R语言ggplot2绘制德国NUTS2地图时如何添加差异化区域边界

现有基础实现 #

在R环境中使用ggplot2包开展地理可视化工作，基于NUTS2层级地理数据绘制德国地图时，已完成基础地图代码编写，运行生成的地图中西德、东德区域分别以绿色、蓝色填充，需要为两个区域设置差异化样式的公共边界，通过加粗线宽、修改线条颜色等方式实现区分，最终达成两区域间边界线加粗的显示效果。

现有实现代码如下：

# 数据来源：历史GIS数据集
germany_shapes_1990 <- st_read("Federal Republic of Germany 1990-2009/Germany_1990_91_v.1.0.shp",
                               layer="Germany_1990_91_v.1.0")
# 读取现行NUTS行政区划数据
nuts_shapes <- st_read("NUTS_RG_20M_2016_4326.shp",
                       layer="NUTS_RG_20M_2016_4326")

# 坐标系转换，匹配1990年德国地图坐标系
nuts_shapes_germ <- st_transform(nuts_shapes, st_crs(germany_shapes_1990))

# 仅保留NUTS2层级数据
nuts_shapes_germ<- filter(nuts_shapes_germ,
                           LEVL_CODE == 2)

# 仅保留德国境内区域
nuts_shapes_germ <- nuts_shapes_germ %>% filter(grepl('DE', NUTS_ID))

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# 1990年绘图部分 #
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# 1990年地图数据清洗
germ_shapes_1990 <- germ_clean_1990 %>% 

# 匹配东西德归属标签
# 注：归属数据来自预处理脚本生成的regress_dat表
east_west <- regress_dat %>%
  select(user_loc,user_country_1990) %>%
  distinct(user_loc, .keep_all=TRUE)
           
ew_germ_shapes <- nuts_shapes_germ %>%
  left_join(east_west, by=c(NUTS_ID = "user_loc")) %>%
  drop_na(user_country_1990)

# 重命名区域标签
ew_germ_shapes$user_country_1990[ew_germ_shapes$user_country_1990 == "DE"] <- "West Germany"
ew_germ_shapes$user_country_1990[ew_germ_shapes$user_country_1990 == "GC"] <- "East Germany"

regions <- ew_germ_shapes$user_country_1990
palette <- distinctColorPalette(length(regions))

# 绘制德国基础填色地图
basic_germ_map <- ew_germ_shapes %>%
  ggplot() + geom_sf(aes(fill=regions)) +
  scale_fill_manual(values=palette) + 
  ggtitle("1990 Germany in Modern NUTS2") +
  theme(legend.key.size = unit(2,'cm'), legend.text = element_text(size=10))

basic_germ_map

现有代码运行效果如下：

实现东西德边界加粗的方案 #

要单独加粗东西德的公共边界，不需要修改底层NUTS2的细碎边界，只需要先按东西德属性做区域融合，再单独叠加一层边界线即可，操作逻辑是先按东西德分组融合几何要素，把同属东德/西德的NUTS2多边形合并成两个整体多边形，保留原有基础填色层并设置细的内部边界线宽，再新增一层geom_sf专门绘制融合后的东西德外边界，单独设置粗线宽、高对比颜色，放在填色层上方。

修改后的核心绘图代码如下：

library(sf)
library(dplyr)
library(ggplot2)
library(ggpubr)

# 先做东西德区域融合，合并同区域的NUTS2多边形
ew_boundary <- ew_germ_shapes %>%
  group_by(user_country_1990) %>%
  summarise(geometry = st_union(geometry))

# 绘制带加粗公共边界的地图
final_germ_map <- ew_germ_shapes %>%
  ggplot() +
  # 底层NUTS2填色层，设置细的内部边界
  geom_sf(aes(fill=user_country_1990), linewidth = 0.2, color = "white") +
  # 手动指定东西德填充色，匹配绿/蓝填充效果
  scale_fill_manual(values = c("East Germany" = "#4575B4", "West Germany" = "#91CF60"), name = "区域归属") +
  # 叠加东西德大区边界，设置加粗线宽和醒目颜色
  geom_sf(data = ew_boundary, aes(color = user_country_1990), fill = NA, linewidth = 1.2) +
  # 边界线颜色统一设置为高对比红色，公共边界会自动按两个大区的邻接边绘制加粗效果
  scale_color_manual(values = c("East Germany" = "#D73027", "West Germany" = "#D73027"), guide = "none") +
  ggtitle("1990年德国东西德分区图（基于现代NUTS2区划）") +
  theme(legend.key.size = unit(2,'cm'), legend.text = element_text(size=10))

final_germ_map

关键参数说明 #

• 底层geom_sf的linewidth = 0.2+color = "white"：用来绘制NUTS2单元之间的细白色分割线，区分下辖区划
• 融合后的ew_boundary层设置fill = NA：保证不会覆盖下层的填色效果，只绘制边界线
• 两层geom_sf的绘制顺序：填色层在下，边界层在上，保证粗边界不会被下层元素遮盖
• 不需要公共边界特殊颜色时，可以把边界色改成黑色，线宽调整到1-1.5之间就能达到清晰的加粗区分效果

注意：如果运行时出现拓扑错误，可以在融合几何前加一步st_make_valid()修正几何，即把融合代码改成summarise(geometry = st_union(st_make_valid(geometry)))即可。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者beaner0228