使用terra::as.data.frame替代tidyterra::geom_spatraster时ggplot2坐标系错位问题

处理空间数据（矢量与栅格）可视化时，遇到了坐标系投影转换、数据范围转换相关的问题，核心表现为ggplot::geom_raster与tidyterra::geom_spatraster使用时的图层对齐差异：

以下代码使用tidyterra::geom_spatraster时，栅格与矢量位置匹配正常：

library(terra)
library(sf)
library(rnaturalearth)
library(ggplot2)

sf_use_s2(FALSE)

x <- rast(nrows = 9, ncols = 18, nl = 3, xmin = 0, xmax = 360)
v <- rep(as.vector(t(matrix(1:ncell(x), nrow = 9, ncol = 18))), 3)
values(x) <- v

v <- ne_coastline(scale = 50, returnclass = "sf")

a <- vect(v)

ggplot() +
  tidyterra::geom_spatraster(data = rotate(x[[1]])) +
  geom_sf(data = st_break_antimeridian(st_as_sf(a), lon_0 = 180)) +
  coord_sf(
    crs = "+proj=longlat +datum=WGS84 +lon_0=180",
    default_crs = sf::st_crs(4326),
    expand = FALSE
  )

但替换为geom_raster后，栅格位置错误，无法与矢量图层正确对齐，错误代码如下：

ggplot() +
  geom_raster(data = terra::as.data.frame(rotate(x[[1]]), xy = TRUE), aes(x = x, y = y, fill = lyr.1)) +
  geom_sf(data = st_break_antimeridian(st_as_sf(a), lon_0 = 180)) +
  coord_sf(
    crs = "+proj=longlat +datum=WGS84 +lon_0=180",
    default_crs = sf::st_crs(4326),
    expand = FALSE
  )

问题原因 #

• tidyterra::geom_spatraster会自动读取栅格的空间元数据（坐标系、范围等），配合coord_sf完成正确的投影转换与位置映射
• geom_raster仅将data.frame中的x/y视为普通数值坐标，不识别空间元数据。rotate(x[[1]])后栅格经度范围为-180~180，但coord_sf指定的是+lon_0=180的坐标系（经度范围0~360，东半球0-180，西半球180-360），直接使用原始x值会导致坐标对应错误

解决方法 #

手动将栅格经度转换为+lon_0=180坐标系对应的范围（把-180~0的经度转为180~360），再传入geom_raster：

# 处理rotate后的栅格数据，转换经度范围
r_df <- terra::as.data.frame(rotate(x[[1]]), xy = TRUE)
r_df$x <- ifelse(r_df$x < 0, r_df$x + 360, r_df$x)

# 使用转换后的数据绘图
ggplot() +
  geom_raster(data = r_df, aes(x = x, y = y, fill = lyr.1)) +
  geom_sf(data = st_break_antimeridian(st_as_sf(a), lon_0 = 180)) +
  coord_sf(
    crs = "+proj=longlat +datum=WGS84 +lon_0=180",
    default_crs = sf::st_crs(4326),
    expand = FALSE
  )

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Breeze