R sf计算MultiLineString与多边形交集长度并区分重叠区域

完整实现代码 #

# 加载依赖包
library(sf)
library(ggplot2)
library(ggthemes)

# ----- 示例数据构造部分 -----
poly1 <- st_polygon(list(
  matrix(
    c(0, 0, 4, 0, 5, 1, 4, 2, 3, 2, 1, 1, 0, 0),
    ncol = 2, byrow = TRUE
  )
))
poly2 <- st_polygon(list(
  matrix(
    c(4, 1, 7, 0, 7, 1, 6, 3, 3, 2, 2, 1, 4, 1),
    ncol = 2, byrow = TRUE
  )
))
poly3 <- st_polygon(list(
  matrix(
    c(7, 1, 10, 1, 12, 2, 11, 4, 8, 3, 7, 2, 7, 1),
    ncol = 2, byrow = TRUE
  )
))
line <- st_multilinestring(list(
  matrix(
    c(0, 1, 2, 0, 4, 1, 6, 3, 8, 2, 10, 1, 12, 1),
    ncol = 2, byrow = TRUE
  )
))

# ----- 核心处理逻辑（适配实际带字段的sf数据框场景） -----
# 1. 构造带属性的多边形sf数据框（实际使用时直接导入你的sf表即可，无需这一步）
polys_sf <- st_sf(
  shape = c("poly1", "poly2", "poly3"),
  color = c("green", "blue", "green"),
  geometry = st_sfc(poly1, poly2, poly3)
)
# 线转sf对象
line_sf <- st_sf(geometry = st_sfc(line))

# 2. 提取线与所有多边形相交的片段，自动关联对应多边形的所有属性
line_segments <- st_intersection(line_sf, polys_sf)

# 3. 计算每个线段同时被多少个多边形覆盖，得到重叠数量字段
cover_count <- sapply(st_geometry(line_segments), function(seg) {
  sum(st_intersects(seg, polys_sf, sparse = FALSE))
})
line_segments$shapes_overlapping <- cover_count - 1

# 4. 计算每个线段长度
line_segments$length <- st_length(line_segments)

# 5. 输出最终统计结果（去掉几何列）
result_df <- st_drop_geometry(line_segments[, c("shape", "color", "shapes_overlapping", "length")])
print(result_df)

# ----- 裁剪后可视化实现 -----
poly_cropped <- st_intersection(line_sf, polys_sf)
ggplot() +
  geom_sf(data = polys_sf, aes(fill = color), alpha = 0.5) +
  geom_sf(data = line_sf, color = "black", size = 2) +
  geom_sf(data = poly_cropped, aes(color = color), size = 2) +
  scale_fill_identity() +
  scale_color_identity() +
  theme_map()

结果说明 #

运行后输出的result_df格式和要求一致，示例输出如下（数值根据计算精度略有差异）：

如果你的数据使用地理坐标系（如WGS84），st_length返回的长度单位为米，可根据需求自行转换单位。
本方案支持多属性的Multipolygon类型sf数据框，无需额外修改逻辑即可直接适配实际数据。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Jake L