Los paquetes de R para GIS más utilizados

La relación entre R y los Sistemas de Información Geográfica es larga. R se ha utilizado para realizar análisis de datos espaciales desde los primeros días de R.

En esta entrada vamos a conocer qué paquetes de R para GIS son los más populares y utilizados. Atento, porque aunque ya trabajes con R, quizá no conozcas alguno o no estés utilizando el adecuado. Además, te mostramos algunas sugerencias y paquetes alternativos.

Este código toma la lista de los 194 paquetes relacionados con GIS que aparecen en la Vista de tareas CRAN: Análisis de datos espaciales.

La lista se ha obtenido con este código de R, para disponer de los paquetes de R para GIS ordenados por número de descargas mensuales.

1. RColorBrewer: Paletas de ColorBrewer

RColorBrewer ocupa la primera posición y es el más descargado. Proporciona esquemas de color tanto para mapas como para gráficos. Este es el motivo por el que es el paquete más descargado de la selección, ya que no es un paquete geográfico propiamente dicho.

Diseñado por Cynthia Brewer como se describe en http://colorbrewer2.org

paquetes de R para GIS

2. sp: Clases y métodos para datos espaciales

El segundo en el podium (pero el primero propiamente para trabajar con datos espaciales) es el paquete sp. Este longevo paquete nos proporciona clases y métodos para tratar con datos espaciales, por ejemplo crear mapas a partir de datos, realizar selección espacial, así como métodos para recuperar coordenadas, impresión, resumen, etc.

Es un paquete muy extendido y se integra con muchos otros paquetes, incluyendo el paquete raster. Sin embargo, el paquete sf es más fácil de aprender y reemplazará paulatinamente a sp, por lo que se recomienda utilizar el paquete sf.

3. viridis

viridis también proporciona paletas de colores diseñadas teniendo en cuenta el daltonismo y la impresión en escala de grises.

4. maptools

maptools es un conjunto de herramientas para manipular datos geográficos. Incluye acceso binario a los archivos de costa ‘GSHHG’. El paquete también proporciona funciones de conversión entre ‘PBSmapping‘, ‘spatstat‘, ‘maps‘, ‘RArcInfo’ y otros. Se trata de un paquete dependiente de sp.

5. igraph: Análisis de redes y visualizacion

El paquete igraph sirve para crear rutas para gráficos simples y análisis de redes. Con él podemos manejar gráficos grandes muy bien y proporciona funciones para generar gráficos regulares y aleatorios, visualización de gráficos, métodos de centralidad y mucho más.

6. classInt: Selección de intervalos de clase univariantes

El paquete classInt proporciona funciones para escoger intervalos de clase para cartografía temática.

7. nlme: Linear and Nonlinear Mixed Effects Models.

La elección de la función para la regresión espacial dependerá del soporte disponible. Si los datos se caracterizan por el soporte puntual y el proceso espacial es continuo, se pueden usar los métodos geoestadísticos o funciones en el paquete nlme.

Este paquete ajusta y compara modelos gaussianos de efectos mixtos lineales y no lineales.

8. sf: Simple Features for R

Y llegamos a la séptima posición, aquí nos encontramos uno de los paquetes para manipular datos espaciales más importante: sf. sf es un paquete que proporciona acceso a Simple Features para R. Se une a ‘GDAL’ para leer y escribir datos, a ‘GEOS’ para operaciones geométricas y a ‘PROJ’ para conversiones de proyección y transformaciones de datos.

R y GIS - paquete sf
(Illustration (c) by Allison Horst)

Sugerencia: mapedit proporciona un widget brillante de R basado en Leaflet para editar o crear geometrías sf.

9. raster

El paquete raster permite la lectura, escritura, manipulación, análisis y modelado de datos espaciales raster. El paquete implementa funciones básicas y de alto nivel. Además soporta el procesamiento de archivos muy grandes. También hay soporte para operaciones de datos vectoriales como intersecciones.

Sugerencias:

  • Utilizado en combinación con rasterVis, proporciona una visualización e interacción mejorada.
  • stars es un paquete que proporciona datos espacio-temporales en forma de matrices densas, siendo el espacio y el tiempo las dimensiones de la matriz. Los datos raster recientes, como las imágenes de satélite, modelos climáticos o los datos de pronóstico del tiempo, que no caben en el almacenamiento local necesitan otro tipo de tratamiento.

10. rgdal: Lectura y escritura de datos espaciales – rgdal

El paquete rgdal proporciona enlaces a formatos ráster compatibles con la famosa libería GDAL (Geospatial Data Abstraction Library) y formatos vectoriales compatibles con OGR. Contiene funciones para escribir archivos ráster y vectoriales en formatos compatibles.

Los formatos admitidos por GDAL / OGR incluyen formatos de datos estándar de la OGC (como GeoJSON) y formatos propietarios (por ejemplo el Shapefile de ESRI). Este paquete también proporciona soporte de proyección PROJ.4 para objetos vectoriales.

Sugerencia: rgrass7, RSAGA y RQGIS proporcionan acceso a los algoritmos de GRASS 7, SAGA y QGIS respectivamente, en el entorno de R.

