso ao software e gostaria de ficar em R se possível).

Alguém sabe de uma maneira de fazer isso?

MWE aqui:

#MWE Linestring labeling

library(tidyverse)
library(sf)
library(ggrepel)
set.seed(120)

#pick a county from the built-in North Carolina dataset
BuncombeCounty <- st_read(system.file("shapes/", package="maptools"), "sids") %>% 
  filter(NAME == "Buncombe") 

#pick 4 random points in that county
pts_sf <- data.frame(
  x = seq(-82.3, -82.7, by=-0.1) %>% 
    sample(4),
  y = seq(35.5, 35.7, by=0.05) %>% 
    sample(4),
  placenames = c("A", "B", "C", "D")
) %>% 
  st_as_sf(coords = c("x","y")) 

#link those points into a linestring
linestring_sf <- pts_sf %>% 
  st_coordinates() %>%
  st_linestring()
  st_cast("LINESTRING") 

#plot them with labels, using geom_text_repel() from the `ggrepel` package
ggplot() +
  geom_sf(data = BuncombeCounty) +
  geom_sf(data = linestring_sf) +
  geom_label_repel(data = pts_sf,
                  stat = "sf_coordinates",
                  aes(geometry = geometry,
                      label = placenames),
                  nudge_y = 0.05,
                  label.r = 0, #don't round corners of label boxes
                  min.segment.length = 0,
                  segment.size = 0.4,
                  segment.color = "dodgerblue")

Eu acho que tenho algo que pode funcionar para você. Tomei a liberdade de mudar seu exemplo para algo um pouco mais realista: alguns "rios" aleatórios feitos com passeios aleatórios suaves, cada um com 100 pontos:

library(tidyverse)
library(sf)
library(ggrepel)

BuncombeCounty <- st_read(system.file("shapes/", package = "maptools"), "sids") %>% 
                  filter(NAME == "Buncombe")
set.seed(120)

x1 <- seq(-82.795, -82.285, length.out = 100)
y1 <- cumsum(runif(100, -.01, .01))
y1 <- predict(loess(y1 ~ x1, span = 0.1)) + 35.6

x2 <- x1 + 0.02
y2 <- cumsum(runif(100, -.01, .01))
y2 <- predict(loess(y2 ~ x2, span = 0.1)) + 35.57

river_1 <- data.frame(x = x1, y = y1)     %>% 
           st_as_sf(coords = c("x", "y")) %>%
           st_coordinates()               %>%
           st_linestring()                %>%
           st_cast("LINESTRING") 

river_2 <- data.frame(x = x2, y = y2)     %>% 
           st_as_sf(coords = c("x", "y")) %>%
           st_coordinates()               %>%
           st_linestring()                %>%
           st_cast("LINESTRING") 

Podemos plotá-los conforme seu exemplo:

riverplot  <- ggplot() +
              geom_sf(data = BuncombeCounty) +
              geom_sf(data = river_1, colour = "blue", size = 2) +
              geom_sf(data = river_2, colour = "blue", size = 2)

riverplot

Minha solução é basicamente extrair pontos das cadeias de linhas e rotulá-los. Como na figura na parte superior da sua pergunta, você pode querer várias cópias de cada rótulo ao longo do comprimento da cadeia de linhas; portanto, se você quiser n rótulos, extraia n pontos igualmente espaçados.

É claro que você deseja rotular os dois rios de uma só vez sem que os rótulos colidam; portanto, você deve passar vários recursos geográficos como uma lista nomeada.

Aqui está uma função que faz tudo isso:

linestring_labels <- function(linestrings, n)
{
  do.call(rbind, mapply(function(linestring, label)
  {
  n_points <- length(linestring)/2
  distance <- round(n_points / (n + 1))
  data.frame(x = linestring[1:n * distance],
             y = linestring[1:n * distance + n_points],
             label = rep(label, n))
  }, linestrings, names(linestrings), SIMPLIFY = FALSE)) %>%
  st_as_sf(coords = c("x","y"))
}

Portanto, se colocarmos os objetos que queremos rotular em uma lista nomeada como esta:

river_list <- list("River 1" = river_1, "River 2" = river_2)

Então podemos fazer isso:

riverplot + 
   geom_label_repel(data = linestring_labels(river_list, 3),
                    stat = "sf_coordinates",
                    aes(geometry = geometry, label = label),
                    nudge_y = 0.05,
                    label.r = 0, #don't round corners of label boxes
                    min.segment.length = 0,
                    segment.size = 0.4,
                    segment.color = "dodgerblue")