如何使用R sf移除多边形中的“类孔洞”结构？

我有一个包含孔洞和若干细长“类孔洞”（即深入多边形的狭长入口）的多边形。

原始多边形加载代码 #

field <- sf::read_sf("example_field.kml")
ggplot() +
  geom_sf(data = field) +
  theme_void()

移除真孔洞的操作 #

我已经用以下代码移除了多边形中的“真孔洞”：

field_no_holes <- nngeo::st_remove_holes(field)
ggplot() +
  geom_sf(data = field_no_holes) +
  theme_void()

但处理后仍残留若干细长的“类孔洞”，请问如何高效移除这些结构？以下是手动删除顶点实现的期望最终效果：

field_fixed <- sf::read_sf("example_field_fixed.kml") %>%
  nngeo::st_remove_holes()
ggplot() +
  geom_sf(data = field_fixed) +
  theme_void()

这类狭长的“类孔洞”属于多边形边界的凹陷结构，并非拓扑意义上的真孔洞，所以nngeo::st_remove_holes()无法识别处理。可以通过以下几种高效方法清理：

方法1：平滑+拓扑简化组合 #

借助smoothr包的平滑功能填充凹陷，再用sf的简化功能去除冗余顶点：

library(smoothr)
library(sf)
library(ggplot2)
library(nngeo)

# 读取数据并移除真孔洞
field_no_holes <- st_remove_holes(read_sf("example_field.kml"))

# 平滑处理：adjust参数控制平滑程度，值越大平滑效果越强
field_smoothed <- smooth(field_no_holes, method = "ksmooth", adjust = 2)

# 拓扑简化：dTolerance单位与数据坐标系一致，按需调整
field_cleaned <- st_simplify(field_smoothed, dTolerance = 10)

# 验证结果
ggplot() +
  geom_sf(data = field_cleaned) +
  theme_void()

方法2：缓冲区膨胀+收缩 #

利用缓冲区的“侵蚀-膨胀”效应消除狭长凹陷：

library(sf)
library(ggplot2)
library(nngeo)

# 读取数据并移除真孔洞
field_no_holes <- st_remove_holes(read_sf("example_field.kml"))

# 先膨胀填充凹陷，再收缩恢复形状：dist参数按需调整
field_cleaned <- field_no_holes %>%
  st_buffer(dist = 5) %>%
  st_buffer(dist = -5)

# 修复可能出现的拓扑错误
field_cleaned <- st_make_valid(field_cleaned)

# 验证结果
ggplot() +
  geom_sf(data = field_cleaned) +
  theme_void()

注意事项 #

• 所有参数（adjust、dTolerance、dist）需要根据你的多边形坐标系单位（如米、经纬度）和凹陷实际尺寸调整，多测试找到最优值。
• 若处理后出现拓扑异常，用st_make_valid()修复即可。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Kevin