11. ggmap: Spatial Visualization with ggplot2

En ggmap encontramos una colección de funciones para visualizar datos espaciales y modelos sobre mapas estáticos online (por ejemplo, Google Maps, Stamen Maps u OpenStreetMaps). Además incluye funciones de geolocalización y enrutamiento.

Imagen extraída de R para profesionales de los datos. Introducción a ggmap.

Paquetes complementarios:

  • ggsn proporciona flechas y escalas del norte para dichos mapas.
  • OpenStreetMap nos proporciona acceso a las imágenes raster de OSM y osmar proporciona una infrastructura de acceso a los datos de OpenStreetMap de diferentes fuentes.

12. maps

maps es un paquete para visualizar mapas y proporciona acceso (con mapdata y mapproj) a bases de datos geográficas.

Sugerencia:

  • mapproj es un paquete imprescindible para convertir latitud/longitud en coordenadas projectadas.
  • RArcInfo permite el acceso de lectura a archivos binarios de ArcInfo v.7 y archivos *.e00.
  • Los paquetes maptools y shapefiles la lectura y escritura de shapefiles de ESRI.

13. RgoogleMaps

RgoogleMaps es un paquete para acceder a Google Maps. Tiene dos propósitos:

  1. Proporcionar una interfaz en R cómoda para consultar el servidor de Google en busca de mapas estáticos
  2. Usar los mapas de Google Maps como imagen de fondo para superponer gráficos dentro de R.

14. Leaflet

Los paquetes leaflet y leafletR nos proporcionan métodos para ver objetos espaciales de forma interactiva, normalmente basado en tecnologías.

Sugerencia:

  • en esta entrada hablamos en profundidad de la integración de Leaflet en R.
  • lawn es un cliente para trabajar con Turfjs que realiza análisis espacial.
  • mapview es un paquete alternativo para crear rápidamente visualizaciones interactivas de datos espaciales con o sin mapas de fondo. Los atributos de los objetos espaciales son completamente consultables a través de ventanas emergentes.

15. rgeos: Interface to Geometry Engine – Open Source (‘GEOS’)

El paquete rgeos proporciona una interfaz para funciones de topología para objetos espaciales de sp utilizando la librería GEOS .

Al igual que el paquete sf, el paquete rgeos también proporciona funciones para leer y escribir geometrías WKT (well-known text). Por su parte, el paquete wkb proporciona funciones para leer y escribir geometrías WKB (well-known binary).

16. RPostgreSQL

RPostgreSQL consiste en una interfaz de base de datos y controlador de la base de datos libre más popular ‘PostgreSQL’ para ‘R’. Este paquete proporciona un controlador compatible con la interfaz de base de datos para ‘R’ para acceder a los sistemas de base de datos ‘PostgreSQL’.

Alternativas:

  • sf también proporciona una interfaz a PostGIS, tanto para lectura como para escritura, a través de GDAL.
  • rpostgis: Proporciona una interfaz entre R y la base de datos ‘PostGIS’ para transferir datos espaciales de forma transparente. Tanto los datos vectoriales como los datos ráster son compatibles con la lectura y escritura.

17. vegan: Community Ecology Package

vegan es un paquete creado para métodos de ordenación, análisis de diversidad y otras funciones útiles para ecología.

18. deldir: Delaunay Triangulation and Dirichlet (Voronoi) Tessellation

El paquete deldir sirve para realizar geoestadistica. Calcula la triangulación de Delaunay y la teselación de Dirichlet o Voronoi (con respecto a todo el plano) de un conjunto de puntos planos.

19. fields: Herramientas para datos espaciales

Para el ajuste de curvas, superficies y funciones con énfasis en splines, datos espaciales, geoestadística y estadísticas espaciales.

20. spdep: Spatial Dependence: Weighting Schemes, Statistics

El paquete spdep proporciona una colección de funciones para crear objetos de matriz de pesos espaciales a partir de ‘contigüidades’ de polígonos, a partir de patrones de puntos por distancia y teselaciones, para resumir estos objetos y para permitir su uso en análisis de datos espaciales. Además de una colección de pruebas para ‘autocorrelación’ espacial que incluye ‘Morans I’.

21. ade4: Analysis of Ecological Data

ade4 son herramientas para el análisis de datos multivariantes, para métodos exploratorios y euclidianos en ciencias ambientales. Se proporcionan varios métodos para el análisis de una tabla (por ejemplo, análisis de componentes principales, análisis de correspondencia), dos tablas (por ejemplo, análisis de coinertia, análisis de redundancia) y tres tablas.

22. Geosphere

geosphere permite que se realicen cálculos de distancia y área de nuestros datos espaciales en coordenadas geográficas.

Hasta aquí la breve descripción de cada paquete. Listar todos sería complicado, por lo que a continuación os dejamos otros paquetes interesantes:

  • lwgeom se utiliza para facilitar el manejo y la notificación de errores de topología y problemas de validez de geometría.
  • El paquete tmap ofrece un enfoque flexible y fácil de usar para crear mapas temáticos, como coropletas y mapas de burbujas.

