如何在R语言中使用tmap包在地图上绘制饼图？

问题背景 #

已掌握ggplot2绘制地图饼图的方法，但现有地图均基于tmap包创建，其样式调整更符合需求，希望在tmap底图上实现饼图标注，替代原有的堆叠条形图，且不愿重写现有复杂的地图代码。尝试用geom_scatterpie生成grob对象时出现错误，需要正确的实现方式。

错误原因 #

geom_scatterpie是专为在ggplot地图上批量绘制饼图设计的，不适合单独生成单个饼图的grob对象。我们可以用基础的geom_bar配合coord_polar来生成单个饼图grob，更适配tmap的tm_symbols调用逻辑。

完整实现代码 #

library(ggplot2)
library(tmap)
library(dplyr)
library(tidyr)
library(sf)
library(tmaptools)

# 加载数据并整理
data(NLD_prov)
origin_data <- NLD_prov %>% 
  st_set_geometry(NULL) %>% 
  select(name, origin_native, origin_west, origin_non_west) %>% 
  gather(key=origin, value=perc, origin_native, origin_west, origin_non_west, factor_key=TRUE)

plot_cols <- get_brewer_pal("Dark2", 3)

# 生成饼图grob对象（替代原来的堆叠条形图grob）
grobs <- lapply(split(origin_data, origin_data$name), function(x) {
  ggplotGrob(
    ggplot(x, aes(x="", y=perc, fill=origin)) +
      geom_bar(width=1, stat="identity") +
      # 转为饼图
      coord_polar("y", start=0) +
      # 移除多余的轴和扩展空间
      scale_x_discrete(expand = c(0, 0)) +
      scale_y_continuous(expand = c(0, 0)) +
      scale_fill_manual(values=plot_cols) +
      # 清空所有主题元素，只保留饼图
      theme_void()
  )
})

# 在tmap中绘制地图+饼图
tm_shape(NLD_prov) +
  tm_polygons(group = "Provinces") +
  tm_symbols(shape="name", 
             shapes=grobs, 
             legend.shape.show = FALSE, 
             legend.size.is.portrait = TRUE, 
             shapes.legend = 22) +
  tm_add_legend(type="fill", 
                col=plot_cols, 
                labels=c("Native", "Western", "Non-western"), 
                title="Origin")

代码关键点说明 #

• 用coord_polar("y")将垂直条形图转换为饼图，start=0设置饼图起始角度为0度
• theme_void()彻底清空ggplot的主题元素（坐标轴、背景、网格等），避免grob带入多余元素影响tmap显示
• scale_x_discrete和scale_y_continuous的expand=c(0,0)参数保证饼图占满整个grob空间，避免出现空白边距
• 保留原tmap的图层调用逻辑，无需修改现有复杂的地图代码，仅替换grob生成部分即可

内容的提问来源于stack exchange，提问作者kl-higgins