===== Função trabalho final =====
=== Arquivo da função===
{{:bie5782:01_curso_atual:alunos:trabalho_final:joaopaulo.valencar:mapar.r|Função mapar}}
=== Código da função ===
##########################################################################################################
########################### FUNCAO MAPAR POR: JP VIEIRA-ALENCAR JUN/2019 ##############################
##########################################################################################################
mapar <- function(grid, mpa, lsp, plot=FALSE, shp=NULL, prop=FALSE, grp=FALSE) #nomeando a funcao, indicando os argumentos e defaults
{
#Modificacoes nos dados essenciais para o funcionamento da funcao:
colnames(mpa) <- grid@data[["id"]] #atribuindo 'ids' do grid as colunas da matriz
lsp[1] <- as.character(lsp[,1]) #atribuindo classe 'character' a coluna com nome das especies
###########################################################################################
##################################### If tests ############################################
###########################################################################################
##### if's da matriz #####
if(is.null(row.names(mpa))) #Verificando se ha nomes nas linhas da matriz
{
stop("Nomes das linhas de mpa ausentes, corrija para prosseguir") #para a funcao e exibe uma mensagem de erro
}
if(sum(is.na(mpa))>=1) #Verificando se existem NA's na matrix
{
stop("NA's detectados na matriz, corrija isso para prosseguir") #para a funcao e exibe uma mensagem de erro
}
##### if's da lista de spp e areas #####
if(class(lsp)!= 'data.frame') #veriricando se a classe da lista de spp/areas e um data.frame
{
stop("lsp nao e um objeto da classe data.frame, corrija para continuar") #para a funcao e exibe mensagem de erro
}
##### if's conjuntos #####
if(sum(sort(row.names(mpa)) != sort(lsp[,1]))>=1) #verificando se o nome das spp na matrix e no grid sao iguais
{
stop("Nomes das especies diferem entre mpa e lsp, corrija para prosseguir") #para a funcao e exibe uma mensagem de erro
}
if(sum(as.numeric(colnames(mpa))!= grid@data[['id']])>=1) #comparando codigo das celulas entre objetos grid e mpa
{
stop("Codigos das celulas diferem entre o grid e a matriz, corrija para prosseguir") #para a funcao e exibe uma mensagem de erro
}
##########################################################################################
################################ Desenrolar da funcao ####################################
##########################################################################################
areas <- list() #cria uma lista vazia com o nome areas
map.ar <- list()#cria uma lista vazia com o nome map.ar
for(i in 1:nrow(unique(lsp[2]))) #preenche as listas areas e map.ar baseado nos codigos unicos das areas em lsp
{
areas[[i]] <- mpa[lsp[,1][lsp[,2] == unique(lsp[,2])[i]],] #retira da matriz de presenca e ausencia os dados das spp com codigo da posicao 'i' e os coloca as info de cada area separada na lista areas
map.ar[[i]] <- grid[which(apply(areas[[i]], 2, sum)!=0),] #cria grids individuais para cada codigo de area e os coloca na lista map.ar
}
###########################################################################################################
############################### interacao com @ usuari@: plot das areas ###################################
###########################################################################################################
if(plot==TRUE) #condicional para plotar ou nao um preview das areas em um dispositivo visual do R
{
if(is.null(shp)) #conferindo se @ usuari@ informou o shp da area de estudo para ser associado ao plot
{
stop("shape file nao indicado para realizar o plot, corrigir isso antes de continuar") #Parando a funcao e solicitando o .shp da area de estudo
}else{
Q2='s' #definindo padrao para entrar no while
while(Q2 == 's'| Q2 == 'S') #condicional para o desejo d@ usuari@ de plotar outra area
{
Q1 <- readline(prompt=cat('\n', length(map.ar), '\ Areas formadas. Qual area gostaria de visualizar? ')) #Informando quantas areas foram formadas e perguntando qual area @ usuari@ gostaria de visualizar
if(prop==TRUE) #condicional para criar a lista com porcentagem de spp por celula do grid das areas
{
per <- list() #Criando lista vazia para receber os vetores de porcentagem de spp por celula em cada area
for(i in 1:length(areas)) #criando looping com comprimento igual ao numero total de areas
{
n <- apply(areas[[i]], 2, sum) #somando numero de spp por celula da area 'i'
m <- length(rownames(areas[[i]])) #atribuindo a m o valor da quantidade total de spp na area i
per[[i]] <- n[n!=0]/m #preenchendo a lista vazia com vetores numericos da proporcao de spp/area em cada celula da area 'i'