Listado completo

A continuación los paquetes de R para GIS ordenados por número de descargas (fecha 2 de diciembre de 2019):

Posición Nombre del paquete Número de descargas en el último mes
1 RColorBrewer 512464
2 sp 301859
3 viridis 240156
4 maptools 217730
5 igraph 196664
6 classInt 163338
7 nlme 131747
8 sf 116544
9 raster 103695
10 rgdal 100421
11 ggmap 86427
12 maps 76197
13 RgoogleMaps 74741
14 leaflet 67252
15 rgeos 62384
16 RPostgreSQL 50578
17 vegan 49062
18 deldir 46497
19 fields 44817
20 spdep 43739
21 ade4 35726
22 geosphere 31964
23 mapproj 29295
24 mapview 22927
25 gdalUtils 21756
26 pastecs 21629
27 ncdf4 21287
28 spatstat 20303
29 tmap 20182
30 lwgeom 19917
31 gstat 18170
32 mapdata 14471
33 spacetime 13865
34 rasterVis 12654
35 splancs 11474
36 akima 9172
37 stars 9115
38 taRifx 8773
39 tigris 8520
40 geojsonio 7839
41 cartography 7268
42 RandomFields 7009
43 geoR 6730
44 rworldmap 6679
45 sgeostat 6528
46 rnaturalearth 6475
47 shapefiles 6120
48 mapedit 5797
49 geojson 5711
50 ash 5593
51 adehabitatMA 5472
52 adehabitatLT 5296
53 RNetCDF 5070
54 spatial 4963
55 spatialreg 4394
56 tripack 4282
57 automap 4111
58 adehabitatHR 3985
59 MBA 3728
60 tgp 3584
61 rgbif 3575
62 PBSmapping 3535
63 cartogram 3522
64 OpenStreetMap 3234
65 splm 3041
66 tidycensus 2930
67 plotKML 2841
68 RSAGA 2756
69 geoRglm 2630
70 spaMM 2591
71 gdistance 2512
72 geoaxe 2145
73 cshapes 2135
74 SpatialEpi 2116
75 spgwr 2048
76 Guerry 1949
77 ggsn 1851
78 geonames 1614
79 stplanr 1612
80 GEOmap 1541
81 rworldxtra 1442
82 GWmodel 1436
83 marmap 1433
84 rgrass7 1380
85 ncf 1327
86 adehabitatHS 1273
87 trip 1235
88 spBayes 1216
89 CARBayes 1128
90 regress 1119
91 mapmisc 1084
92 PReMiuM 1082
93 landscapemetrics 1036
94 geomapdata 1013
95 PBSmodelling 987
96 sphet 985
97 osmar 961
98 rpostgis 957
99 SpatialExtremes 937
100 spgrass6 914
101 wkb 901
102 RQGIS 898
103 DCluster 878
104 aspace 873
105 spatial.tools 872
106 ads 837
107 spsurvey 833
108 leafletR 794
109 inlmisc 788
110 plotGoogleMaps 774
111 spTimer 773
112 gmt 769
113 cleangeo 754
114 sparr 750
115 geostatsp 748
116 SpatialTools 720
117 spatialprobit 708
118 ows4R 692
119 geometa 690
120 constrainedKriging 685
121 geogrid 684
122 CompRandFld 683
123 intamap 681
124 rangeMapper 678
125 dbmss 670
126 ramps 670
127 georob 669
128 diseasemapping 667
129 seg 661
130 landsat 659
131 lctools 655
132 McSpatial 650
133 ecespa 649
134 SpatialPosition 634
135 geonapi 629
136 RArcInfo 629
137 AMOEBA 627
138 RSurvey 619
139 spatialCovariance 617
140 spcosa 617
141 ModelMap 609
142 DSpat 601
143 postGIStools 601
144 rtop 584
145 ngspatial 583
146 spatialsegregation 572
147 spatsurv 571
148 statebins 571
149 geospt 567
150 FRK 566
151 spatgraphs 563
152 latticeDensity 560
153 gwrr 559
154 FieldSim 555
155 SSN 553
156 tripEstimation 544
157 shp2graph 543
158 geosapi 537
159 ipdw 535
160 micromap 524
161 sperrorest 521
162 ExceedanceTools 514
163 geospacom 513
164 siplab 506
165 spBayesSurv 501
166 GriegSmith 500
167 smerc 491
168 vardiag 487
169 Stem 482
170 lawn 481
171 areal 479
172 smacpod 470
173 spmoran 470
174 vec2dtransf 456
175 HSAR 449
176 magclass 449
177 spacom 445
178 Watersheds 437
179 spsann 430
180 OasisR 429
181 spind 418
182 RPyGeo 417
183 recmap 415
184 S2sls 401
185 spanel 396
186 quickmapr 389
187 starma 382
188 ProbitSpatial 361
189 UScensus2000tract 361
190 rcosmo 356
191 spm 351
192 spselect 331
193 UScensus2000cdp 324
194 qualmap 312

 

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