Disegno di linee curve tra i punti in ggmap

Question

Sto provando a tracciare il movimento di un'entità su una mappa di google come un insieme di linee dirette utilizzando ggmap. Attualmente sto utilizzando la chiamata geom_segment da ggplot2 che disegna i segmenti di linea. Tuttavia, in presenza di cicli nel movimento, ad esempio 1->2->1, le linee si sovrappongono. Ciò rende più difficile capire il movimento dalla visualizzazione.

C'è un modo per curvare i segmenti di linea per gestire questo? O ci sono altri approcci o librerie che potrei provare?

Answer 1

Penso che quello che stai cercando sono le curve di 'Bezier' (controlla wikipedia per una spiegazione approfondita sull'argomento https://en.wikipedia.org/wiki/Bézier_curve). In R, questo è implementato utilizzando una serie di diversi pacchetti oppure è possibile creare il proprio simile al seguente:

#Load dependencies 
library(ggplot2) 
library(maptools) 
library(geosphere) 

#Identify countries of interest and their centroids (see https://www.cia.gov/library/publications/the-world-factbook/fields/2011.html) 
countries <- data.frame(
    Country=c("United States", "Iran"), 
    ISO3=c("USA","IRN"), 
    latitude=c(38,32), 
    longitude=c(-97,53), 
    stringsAsFactors=FALSE) 

#Get world map 
data(wrld_simpl) 
map.data <- fortify(wrld_simpl) 

#Set up map 
draw.map <- function(ylim=c(0,85)) { 
    ggplot(map.data, aes(x=long, y=lat, group=group)) + 
    geom_polygon(fill="grey") + 
    geom_path(size=0.1,color="white") + 
    coord_map("mercator", ylim=c(-60,120), xlim=c(-180,180)) + 
    theme(line = element_blank(), 
      text = element_blank()) 
} 

#Identify the points of the curve 
p1 <- c(countries$longitude[1], 
     countries$latitude[1]) 
p2 <- c(countries$longitude[2], 
     countries$latitude[2]) 

#Create function to draw Brezier curve 
bezier.curve <- function(p1, p2, p3) { 
    n <- seq(0,1,length.out=50) 
    bx <- (1-n)^2 * p1[[1]] + 
    (1-n) * n * 2 * p3[[1]] + 
    n^2 * p2[[1]] 
    by <- (1-n)^2 * p1[[2]] + 
    (1-n) * n * 2 * p3[[2]] + 
    n^2 * p2[[2]] 
    data.frame(lon=bx, lat=by) 
} 

bezier.arc <- function(p1, p2) { 
    intercept.long <- (p1[[1]] + p2[[1]])/2 
    intercept.lat <- 85 
    p3 <- c(intercept.long, intercept.lat) 
    bezier.curve(p1, p2, p3) 
} 

arc3 <- bezier.arc(p1,p2) 

bezier.uv.arc <- function(p1, p2) { 
    # Get unit vector from P1 to P2 
    u <- p2 - p1 
    u <- u/sqrt(sum(u*u)) 
    d <- sqrt(sum((p1-p2)^2)) 
    # Calculate third point for spline 
    m <- d/2 
    h <- floor(d * .2) 
    # Create new points in rotated space 
    pp1 <- c(0,0) 
    pp2 <- c(d,0) 
    pp3 <- c(m, h) 
    mx <- as.matrix(bezier.curve(pp1, pp2, pp3)) 
    # Now translate back to original coordinate space 
    theta <- acos(sum(u * c(1,0))) * sign(u[2]) 
    ct <- cos(theta) 
    st <- sin(theta) 
    tr <- matrix(c(ct, -1 * st, st, ct),ncol=2) 
    tt <- matrix(rep(p1,nrow(mx)),ncol=2,byrow=TRUE) 
    points <- tt + (mx %*% tr) 
    tmp.df <- data.frame(points) 
    colnames(tmp.df) <- c("lon","lat") 
    tmp.df 
} 

arc4 <- bezier.uv.arc(p1,p2) 

bezier.uv.merc.arc <- function(p1, p2) { 
    pp1 <- p1 
    pp2 <- p2 
    pp1[2] <- asinh(tan(p1[2]/180 * pi))/pi * 180 
    pp2[2] <- asinh(tan(p2[2]/180 * pi))/pi * 180 

    arc <- bezier.uv.arc(pp1,pp2) 
    arc$lat <- atan(sinh(arc$lat/180 * pi))/pi * 180 
    arc 
} 


arc5 <- bezier.uv.merc.arc(p1, p2) 
d <- data.frame(lat=c(32,38), 
       lon=c(53,-97)) 
draw.map() + 
    geom_path(data=as.data.frame(arc5), 
      aes(x=lon, y=lat, group=NULL)) + 
    geom_line(data=d, aes(x=lon, y=lat, group=NULL), 
      color="black", size=0.5) 

anche vedere http://dsgeek.com/2013/06/08/DrawingArcsonMaps.html per una spiegazione più approfondita delle curve di Bezier utilizzando ggplot2