如何通过wind_ras_data的Extent范围过滤vec数据框？

我有两个包含x、y（经纬度）列的数据框，分别名为wind_ras_data和vec。我希望通过wind_ras_data的Extent范围过滤vec数据框中的数据。

当前范围信息：

> extent(wind_ras_data)
class      : Extent 
xmin       : -13519474 
xmax       : -13030428 
ymin       : 3809653 
ymax       : 4129625 

> extent(vec)
class      : Extent 
xmin       : -13579579 
xmax       : -12995375 
ymin       : 3740029 
ymax       : 4168294

尝试过以下无效代码：

vec_within <- vec %>% 
  filter(extent(vec) %in% extent(wind_ras_data))

工作流代码：

wind_ras_data <- as.data.frame(rasterToPoints(final_ras_wind)) %>% 
  pivot_longer(!c(x,y), names_to = "date", values_to = "wind") 

coordinates(wind_ras_data) <- c('x', 'y')

# 将经纬度坐标的投影设为默认的EPSG:4326
proj4string(wind_ras_data) <- CRS("+init=epsg:4326")

# 将坐标转换为使用的度量系统（EPSG:3857）
wind_ras_data<-spTransform(wind_ras_data,CRS("+init=EPSG:3857")) 




vec <- vec_data %>%
  mutate(angle = (270 - (atan2(u, v) * (180/pi))%%360)) %>%  
  dplyr::select(x, everything()) %>% 
  dplyr::select(!c(u,v))

coordinates(vec) <- c('x', 'y')

# 将经纬度坐标的投影设为默认的EPSG:4326
proj4string(vec) <- CRS("+init=epsg:4326")

# 将坐标转换为使用的度量系统（EPSG:3857）
vec<-spTransform(vec,CRS("+init=EPSG:3857"))

vec_within <- vec %>% 
  filter(gWithin(vec, wind_ras_data, byId = TRUE))

问题分析 #

• 原代码extent(vec) %in% extent(wind_ras_data)是判断两个范围对象是否完全相等，而非逐个判断vec中的点是否在wind_ras_data的范围内，因此无法实现过滤需求。
• gWithin(vec, wind_ras_data, byId = TRUE)返回的是拓扑关系矩阵，直接放入filter会导致逻辑错误，且没有针对范围做判断。

方法1：直接通过坐标范围过滤 #

先获取wind_ras_data的范围参数，再基于x、y坐标筛选vec中的点：

# 获取wind_ras_data的范围
wind_ext <- extent(wind_ras_data)

# 用base R的subset直接处理Spatial对象
vec_within <- subset(vec, 
                     x >= wind_ext@xmin & x <= wind_ext@xmax & 
                     y >= wind_ext@ymin & y <= wind_ext@ymax)

# 或转成数据框用dplyr过滤后转回空间对象
vec_df <- as.data.frame(vec)
vec_df_filtered <- vec_df %>%
  filter(x >= wind_ext@xmin,
         x <= wind_ext@xmax,
         y >= wind_ext@ymin,
         y <= wind_ext@ymax)
# 恢复空间属性
coordinates(vec_df_filtered) <- c("x", "y")
proj4string(vec_df_filtered) <- proj4string(vec)

方法2：用raster包的crop函数（最简洁） #

crop函数可直接对空间对象进行范围裁剪，自动保留范围内的点：

vec_within <- crop(vec, extent(wind_ras_data))

验证结果 #

可以通过查看裁剪后的范围确认效果：

extent(vec_within)

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Eizy