【注】新版本的maptools包對很多函式進行了修改，對於修改的內容，文章中用紅色的文字進行了說明。

        鑑於最近有不少人在討論用R軟體繪製地圖的問題，我也就跟著湊了湊熱鬧，對相應的方法學習了一番。下面的這篇文章是一個初步的介紹，還有很多內容仍在學習和探索中，如果大家有什麼意見或建議，我將根據自己學習的情況對文章進行進一步的補充。

        在R中繪製地圖其實是十分方便的，最直接的辦法大概就是安裝maps和mapdata這兩個包，然後輸入下面的命令：

        library(maps)
        library(mapdata)
        map("china")

        其中map()函式還可以加上很多引數，在這裡就不一一詳述，具體的用法只需問號之。然而仔細看一看這張地圖你會發現重慶市和四川省仍然是渾然一體，可見該地圖的資料應該是有些年頭了。

        幸運的是，通過謝益輝的這篇博文我們已經可以大體知道該如何操作了，下面就為大家介紹一下具體的步驟。

        首先，從這裡下載中國地圖的GIS資料，這是一個壓縮包，完全解壓後包含三個檔案（bou2_4p.dbf、bou2_4p.shp和bou2_4p.shx），將這三個檔案解壓到同一個目錄下，並在R中設好相應的工作空間，然後安裝maptools包，執行如下程式：

        library(maptools);
        x=read.shape('bou2_4p.shp');#下文中會繼續用到x這個變數，
                                    #如果你用的是其它的名稱，
                                    #請在下文的程式中也進行相應的改動。
        plot(x);

        【修改】新版本的maptools包不再提供read.shape()函式，請用readShapePoly()代替。

        這時一張完整的中國地圖就已經畫好了。但是在實際使用的過程中，我們往往會根據自己的需要對地圖中的某些省份著以特定的顏色，這時就可以通過調節plot命令中的fg引數來予以實現。然而為了清楚地說明這部分的內容，我需要插播一段R繪製地圖的原理。

        在繪製地圖時，每一個省市自治區或者島嶼都是用一個多邊形來表示的。之前的GIS資料，其實就是提供了每一個行政區其多邊形逐點的座標，然後R軟體通過順次連線這些座標，就繪製出了一個多邊形區域。在上面的資料中，一共包含了925個多邊形的資訊，之所以有這麼多是因為一些省份有很多小的附屬島嶼。在這925個多邊形中，每一個都對應一個唯一的ID，編號分別從1到925。

        回到剛才的話題，plot命令中的fg引數在本例中應該是一個長度為925的向量，其第i個分量的取值就代表了地圖中第i個多邊形的顏色。一個簡單的嘗試是執行下面這個命令看看效果：

        plot(x,fg=gray(924:0/924));

        【修改】新版本的maptools包的繪圖引數也有所改變，請將fg換成col。

        於是自然就產生了一個問題：如何獲取某一個特定地區的ID，進而設定我們想要的顏色？事實上，在變數x中，就已經儲存了我們想要的資訊。在R中輸入“x[[2]]”或“x$att.data”，會得到一個925行7列的資料框，這其實是bou2_4p.dbf這個檔案中儲存的資訊，之前的read.shape()函式雖然讀取的是bou2_4p.shp檔案，但在預設情況下會把dbf檔案的資訊也放到變數之中。對於這個資料框，其行名就是每一個區域的ID編號，第一列和第二列分別是面積和周長，最後一列是該區域所屬的行政區名，其它的列應該也是一些編號性質的變數。於是，通過查詢相應的行政區對應的行名，就可以對fg引數進行賦值了。下面是我編的一個函式，用來生成所需的fg向量：

        getColor=function(mapdata,provname,provcol,othercol)
        {
        	f=function(x,y) ifelse(x %in% y,which(y==x),0);
        	colIndex=sapply(mapdata$att.data$NAME,f,provname);
        	fg=c(othercol,provcol)[colIndex+1];
        	return(fg);
        }

