如何在R中利用sf对象插值生成中间常数值多边形？

你需要的是在两个属性值不同的嵌套多边形之间，生成对应指定属性值的中间多边形，这属于空间插值中的等值面提取场景。以下是基于sf生态的简便实现方案，无需手动计算节点距离：

实现步骤 #

• 准备数据：加载sf包，读取或创建你的两个多边形对象（pol1对应值10，pol2对应值20）
• 生成插值采样点：将两个多边形的边界离散为带属性值的采样点，也可生成内部网格点提升插值精度
• 空间插值生成连续表面：用IDW（反距离加权）插值生成覆盖两多边形区域的连续属性表面
• 提取等值面：从插值表面中提取属性值为13的等值线，转换为多边形对象

具体代码示例 #

library(sf)
library(gstat)
library(terra)

# 示例数据（替换为你读取的.shp文件）
pol1 <- st_polygon(list(rbind(c(0,0), c(0,1), c(1,1), c(1,0), c(0,0)))) %>% st_sfc() %>% st_sf(value = 10)
pol2 <- st_polygon(list(rbind(c(-1,-1), c(-1,2), c(2,2), c(2,-1), c(-1,-1)))) %>% st_sfc() %>% st_sf(value = 20)

# 合并两个多边形的边界点作为采样点
sample_points <- st_cast(rbind(pol1, pol2), "POINT")

# 生成插值网格（覆盖两多边形的包围盒）
bbox <- st_bbox(rbind(pol1, pol2))
grid <- st_make_grid(bbox, cellsize = 0.05, what = "centers") %>% st_sf()

# 执行IDW插值
idw_model <- idw(value ~ 1, sample_points, newdata = grid, idp = 2)

# 将插值结果转换为terra栅格对象，方便提取等值面
r <- rast(idw_model)
contour_line <- contour(r, levels = 13, as.polygons = TRUE)

# 转换回sf对象，得到目标多边形pol3
pol3 <- st_as_sf(contour_line) %>% st_cast("POLYGON")

# 可视化验证
plot(pol2$geometry, col = "lightblue")
plot(pol1$geometry, col = "pink", add = TRUE)
plot(pol3$geometry, col = "orange", add = TRUE)

补充说明 #

• 针对复杂形状的多边形，可调整st_make_grid的cellsize参数控制插值精度：值越小精度越高，但计算量也会增加
• idp参数控制IDW插值的权重衰减速率，默认值2适配多数常规场景，可根据实际需求微调
• 最终生成的pol3可能包含多个多边形部件，可使用st_union()合并为单一多边形

内容的提问来源于stack exchange，提问作者jjunju