r-数据帧中坐标之间的距离

Question

我有一个lat/lon坐标的数据帧，基本上是gps信号。我需要计算连续行之间的距离，然后在检查中使用，以确保它不会超过我感兴趣的特定阈值

以下是一个示例数据集：

library(geosphere)
library(tidyverse)
Seqlat <- seq(from = -90, to = 90, by = .01)
Seqlong <- seq(from = -180, to = 180, by = .01)
Latitude <- sample(Seqlat, size = 100, replace = TRUE)
Longitude <- sample(Seqlong, size = 100, replace = TRUE)
df <- data.frame(Latitude, Longitude)

我知道我可以使用geosphere::distm()函数来计算坐标集之间的距离。如果我从数据帧中单独提取它们，这就有效了：

distm(c(df$Longitude[1], df$Latitude[1]),
c(df$Longitude[2], df$Latitude[2]),
fun = distHaversine)

然而，当我尝试在数据帧中这样做时，它不起作用。我试图从计算中排除最后一行，希望能得到所有其他行的差异，但这没有奏效。。。

df %>% mutate(distance = ifelse(row_number() == n(), distm(
c(Longitude, Latitude),
c(lead(Longitude), lead(Latitude)),fun = distHaversine
), NA))

理想情况下，我想要的是新列中每个连续坐标对之间的距离。最后一行不会有距离，因为没有下一行可以计算它

Answer 1

df["distance"] <- c(NA,
sapply(seq.int(2,nrow(df)), function(i){
distm(c(df$Longitude[i-1],df$Latitude[i-1]),
c(df$Longitude[i], df$Latitude[i]),
fun = distHaversine)
})
)

这为第一行生成一个以NA开头的矢量。然后在计算距离时迭代到最后一行，并将这些距离添加到向量中。

Answer 2

如果您稍微重组一下数据帧，那么在dplyr管道中就很容易做到这一点。

library(dplyr)
library(geosphere)
df %>%
mutate(across(.fns = lead, .names = '{col}_next')) %>%
rowwise() %>%
mutate(dist = distm(c(Longitude, Latitude),c(Longitude_next, Latitude_next),
fun = distHaversine)[1]) %>%
ungroup()  %>%
select(-ends_with('next'))
#   Latitude Longitude      dist
#      <dbl>     <dbl>     <dbl>
# 1    87.2      -24.6 11575192.
# 2   -14.7     -100.  15515546.
# 3    -9.31     113.  17566695.
# 4     3.44     -88.7  8298367.
# 5    77.4     -106.  12966075.
# 6   -32.2     -172.  10435334.
# 7   -29.4      -55.7  8368057.
# 8    36.4      -94.6 15108192.
# 9    -3.76     118.  11331809.
#10   -27.6     -137.  14668975.
# … with 90 more rows

我们创建两个额外的列Longitude_next和Latitude_next，它们具有每行的下一个值，并在每行中应用distm函数。