使用ggplot2的geom_sf绘制Robinson投影地图时数据不显示问题

核心问题根源 #

更新RStudio后报错是因为fortify(getMap())的方式已被ggplot2弃用；改用geom_sf后数据不显示，是因为世界地图已转成Robinson投影（米为单位的投影坐标系），但geom_tile用的是经纬度（度为单位的地理坐标系），两者坐标系不匹配，导致数据无法在投影空间渲染。

分步解决代码 #

1. 正确创建并转换世界地图的sf对象 #

替换原有的世界地图获取代码，直接用sf标准方式处理：

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

# 获取世界地图并转为sf对象
world <- sf::st_as_sf(maps::map("world", plot = FALSE, fill = TRUE))

# 定义Robinson投影参数
robinson_crs <- "+proj=robin +lon_0=0 +x_0=0 +y_0=0 +ellps=WGS84 +datum=WGS84 +units=m +no_defs"

# 转换地图到Robinson投影
world_robin <- sf::st_transform(world, robinson_crs)

2. 将你的PM2.5数据转为匹配的坐标系 #

把经纬度数据框转成sf对象，再同步到Robinson投影：

# 将数据框转为sf对象（默认经纬度是WGS84坐标系）
length_sf <- sf::st_as_sf(length_110_2050_MAM, 
                          coords = c("X1", "X2"), 
                          crs = 4326)

# 转换到Robinson投影
length_sf_robin <- sf::st_transform(length_sf, robinson_crs)

3. 两种绘制方案任选 #

方案一：用sf点模拟tile效果（适合离散数据点）

lengthmap_110_2050_MAM <- ggplot() +
  geom_sf(data = world_robin) +
  geom_sf(data = length_sf_robin, aes(fill = X4), 
          shape = 22, size = 3, alpha = 0.8) +  # 方形点替代tile
  scale_fill_gradient(low = "yellow", high = "Red") +
  labs(title = "Days with PM2.5 > 110 in Mar-Apr-May",
       x = "Longitude", y = "Latitude") +
  theme_minimal() +
  theme(legend.key.width = unit(0.1, 'in'),
        legend.key.height = unit(0.7, 'in'),
        legend.position = 'right',
        plot.title = element_text(size = 10))

方案二：用geom_raster渲染栅格（适合规则网格数据）

如果你的数据是规则栅格，先把经纬度转成Robinson坐标再用栅格绘制：

# 转换经纬度到Robinson坐标并合并原数据
length_110_2050_MAM_robin <- sf::st_as_sf(length_110_2050_MAM, 
                                          coords = c("X1", "X2"), 
                                          crs = 4326) %>%
  sf::st_transform(robinson_crs) %>%
  sf::st_coordinates() %>%
  cbind(length_110_2050_MAM) %>%
  rename(x = X, y = Y)

# 绘制地图
lengthmap_110_2050_MAM <- ggplot() +
  geom_sf(data = world_robin) +
  geom_raster(data = length_110_2050_MAM_robin, 
              aes(x = x, y = y, fill = X4), alpha = 0.8) +
  scale_fill_gradient(low = "yellow", high = "Red") +
  labs(title = "Days with PM2.5 > 110 in Mar-Apr-May",
       x = "Longitude", y = "Latitude") +
  coord_sf(crs = robinson_crs) +  # 强制坐标系一致
  theme_minimal() +
  theme(legend.key.width = unit(0.1, 'in'),
        legend.key.height = unit(0.7, 'in'),
        legend.position = 'right',
        plot.title = element_text(size = 10))

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Y Hur