如何将fortified data.frame转回sf对象？以fiftystater包为例

嘿，这个需求我之前碰到过，刚好可以给你详细说下怎么操作——不管是fifty_states这个特定数据，还是其他强化（fortified）的数据框，都可以用这套思路转成sf对象，然后用geom_sf绘图。

核心思路 #

Fortified数据框是ggplot2早期用来处理空间数据的格式，本质是把多边形拆成了一个个坐标点，带long/lat（坐标）、group（多边形部件分组）、hole（是否为多边形的洞）这些字段。要转成sf，核心就是把同一组的点重新组合成多边形，再处理洞的逻辑。

具体操作步骤 #

1. 加载依赖包 #

首先得把需要的包装上并加载：

library(fiftystater)
library(sf)
library(dplyr)
library(stringr) # 用来处理group字段的字符串

2. 转换fifty_states为sf对象 #

直接上代码，每一步都加了注释：

# 第一步：按group分组，把每个部件转成单个多边形
state_parts <- fifty_states %>%
  group_by(group) %>%
  summarise(
    # 把long/lat转成矩阵，再用st_polygon创建多边形
    geometry = st_polygon(list(cbind(long, lat))),
    # 保留hole标记，后续处理洞用
    hole = first(hole),
    # 提取州的id（从group里去掉后面的.数字）
    id = first(str_remove(group, "\\.\\d+$"))
  ) %>%
  ungroup()

# 第二步：把同一州的主多边形和洞组合成MultiPolygon
fifty_states_sf <- state_parts %>%
  group_by(id) %>%
  summarise(
    geometry = st_multipolygon(list(
      # 主多边形：取hole=FALSE的部件
      geometry[!hole][[1]],
      # 洞：把hole=TRUE的部件收集起来，sf要求洞的坐标方向和主多边形相反（fortified数据一般已经处理好了）
      lapply(geometry[hole], function(x) x[[1]])
    ))
  ) %>%
  # 转换成sf对象
  st_sf()

3. 用geom_sf绘图验证 #

现在就可以用熟悉的ggplot2 + geom_sf来画图了：

library(ggplot2)

ggplot(fifty_states_sf) +
  geom_sf(aes(fill = id), color = "white", linewidth = 0.2) +
  scale_fill_viridis_d(option = "plasma") +
  theme_minimal() +
  theme(legend.position = "none")

通用转换方法（适用于任何fortified数据框） #

如果以后碰到其他强化的数据框，都可以按这个流程来：

• 找到分组字段：通常是group，每个组对应一个多边形的单个部件（主多边形或洞）
• 按分组聚合，把long/lat转成矩阵，用st_polygon创建单个多边形
• 如果有hole字段，按父ID（比如这里的id）分组，把主多边形和洞组合成MultiPolygon
• 最后用st_sf()转换成sf对象

小提示：如果你的fortified数据没有自动闭合（第一个点和最后一个点不同），可以在聚合前给每个组添加一行第一个点的坐标，保证多边形闭合。

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