برنامه نویسی R در GIS

برنامه نویسی R یک زبان رایگان و منبع باز برای محاسبات آماری و تجسم داده ها است. آماردانان از آن برای همه چیز از تجزیه و تحلیل اکتشافی، داده کاوی گرفته تا نمودار استفاده می کنند.

اما اخیراً، کاربران GIS از قابلیت‌های آن برای انواع بسیار تخصصی‌تر تحلیل آماری و دستکاری داده‌ها استفاده می‌کنند.

با وجود اینکه ArcGIS و QGIS عمدتاً مبتنی بر پایتون هستند، هر دو دارای پسوندهایی برای کار با R هستند. این مقاله اصول اولیه نحوه ادغام برنامه نویسی R با GIS را به شما آموزش می دهد.

علاوه بر این، ما همچنین نحوه استفاده از R و GIS را برای کمک به جمع آوری داده ها، پردازش داده ها و مدل سازی مورد بحث قرار خواهیم داد.

ادغام کتابخانه های R

استفاده از R در GIS به دلیل قابلیت های افزایش یافته آن برای آمار، تجسم داده ها و تجزیه و تحلیل فضایی در حال رشد است. در اینجا چند زمینه مهم وجود دارد که اغلب نیاز به استفاده از R دارند.

تجسم داده ها – با استفاده از بسته هایی مانند ggplot2، کاربران GIS از R عمدتاً برای تجزیه و تحلیل های آماری و ترسیم داده ها استفاده می کنند. بسته های مختلف نقشه برداری و تجسم داده مانند tmap و ggplot2 وجود دارد. اگر قبلاً با این ابزارها آشنایی دارید، برای تجسم سازی نسبتاً ساده هستند.

عملیات جدول – شما می توانید برخی از عملیات جدول قدرتمند را با پایتون و R انجام دهید. اما نمی توانید برخی از بسته های موجود در R را دست کم بگیرید. برای مثال، ابزارهایی مانند dplyr برای استفاده بصری هستند و برای دستکاری داده ها انعطاف پذیری می دهند.

پشتیبانی از داده ها – R نه تنها از آرایه های مکانی-زمانی (مکعب های داده) پشتیبانی می کند، بلکه از ابزارهایی مانند tidycensus برای به دست آوردن داده های اداره سرشماری نیز پشتیبانی می کند. برای هر کسی که با داده های دولتی کار می کند، R بسته ای را برای کمک به این نوع کارهای بی اهمیت ارائه می دهد.

در مجموع، سه بسته بیش از 12700 به عنوان بخشی از پروژه R موجود است که می‌توانید با آنها کار کنید، از نمودار، مدیریت داده تا تجسم داده‌ها.

چرا از پایتون استفاده نمی کنید؟

در حالی که پایتون می تواند بیشتر کارهایی را که R انجام می دهد انجام دهد، ما معمولاً می توانیم از یک رویکرد دو طرفه در GIS استفاده کنیم. از آنجایی که می‌توانید بیشتر کارها را به هر دو زبان انجام دهید، معمولاً به هر چیزی بستگی دارد که احساس راحتی می‌کنید.

در حالی که R در تجسم و تجزیه و تحلیل آماری خوب است، پایتون به ویژه در کار با سیستم‌های فایل، شبکه‌ها، اسکراپینگ وب و اتوماسیون خوب است.

به همین دلیل است که پایتون به جای R، زبان برنامه نویسی پیش فرض برای QGIS و ArcGIS است. در حالی که matplotlib جایگزینی برای ggplot2 است، برخی از تحلیلگران داده یکی را بر دیگری ترجیح می دهند.

برای ساختن نقشه می توانید از R و Python استفاده کنید. اگرچه، اکثر آنها ابتدایی هستند بدون اینکه قابلیت سفارشی کردن آنها را همانطور که می توانید در نرم افزار GIS داشته باشید. اما آنها هنوز نقشه های کاربردی هستند. برای تجزیه و تحلیل فضایی پیشرفته‌تر، کتابخانه‌هایی مانند PySal مانند تشخیص خوشه‌ها، نقاط دورافتاده و نقاط داغ وجود دارد.

چگونه می توان از R در GIS استفاده کرد؟

استفاده از R در گردش کار GIS در حال رایج تر شدن است. چه برای تجزیه و تحلیل محاسباتی یا تجسم داده ها، به نظر می رسد همیشه از R استفاده می شود.

اما چگونه از R استفاده می کنید؟

به نظر می رسد که راه های مختلفی وجود دارد که می توانید R را به GIS متصل کنید. و در اینجا چند راه وجود دارد که شما را قادر می سازد این کار را در هر دو QGIS یا ArcGIS انجام دهید .

پل R-ArcGIS

هدف از R-ArcGIS Bridge این است که بتوانید داده های برداری و شطرنجی خود را در ArcGIS ذخیره کنید. سپس، می توانید مستقیماً به آن در R دسترسی داشته باشید و اشیاء R را به انواع داده های بومی ArcGIS برگردانید.

در عین حال، می‌توانید از ابزارهای تحلیل و تجسم فضایی قدرتمند نیز در ArcGIS استفاده کنید و به‌طور یکپارچه به R بروید و عقب بروید. این باعث می‌شود که کاربران R و ArcGIS از آن در نوت‌بوک‌های R ایده‌آل استفاده کنند.

ارائه دهنده پردازش R (QGIS)

اگر به دنبال یک راه‌حل نرم‌افزار متن‌باز GIS برای استفاده از زبان آماری منبع باز R هستید، احتمالاً Processing R Provider همان چیزی است که در QGIS به دنبال آن هستید.

این افزونه به شما امکان می دهد اسکریپت های R را به صورت بومی در داخل QGIS بنویسید و اجرا کنید. برای استفاده از این افزونه، باید R را با بسته های R صحیح از قبل اضافه شده روی دستگاه خود نصب کنید.

محیط مدلسازی جغرافیایی (GME)

محیط مدل‌سازی مکانی (GME) یک افزونه برای ArcGIS بود. متاسفانه این بسته به طور ناگهانی آفلاین شد. چشمان خود را برای این افزونه باز نگه دارید، زیرا توسعه دهنده سابقه خوبی در توسعه مجموعه ابزارهای مفیدی مانند Hawth’s Tools برای ArcMap دارد.