如何用osmdata与ggplot2实现海洋/陆地填充？osm_line2poly报错求解

问题背景 #

需求是通过{osmdata}和{ggplot2}绘制包含海洋、陆地区域填充的地图，但实际操作中遇到阻碍：

• OpenStreetMap将海岸线存储为线条对象，{osmplotr}文档提及的osm_line2poly()转换函数调用时报错：

  osmplotr::osm_line2poly(coast$osm_lines, bb)
  #> Error in FUN(X[[i]], ...): unbenutztes Argument (V = c(3, 1, 6, 7, 2, NA, 5))
  

• {tigris}包仅能提供美国区域的多边形数据，无法满足通用区域需求。

尝试的代码示例：

library(osmdata)
library(osmplotr)
library(sf)
library(tidyverse)

# define example bbox
bb <- tribble(
  ~xy,  ~min,  ~max,
  "x", 12.00, 12.18,
  "y", 54.08, 54.20
) %>% column_to_rownames("xy") %>% as.matrix()

# get "water"
water <- opq(bb) %>%
  add_osm_feature(key = "natural", value = "water") %>%
  osmdata_sf()

# get "coastline"
coast <- opq(bb) %>%
  add_osm_feature(key = "natural", value = "coastline") %>%
  osmdata_sf()

# ggplot
ggplot() +
  geom_sf(
    data = water$osm_multipolygons,
    fill = "navy",
    color = NA
  ) + 
  geom_sf(
    data = coast$osm_lines,
    fill = "navy",
    color = "blue"
  )

解决方案 #

方案1：基于{sf}空间运算的通用方法 #

无需依赖{osmplotr}，直接通过{sf}的差集运算生成海洋区域，步骤如下：

1. 获取陆地多边形数据
   OSM中natural=land标签对应陆地区域，直接获取：

land <- opq(bb) %>%
  add_osm_feature(key = "natural", value = "land") %>%
  osmdata_sf()

2. 创建边界框多边形
   将自定义的bbox转换为空间多边形，作为整个地图的范围基底：

bb_poly <- st_as_sfc(st_bbox(bb))

3. 计算海洋区域
   通过边界框减去所有陆地的合并多边形，得到海洋区域：

ocean <- st_difference(bb_poly, st_union(land$osm_multipolygons))

4. 绘制填充地图
   按照海洋→陆地→内陆水的层级顺序绘制，确保视觉正确：

ggplot() +
  # 填充海洋
  geom_sf(data = ocean, fill = "navy", color = NA) +
  # 填充陆地
  geom_sf(data = land$osm_multipolygons, fill = "forestgreen", color = NA) +
  # 填充内陆水域（湖泊、河流等）
  geom_sf(data = water$osm_multipolygons, fill = "navy", color = NA) +
  # 可选：添加海岸线边框
  geom_sf(data = coast$osm_lines, color = "blue", size = 0.2) +
  theme_minimal()

方案2：修复{osmplotr}转换错误 #

若坚持使用{osmplotr}，可尝试以下操作：

• 更新{osmplotr}至最新版本，旧版本可能存在参数兼容问题
• 先将分散的海岸线线条合并为单一多线对象，再调用转换函数：

# 合并海岸线线条为多线对象
coast_combined <- coast$osm_lines %>%
  st_combine() %>%
  st_cast("MULTILINESTRING")

# 转换为多边形
coast_poly <- osmplotr::osm_line2poly(coast_combined, bb)

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Paul Schmidt