如何在stars对象中添加时间维度并保留多属性

已从CHELSA下载并导入1月、2月、3月的4个生物气候变量，为每个月份创建了SpatRaster栈（jan_stack、feb_stack、mar_stack），各栈结构一致：

> jan_stack
class       : SpatRaster 
dimensions  : 146, 212, 4  (nrow, ncol, nlyr)
resolution  : 0.008333333, 0.008333333  (x, y)
extent      : 13.01653, 14.78319, 41.68319, 42.89986  (xmin, xmax, ymin, ymax)
coord. ref. : lon/lat WGS 84 (EPSG:4326) 
sources     : CHELSA_bio_01_1981-2010_V2.1_clipped.tif  
              CHELSA_bio_07_1981-2010_V2.1_clipped.tif  
              CHELSA_bio_13_1981-2010_V2.1_clipped.tif  
              CHELSA_bio_14_1981-2010_V2.1_clipped.tif  
names       : CHELSA_~10_V2.1, CHELSA_~10_V2.1, CHELSA_~10_V2.1, CHELSA_~10_V2.1 
min values  :           -0.95,            16.2,            59.8,            18.9 
max values  :           16.65,            29.5,           241.7,            92.8 

目标是创建包含时间维度的stars数据立方体，每个月份栈对应一个代表日期，同时保留4个生物气候属性。但尝试过程中遇到问题：

• 转换为stars对象后，属性被合并到attributes维度，仅显示1个属性
• 使用split()拆分后丢失维度，无法添加时间维度
• 手动添加时间维度后，无法恢复4个独立属性

期望得到的stars对象结构：

stars object with 3 dimensions and 4 attributes
attribute(s):
                               Min. 1st Qu. Median      Mean 3rd Qu.   Max.
CHELSA_bio_01_1981-2010_V2.1  -0.95    9.35  12.35  12.03118   15.45  16.65
CHELSA_bio_07_1981-2010_V2.1  16.20   25.30  27.20  25.69690   27.80  29.50
CHELSA_bio_13_1981-2010_V2.1  59.80   84.90 111.20 119.10602  147.40 241.70
CHELSA_bio_14_1981-2010_V2.1  18.90   33.20  43.90  44.37600   53.60  92.80
dimension(s):
  from  to offset     delta refsys point x/y
x    1 212  13.02  0.008333 WGS 84 FALSE [x]
y    1 146   42.9 -0.008333 WGS 84 FALSE [y]
date  1   3     NA        NA   Date    NA 2009-01-01, 2009-02-01, 2009-03-01

步骤1：为单个月份数据添加时间维度 #

先拆分attributes维度为独立属性，再添加对应月份的时间维度：

# 加载所需包
library(stars)
library(terra)

# 定义每个月份的代表日期
dates <- as.Date(c("2009-01-01", "2009-02-01", "2009-03-01"))

# 处理1月数据：拆分属性后添加时间维度
jan_stars_split <- split(st_as_stars(jan_stack))
jan_stars_time <- st_set_dimensions(jan_stars_split, 
                                    which = 3, 
                                    values = dates[1], 
                                    names = "date")

# 同理处理2月、3月数据
feb_stars_split <- split(st_as_stars(feb_stack))
feb_stars_time <- st_set_dimensions(feb_stars_split, 
                                    which = 3, 
                                    values = dates[2], 
                                    names = "date")

mar_stars_split <- split(st_as_stars(mar_stack))
mar_stars_time <- st_set_dimensions(mar_stars_split, 
                                    which = 3, 
                                    values = dates[3], 
                                    names = "date")

步骤2：合并为完整数据立方体 #

使用c()函数按时间维度合并三个月份的stars对象：

# 合并为包含x、y、date三个维度+4个属性的数据立方体
climate_cube <- c(jan_stars_time, feb_stars_time, mar_stars_time)

# 查看结果
climate_cube

关键说明 #

• split()将attributes维度拆分为独立属性，此时对象为2个空间维度（x/y）+4个属性
• st_set_dimensions()添加单值时间维度（每个月份对应一个日期），此时对象变为3个维度（x/y/date）+4个属性
• 合并后，时间维度会自动扩展为3个值，对应1-3月的日期，同时保留4个生物气候属性

验证结果 #

运行上述代码后，climate_cube的结构将符合预期：

> climate_cube
stars object with 3 dimensions and 4 attributes
attribute(s):
                               Min. 1st Qu. Median      Mean 3rd Qu.   Max.
CHELSA_bio_01_1981-2010_V2.1  -0.95    9.35  12.35  12.03118   15.45  16.65
CHELSA_bio_07_1981-2010_V2.1  16.20   25.30  27.20  25.69690   27.80  29.50
CHELSA_bio_13_1981-2010_V2.1  59.80   84.90 111.20 119.10602  147.40 241.70
CHELSA_bio_14_1981-2010_V2.1  18.90   33.20  43.90  44.37600   53.60  92.80
dimension(s):
  from  to offset     delta refsys point                    values x/y
x    1 212  13.02  0.008333 WGS 84 FALSE                      NULL [x]
y    1 146   42.9 -0.008333 WGS 84 FALSE                      NULL [y]
date  1   3     NA        NA   Date    NA 2009-01-01,2009-02-01,2009-03-01

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Rocío Beatriz Cortés