使用ggplot的geom_sf绘制墨卡托投影世界地图出现异常线条的问题

原因 #

• maps包提供的世界地图数据未处理跨180°经线的多边形，像俄罗斯这种横跨东西半球的国家，其多边形顶点是连续绘制的，转换到墨卡托投影（EPSG:3857）时，投影算法会直接连接180°经线两侧的顶点，从而形成贯穿整个绘图区域的异常线条。
• 该数据拓扑结构不完善，缺乏针对跨经线多边形的拆分处理，导致投影转换时出现拓扑错误。

解决方法 #

方法一：改用更规范的sf内置世界地图数据 #

sf包自带的world_sf数据集已预先处理好跨经线多边形问题，无需额外操作即可正常投影：

library(sf)
library(ggplot2)

# 加载并过滤掉南极洲
world_sf <- sf::world_sf %>%
  filter(name != "Antarctica")

# 绘制墨卡托投影地图
ggplot(world_sf) +
  geom_sf() +
  coord_sf(crs = st_crs("EPSG:3857"))

方法二：手动处理maps包的跨经线多边形 #

如果坚持使用maps包的数据，可通过sf::st_wrap_dateline函数拆分跨180°经线的多边形，避免异常连线：

library(maps)
library(sf)
library(ggplot2)

# 加载数据并处理跨日期线的多边形
world1 <- sf::st_as_sf(map('world', plot = FALSE, fill = TRUE)) %>%
  sf::st_wrap_dateline(options = c("WRAPDATELINE=YES", "DATELINEOFFSET=180")) %>%
  filter(ID != "Antarctica")

# 绘制地图
ggplot(world1) +
  geom_sf() +
  coord_sf(crs = st_crs("EPSG:3857"))

st_wrap_dateline会把跨180°经线的多边形在日期线位置拆分成两个独立部分，转换投影时就不会出现跨画布的线条了。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Sebastian Geis