}
for(i in 1:length(per)) #looping para ajustar a proporcao de spp/area a valores desejados de 0, 0.3 e 0.7
{
per[[i]][per[[i]]<0.3] <- 0.05 #todos valores de per abaixo de 0.3 transformados em 0.05
per[[i]][per[[i]]>=0.3 & per[[i]] < 0.7] <- 0.3 #todos valores de per maiores ou iguais 0.3 e menores que 0.7 transformados em 0.3
per[[i]][per[[i]]>=0.7] <- 0.7 #todos valores maiores ou iguais a 0.7 transformados em 0.7
}
par(mar=c(0.1,0.1,1,0.1)) #ajustando margens do plot
plot(shp, main=paste('Area', unique(lsp[,2])[as.numeric(Q1)], sep=' '), cex.main=1.3) #plota area de estudo
plot(map.ar[[as.numeric(Q1)]], add=TRUE, col=rgb(0,0,1, per[[as.numeric(Q1)]])) #plota grid da area escolhida COM proporcao de spp/area em cada celula
}else{
per <- NULL #criando per = NULL para evitar mensagem de erro 'per not found' no return
par(mar=c(0.1,0.1,1,0.1)) #ajustando margens do plot
plot(shp, main=paste('Area', unique(lsp[,2])[as.numeric(Q1)], sep=' '), cex.main=1.3) #plotando area de estudo
plot(map.ar[[as.numeric(Q1)]], add=TRUE, col=rgb(0,0,1, 0.3)) #plota grid da area escolhida SEM proporcao de spp/area em cada celula
} #Fechando looping de plot SEM porcentagens de spp por celula
Q2 <- readline(prompt=cat('\nGostaria de visualizar outra area? s/n ')) #Da opcao de plotar outra area e aponta as respostas possiveis
if(Q2 != 's' & Q2 != 'n' & Q2 != 'S' & Q2 != 'N') #condicional sobre as respostas possiveis para Q2 considerando maiusculas
{
stop("Resposta invalida, mapar finalizada.") #para a funcao e exibe uma mensagem de erro
}
} #fecha o while de plotagem
} #fechando else da presenca de shapefile para o plot
}else{
per <- NULL #criando per = NULL para evitar mensagem de erro 'per not found' no return
} #fechando o condicional plot == TRUE
###########################################################################################################
####################################### salvando areas em .shp ############################################
###########################################################################################################
if(grp == TRUE) #condicional para agrupar todas as areas em um unico .shp
{
allar <- map.ar[[1]] #cria objeto allar e atribui a primeira posicao de map.ar, em que podemos adicionar mais informacoes com o for
for(i in 2:length(map.ar)) #looping de 2 ao length de map.ar
{
allar <- rbind(allar, map.ar[[i]]) #combina os SpatialPoligonsDataFrame mantendo as propriedades dessa classe de objeto atraves do rbind
}
df.info <- c(rep(paste(unique(lsp[,2])[1]), times=length(map.ar[[1]]))) #cria um vetor com a repeticao do codigo da area 1 com comprimento equivalente a quantidade de celulas do grid da area 1
for(i in 2:length(map.ar)) #looping de 2 ao lenght de map.ar
{
df.info <- c(df.info, rep(paste(unique(lsp[,2])[i], sep=' '), times=length(map.ar[[i]]))) #cria vetores com as repeticoes do codigo de todas as areas com comprimento equivalente a quantidade de celulas do grid de cada area
}
allar@data$cod.areas <- df.info #cria uma nova coluna no dataframe do SpatialPoligonsDataFrame das areas combinadas atribui os dados criados acima a uma nova coluna chamada 'cod.areas'
writeOGR(allar, dsn=getwd(), layer = 'map.areas', driver="ESRI Shapefile") #salva o objeto formado em formato shp com uma coluna para classificar e editar cada area separadamente baseado no codigo das areas
paste(cat('\nTodas as areas foram salvas em um unico arquivo chamado map.areas.shp \n\nMapar finalizada\n\n')) #informa que um arquivo shp foi criado e que a funcao esta finalizada
}else{
Q3 <- readline(prompt=cat('\nGostaria de salvar alguma area em .shp? s/n ')) #Da opcao de salvar areas em .shp e aponta as respostas possiveis
if(Q3 != 's' & Q3 != 'n' & Q3 != 'S' & Q3 != 'N') #condicional sobre as respostas possiveis para Q3 considerando maiusculas
{
stop("Resposta invalida, mapar finalizada.") #para a funcao e exibe uma mensagem de erro
}
if(Q3 == 's') #condicional para o desejo d@ usuari@ de salvar alguma area em .shp
{
Q4 <- readline(prompt=cat('\nQual area gostaria de salvar em .shp? ')) #oferece a opcao de salvar areas individualmente
if(Q4 == 'todas' | Q4 == 'TODAS' | Q4 == 'Todas') #condicional para salvar todas as areas separadamente
{
for(i in 1:length(map.ar)) #cria looping de comprimento igual ao numero de areas
{
writeOGR(map.ar[[i]], dsn=getwd(), layer = paste('Area', unique(lsp[,2])[i], sep=' '), driver="ESRI Shapefile") #cria arquivos .shp individuais para cada area criada pela funcao
}
paste(cat('\nTodas as areas foram salvas separadamente em .shp \n\nMapar finalizada\n\n')) #informa que um arquivo shp foi criado para cada area e que a funcao esta finalizada
}else{