        【修改】地圖資料的組織形式有所變化，上面函式中的mapdata$att.data$NAME需要替換為[email protected]$NAME。

        其中mapdata是存放地圖資料的變數，在上面的例子中就是x，provname是需要改變顏色的地區的名稱，provcol是對應於provname的代表顏色的向量（名稱和數字均可），othercol是其它地區的顏色。舉例如下：

        provname=c("北京市","天津市","上海市","重慶市");
        provcol=c("red","green","yellow","purple");
        plot(x,fg=getColor(x,provname,provcol,"white"));

        注意provname一定要寫地區的全稱，寫法可以參照下面這條命令生成的向量：

        as.character(na.omit(unique(x$att.data$NAME)));

        由此生成的向量有33個元素，少了澳門特別行政區，這是這個資料中的一塊瑕疵。在x$att.data的第899行有一個NA，不知道它代表的是否就是澳門。

        利用類似的方法就可以根據自己的需要對不同的區域進行著色，下面再舉一例。從國家統計局獲取2007年我國各地區的人口資料，然後根據人口的多少對各省份進行著色。程式如下：

        provname=c("北京市","天津市","河北省","山西省","內蒙古自治區",
	        	"遼寧省","吉林省","黑龍江省","上海市","江蘇省",
	        	"浙江省","安徽省","福建省","江西省","山東省",
	        	"河南省","湖北省","湖南省","廣東省",
	        	"廣西壯族自治區","海南省","重慶市","四川省","貴州省",
	        	"雲南省","西藏自治區","陝西省","甘肅省","青海省",
	        	"寧夏回族自治區","新疆維吾爾自治區","臺灣省",
	        	"香港特別行政區");
        pop=c(1633,1115,6943,3393,2405,4298,2730,3824,1858,7625,
        		5060,6118,3581,4368,9367,9360,5699,6355,9449,
        		4768,845,2816,8127,3762,4514,284,3748,2617,
	        	552,610,2095,2296,693);
        provcol=rgb(red=1-pop/max(pop)/2,green=1-pop/max(pop)/2,blue=0);
        plot(x,fg=getColor(x,provname,provcol,"white"),xlab="",ylab="");

        其中顏色越深的地方代表人口數越多，反之為人口數越少。

        此外，在繪製地圖的過程中，還有一個比較有用的引數是recs，它是一個由多邊形ID組成的向量，表示在地圖中只畫出這些ID所代表的區域。利用這個引數，就可以畫出某一部分的地圖，例如下面的例子是我國中部六省的地圖：

        getID=function(mapdata,provname)
        {
                index=mapdata$att.data$NAME %in% provname;
        	ids=rownames(mapdata$att.data[index,]);
        	return(as.numeric(ids));
        }
        midchina=c("河南省","山西省","湖北省","安徽省","湖南省","江西省");
        plot(x,recs=getID(x,midchina),fg="green",ol="white",xlab="",ylab="");

        上面的getID()是我編寫的一個功能與getColor()類似的函式，用來返回指定省份的ID。

        【修改】新版本的maptools包的繪圖函式已經取消了recs這個引數，現在要實現這個功能，可以在顏色上把不需要的省份變成白色，其中填充色用col引數，邊界顏色用border引數。例如上面的例子可以用下面的函式來實現：

        plot(x, col = getColor(x, midchina, rep("green", 6),
            "white"), border = "white", xlab = "", ylab = "")

        最後要說的是，在畫出的圖上仍然可以用points()函式和text()函式加上點和文字，而maptools包中還提供了一個pointLabel()函式，用來解決文字標籤的重疊問題。這部分內容請參閱博文：用R畫中國地圖並標註城市位置，以及避免文字標籤重疊：maptools中的pointLabel()。

        從以上的內容來看，本文所述的都是一些最基本的繪圖方法，還沒有對地理資訊資料進行更進一步的分析。如果有機會的話，這一主題的下一篇文章將為大家介紹地圖資料的組成結構，並說明如何將不同格式的地理資料整合起來，例如如何在上面的地圖上繪製出我國的鐵路、水系分佈等內容。