使用sf::st_within判断点是否在多边形内结果异常问题排查

场景重现 #

• 两个采用WGS84投影的sf对象：
  • sf_object：存储船舶轨迹点的点要素数据框
  • border：由shapefile转换而来的多边形边界要素
• 绘图可见部分轨迹点位于多边形外，但执行以下代码后，结果显示所有点都在多边形内：

sf_object$InCanada<-st_within(border_sf$geometry,sf_object$geometry, sparse=F)%>%diag()

问题根源 #

st_within()的参数顺序完全搞反了：

• 该函数的第一个参数是「待判断的目标要素」（这里是船舶轨迹点），第二个参数是「参考边界要素」（这里是多边形border）
• 当前写法是判断「多边形是否包含在每个点内」，完全违背业务逻辑，错误的参数顺序导致返回结果失真

修正方案 #

调换参数顺序，正确写法如下：

# 直接判断每个点是否在多边形内，返回N×1的逻辑矩阵
inside_matrix <- st_within(sf_object$geometry, border$geometry, sparse = FALSE)
# 将矩阵转为向量，添加到sf_object中
sf_object$InCanada <- inside_matrix[, 1]

# 或者用sparse=TRUE的更高效写法
sf_object$InCanada <- lengths(st_within(sf_object$geometry, border$geometry)) > 0

额外注意事项 #

1. 示例代码存在语法错误，比如POINT (-125.139 48 83)应为POINT (-125.139 48.83)，且创建sf对象不能用c()，需用st_sf()，实际使用时要确保数据格式正确
2. 若border包含多个多边形，st_within()会判断点是否在任意一个多边形内；若需判断点在特定多边形内，需指定对应要素

内容的提问来源于stack exchange，提问作者FanCou