Superficie di miscelazione e diagramma a dispersione in un unico grafico 3D

Question

Sto studiando i modelli di distribuzione delle balene attorno a specifiche strutture del fondale marino. Sto cercando di creare un interattivo grafico 3D mostrando allo stesso tempo:

1. batimetria come superficie (x = longitudine, y = latitudine, z = profondità), e
2. posizione geografica di gruppi di balene (x = longitudine, y = latitudine, z = profondità fissa -30 metri per esempio).

Le coordinate sono proiettate in un sistema di coordinate UTM.

Di solito lavoro con R e il pacchetto ggplot2 per la produzione di cifre. Qui, il pacchetto plotly sembrava una buona opzione.

Ho iniziato con una batimetria raster bathy_ras e un data.frame di punti points.

> bathy_ras 
class  : RasterLayer 
dimensions : 784, 821, 643664 (nrow, ncol, ncell) 
resolution : 102, 111 (x, y) 
extent  : 755070, 838812, -2612148, -2525124 (xmin, xmax, ymin, ymax) 
coord. ref. : +proj=utm +zone=58S +datum=WGS84 +ellps=WGS84 +towgs84=0,0,0 
data source : in memory 
names  : bathymetry 
values  : -1949.42, -34.27859 (min, max) 
> str(points) 
'data.frame': 214 obs. of 3 variables: 
$ x: num 774264 777293 775476 773430 773284 ... 
$ y: num -2534165 -2533556 -2531012 -2532904 -2533695 ... 
$ z: num -30 -30 -30 -30 -30 -30 -30 -30 -30 -30 ... 

non riesco a trovare un modo per combinare i miei due insiemi di dati sullo stesso grafico/stesso asse. Ho provato due metodi ma nessuno mi ha dato l'output che volevo.

1) Creazione del grafico in Rstudio utilizzando il pacchetto di stampa.

#convert raster into a matrix of bathymetry values 
bathy_matrix <- as.matrix(bathy_ras) 
> str(bathy_matrix) 
    num [1:784, 1:821] -362 -365 -367 -369 -371 ... 

#create interactive plot 
p <- plot_ly(z=bathy_matrix, type="surface",showscale=FALSE) 
#this works fine, it get a 3D interactive surface plot of the seabed 

#but if I try to add the "points" layer it doesn't show on the plot 
p <- plot_ly(z=bathy_matrix, type="surface",showscale=FALSE) %>% 
    add_trace(x = gp_seamounts_df$utmx, y = gp_seamounts_df$utmy, z = gp_seamounts_df$z, type = "scatter3d", mode = "markers", showscale=FALSE, opacity=0.98) 

---

2) Creare la trama del tutto dal sito plotly. Prima ho convertito i raster "bathy_ras" in una matrice contenente tutti i punti di coordinate (x, y) e la profondità z

#convert raster into a dataframe 
bathy_df <- as.data.frame(coordinates(bathy_ras)) 
bathy_df$z <- values(bathy_ras) 
> str(bathy_df) 
'data.frame': 643664 obs. of 3 variables: 
$ x: num 755121 755223 755325 755427 755529 ... 
$ y: num -2525179 -2525179 -2525179 -2525179 -2525179 ... 
$ z: num -362 -361 -360 -359 -358 ... 

ho creato un account plotly. Ho importato due dataframes come file .txt nel mio account plot: bathy_df e points.

Ciò crea due griglie nell'account di trama. Posso facilmente scrivere due grafici 3D separati per questi due data.frames: uno è un grafico di superficie (mostrato sotto), l'altro è un grafico a dispersione. Ho cercato di includere lo scatterplot nel grafico di superficie come nuova traccia seguendo questo tutorial (http://help.plot.ly/update-a-graphs-data/) ma l'opzione "insert into" sembra non essere disponibile se lo scatterplot è in 3D. surface plot produced from the plotly web interface

E 'possibile combinare un scatter3D e un complotto di superficie in plotly?

nb: ho provato raster::persp in combinaison con points() ma io non sono molto soddisfatto per l'estetica generale della trama superficiale, che è il motivo per cui preferirei farlo con plotly e/o ggplot2.

Answer 1

Credo che quello che stai facendo dovrebbe funzionare bene. Penso che potrebbe avere a che fare con le coordinate xey.Il grafico della superficie utilizza 1:ncol(bathy_matrix) come asse xe 1:row(bathy_matrix) come punti dell'asse y (zecche se lo si desidera).

I tuoi punti dovranno disporre di coordinate xey in tale intervallo affinché vengano visualizzati nel grafico di superficie. Di seguito è un semplice esempio.

set.seed(123) 

x = sample(1:ncol(volcano), size = 50) 
y = sample(1:nrow(volcano), size = 50) 

z = c() 

for(i in 1:50) {z <- c(z, volcano[y[i], x[i]])} 

df <- data.frame(x, y, z) 

plot_ly(z = volcano, type = "surface") %>% 
    add_trace(data = df, x = x, y = y, z = z, mode = "markers", type = "scatter3d", 
      marker = list(size = 5, color = "red", symbol = 104)) 

ottengo questo:

Spero che questo aiuti ...