1.13 POWO in R - Daten download von rWCVP
1.13.1 Hintergrund
Räumliche Daten sind durch die Verknüpfung von Attributen mit räumlichen Positionen in einem Koordinatenreferenzsystem (CRS) gekennzeichnet. Das sf Paket ist das wichtigste R-Paket für den effizienten Umgang mit räumlichen Daten.
Heute lernen wir Vektordaten als grundsätzliche Darstellung von räumlichen Daten kennen. Alle räumlichen Informationen, die als Koordinaten relativ zum Ursprung eines Koordinatenreferenzsystems gespeichert sind. Beispiele für solche Daten sind Punkte, Linien und Polygone. Vektordaten können mit verschiedenen Attributen (d. h. Datenspalten wie in einem data.frame) verknüpft sein, z. B. einem Artnamen und der Art des Datensatzes, der mit einer geografischen Koordinate verbunden ist.
1.13.2 Lernziele
Nach dieser Übungseinheit könnt ihr:
Verbreitungsinformationen von Plants of the world Online direkt in R herunterladen
Einfache Verbreitungskarten visualisieren
1.13.3 Literatur
- Geocomputation with R, Chapters 2 & 3. https://r.geocompx.org/
1.13.5 Tutorial Plants of the world online (POWO)
1.13.5.2 Nötige PAckages installieren
Da die Interaktion mit WCVP recht spezifisch ist, müssen wir die notwendigen Pakete erst installieren.
1.13.5.3 Installieren von rWCVP
Das rWCVP paket stellt Funktionen zur Verfügung um Daten direkt von POWO herunterzuladen.
1.13.5.4 Herunterladen geographischer Informationen von POWO
Das rWCVP-Paket bietet eine Schnittstelle zum Abruf aller verfügbaren Informationen aus der World Checklist of Vascular Plants. WCVP enthält taxonomische Informationen über den Status von Pflanzennamen und die Beziehung von Synonymen sowie Verbreitungsinformationen auf Ebene 3 des WGSRPD.
Die Funktion wcvp_Summary ist der wichtigste Zugangspunkt, um die Anzahl der Arten weltweit oder in bestimmten Gebieten zu ermitteln.
Das Ergebnis ist eine Liste, die Sie z.B. mit der Funktion $ gezielt ansprechen können:
In ähnlicher Weise können Sie die Funktion wcvp_Summary verwenden, um die Artenzahl für einzelne Taxa zu ermitteln.
# Die Gattung Myrciaria
gen <- wcvp_summary(taxon="Myrciaria",
taxon_rank="genus")
# Die Familie der Myrtaceae
fam <- wcvp_summary(taxon = "Myrtaceae",
taxon_rank = "family")
# Erhalt von Raumdaten und Verknüpfung zum Plotten
area_polygons <- rWCVPdata::wgsrpd3
myr <- left_join(area_polygons,
fam$Summary, # nur die Informationen über das Vorkommen
by = c("LEVEL3_COD" = "area_code_l3"))
ggplot()+
geom_sf(data = myr, aes(fill = Native))Um Informationen über die Verbreitung einzelner Arten zu erhalten, verwenden Sie wcvp_distribution.
1.13.6 Aufgaben
Schreibt einen Absatz über POWO oder rWCVP.
Findet eine Art und eine Gattung oder Familie die euch interessiert auf POWO (https://powo.science.kew.org/).
Ladet die geografische Verbreitung für die Art, und den Artenreichtum der Gruppe (Gattung, Familie) über rWCVP herunter. Welche Struktur hat das Objekt? Speichert die Information als räumliches Objekt in einer .rda oder .shp Datei.
Erstellt einen einfachen Plot der Verbreitung und des Artenreichtums eurer Art und Gattung.
Schreibt einen Reflexionsabsatz: Was habt ihr gelernt in Bezug auf Räumliche Daten in R und POWO? Welcher Teil der Aufgaben ist euch besonders gut gelungen und warum?
1.13.8 Tutorial - Räumliche Daten
Das sf-Paket in R ist ein leistungsstarkes Werkzeug für die Arbeit mit räumlichen Daten. Es bietet eine breite Palette von Funktionen und Methoden zum Lesen, Schreiben, Manipulieren und Visualisieren von Geodaten. In diesem Tutorium werden wir mehrere wesentliche Aspekte der Arbeit mit dem sf-Paket behandeln:
Bevor Sie beginnen, vergewissern Sie sich, dass Sie das sf-Paket installiert haben. Sie können es mit dem folgenden Befehl installieren:
Let’s get started!
1.13.8.1 Simple Feature Classes
Simple Feature Classes (SFC) stellen Geodaten unter Verwendung von Geometrie- und Attributinformationen dar. Das sf-Paket verwendet das sf-Objekt zur Speicherung von Geodaten.
# Laden des sf-Pakets
library(sf)
# Erstellen einer einfachen Feature-Klasse (SFC) mit Punkten
points <- st_sfc(st_point(c(0, 0)), st_point(c(1, 1)), st_point(c(2, 2)))
# Erstellen Sie eine SFC mit Polygonen
polygons <- st_sfc(st_polygon(list(rbind(c(0, 0), c(0, 1), c(1, 1), c(1, 0), c(0, 0))),
rbind(c(1, 1), c(1, 2), c(2, 2), c(2, 1), c(1, 1))))1.13.8.3 Erstellen eines Mehrpunkt-Objektes von Grund auf.
Um ein Mehrpunktobjekt von Grund auf zu erstellen, verwenden wir die Funktion st_multipoint.
1.13.8.4 Erstellen eines Multi-Point Objekts aus einer .csv Datei
Sie können auch Mehrpunktobjekte aus CSV-Daten erstellen. Laden Sie zunächst eine CSV-Datei mit Raumkoordinaten. Sie finden die Beispieldaten auf ILIAS. Denken Sie daran, Ihr Arbeitsverzeichnis festzulegen und den richtigen Pfad anzugeben.
library(readr)
# Laden von Daten aus einer CSV-Datei (unter der Annahme, dass sie Spalten "x" und "y" enthält)
data <- read_csv("data/iNaturalist.csv")
# Erstellen eines Mehrpunktobjekts aus den CSV-Daten, Angabe der Spalten, die die Koordinaten enthalten, mit dem Argument coords
multipoints_from_csv <- st_as_sf(data, coords = c("longitude", "latitude"))
# Drucken des Mehrpunktobjekts
multipoints_from_csv1.13.8.5 Erstellen von Multi-Polygon Objekten aus einer .shp Datei
Sie können ein Multi-Polygon-Objekt aus einem Shapefile mit der Funktion st_read erstellen; verwenden Sie als Beispiel die Botanischen Länder der Ebene 3, die Sie zunächst entpacken müssen.
1.13.8.6 Filter und Zusammenfassen von Attributen
Sie können Daten anhand von Attributen filtern und zusammenfassen, indem Sie das Paket dplyr in Kombination mit dem Paket sf verwenden.
# Laden Sie das Paket dplyr
library(dplyr)
# Punkte filtern, bei denen das Attribut "Wert" gleich 7 ist
filtered_polygons <- polygons_from_shapefile %>% filter(LEVEL1_COD == 7)
# Punkte filtern, bei denen das Attribut "Wert" größer als 5 ist
filtered_polygons <- polygons_from_shapefile %>% filter(LEVEL1_COD > 5)
filtered_polygons
plot(filtered_polygons)
# bestimmte Attributspalten auswählen
selected_attributes <- polygons_from_shapefile %>% select(LEVEL3_COD, LEVEL3_NAM)
selected_attributes