如何在ggplot2中显示多层shapefile中的嵌套多边形？

嘿，这个问题我之前帮人排查过——核心原因是你用的fortify()函数在转换空间多边形时，把原本的拓扑信息（比如多边形的内外环）给弄丢了，导致ggplot没法识别那些“孔洞”其实是嵌套的内环，直接给填起来了。下面给你最靠谱的解决办法：

优先推荐：用sf包替代老旧的sp+fortify工作流 #

现在R处理空间数据的标准工具是sf包，它原生支持shapefile的拓扑结构，能完美识别嵌套的内外环，根本不需要fortify()这种容易丢信息的转换步骤。

完整可运行代码 #

# 先加载依赖包
library(sf)
library(ggplot2)

# 读取shapefile，sf直接支持，不用再用readShapePoly
Thailand <- st_read("Thailand.shp")
Bthy_200m <- st_read("ne_10m_bathymetry_K_200.shp")
Bthy_1000m <- st_read("ne_10m_bathymetry_all/ne_10m_bathymetry_J_1000.shp")
Bthy_2000m <- st_read("ne_10m_bathymetry_all/ne_10m_bathymetry_I_2000.shp")

# 定义裁剪范围，转换成sf的空间对象
crop_bbox <- st_bbox(c(
  xmin = 84.11236, xmax = 108.4594,
  ymin = -4.046979, ymax = 24.09534
)) %>% st_as_sfc()

# 裁剪数据，sf的st_crop比sp的crop更稳定
Bthy_200m_crop <- st_crop(Bthy_200m, crop_bbox)
Bthy_1000m_crop <- st_crop(Bthy_1000m, crop_bbox)
Bthy_2000m_crop <- st_crop(Bthy_2000m, crop_bbox)

# 绘制地图，geom_sf自动处理嵌套多边形！
ggplot() +
  # 先设置主题样式
  theme_bw() +
  theme(
    panel.background = element_rect(fill = "#5EA8A7"),
    panel.grid.major = element_blank(),
    panel.grid.minor = element_blank()
  ) +
  # 注意绘制顺序：从最深的到最浅的，这样层级才对
  geom_sf(data = Bthy_2000m_crop, fill = "#004D47", color = NA) +
  geom_sf(data = Bthy_1000m_crop, fill = "#128277", color = NA) +
  geom_sf(data = Bthy_200m_crop, fill = "#52958b", color = NA) +
  # 叠加陆地多边形
  geom_sf(data = Thailand, fill = "#99CCCC", color = "black")

为什么这个方法能解决问题？ #

sf包会完整保留shapefile里的拓扑属性——比如多边形的外环是顺时针，内环是逆时针（或者反过来），geom_sf会根据这个方向自动判断哪些是需要留空的“孔洞”，不会像geom_polygon那样把所有环都当成要填充的区域。而你原来用的fortify()函数，会把所有环都拆成普通的group，ggplot根本分不清哪个是内环，自然就把孔洞填满了。

备选方案：修复sp+fortify的数据集（不推荐，太麻烦） #

如果非要坚持用原来的sp框架，你得手动去判断每个group的环方向（比如计算多边形面积，内环的面积会是负数），然后给内环设置fill=NA，但这个步骤非常繁琐，很容易出错，而且后期维护起来也麻烦，真心不如直接切换到sf包。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Young