writeOGR(map.ar[[as.numeric(Q4)]], dsn=getwd(), layer = paste('Area', unique(lsp[,2])[as.numeric(Q4)], sep=' '), driver="ESRI Shapefile") #cria arquivo .shp com a area escolhida pel@ usuari@
paste(cat(paste('\nArea', unique(lsp[,2])[as.numeric(Q4)], sep=' '), 'salva em .shp', '\n\nMapar finalizada\n\n')) #informa qual objeto foi salve e exibe mensagem de finalizacao da funcao
}
}else{
cat('\nMapar finalizada\n\n') #exibe mensagem de finalizacao da funcao
}
}
###########################################################################################################
################### finalizando a funcao e selecionando os objetos que devem ser retornados ###############
###########################################################################################################
if(is.null(per)) #condicional para determinar quais objetos retornar no final da funcao
{
return(list(areas, map.ar)) #finalizando a funcao e retornando os objetos areas e map.ar
}else{
return(list(areas, map.ar, per)) #finalizando a funcao e retornando os objetos areas, map.ar e per
}
}
###########################################################################################################
############################################ Fim da Funcao ################################################
###########################################################################################################
=== Arquivo da página de ajuda da função ===
{{:bie5782:01_curso_atual:alunos:trabalho_final:joaopaulo.valencar:help_mapar.rtf|Help da função mapar}}
=== Página de ajuda da função ===
mapar package:disciplina.do.R R Documentation
Mapeamento de áreas
Description :
A função mapar extrai de um grid espacial subconjuntos de grids formados a partir da distribuição geográfica de um conjunto de espécies selecionado pel@ usuári@. Os subconjuntos de grids podem ser visualizados no dispositivo visual do R e/ou podem ser salvos em arquivos .shp para edição em outros softwares (eg.: Sistemas de Informação Geográfica, QGIS, ArcGis, etc…)
Usage :
mapar(grid, mpa, lsp, plot=FALSE, shp=NULL, prop=FALSE, grp=FALSE)
Arguments :
grid Objeto da classe SpatialPolygonsDataFrame contendo um conjunto de polígonos interligados que sobrepõem totalmente uma área de estudos de interesse. Cada polígono do grid deve conter um código de identificação relacionado na coluna “id” do slot @data do objeto.
mpa Objeto da classe matrix representando uma matriz de presença e ausência em que as colunas representam cada polígono (célula) do objeto grid e as linhas representam as espécies encontradas na área de estudo. Zero representa a ausência de uma espécie em um determinado polígono, e um representa a presença. Os nomes das colunas devem corresponder com as informações relacionadas na coluna “id” do slot @data do objeto grid. A própria função mapar atribui aos nomes das colunas da matriz as informações de “id”, mas @ usuário deve garantir que a sequência de colunas da matriz estejam na mesma sequência de informações dos “ids” do objeto grid.
lsp Objeto da classe data.frame contendo duas colunas, a primeira contendo o nome das espécies de interesse, e a segunda contendo um código de área que funciona como fator de agrupamento das distribuições geográficas das espécies.
plot Argumento lógico. Se plot=TRUE a função informa quantos subconjuntos de grid foram formados e se torna interativa aguardando input d@ usuári@ selecionando qual subconjunto gostaria de visualizar. Após a exibição do primeiro subconjunto selecionado pel@ usuári@ a função aguarda um segundo input sobre o interesse em continuar visualizando os diferentes subconjunto formados pela função. Se @ usuári@ alterar par(mfrow) antes de executar a função, múltiplos subconjuntos de grid aparecerão no dispositivo visual do R.
shp Objeto da classe SpatialPolygonsDataFrame que representa a área de estudo de interesse. Objeto requisitado caso @ usuári@ opte por visualizar no dispositivo visual do R os subconjuntos de grid formados pela função.
prop Argumento lógico. Se prop=TRUE a função calcula a proporção n/m em que n representa o número de espécies em um determinado polígono e m representa o número total de espécies no subconjunto de polígonos. prop retorna um conjunto de valores de zero a um por célula do subconjunto de grid que é aplicado em alpha no argumento col=rgb(r, g, b, alpha) e atribui transparência diferentes de acordo com a proporção n/m calculada para cada célula. Células com menos de 30% de todas as espécies do subconjunto terão alpha=0.05; Células com 30%~69% de todas as espécies do subconjunto terão alpha=0.3; Células com mais 70% ou mais de todas as espécies do subconjunto terão alpha=0.7.
grp Argumento lógico. Se grp=TRUE a função salva automaticamente todas os subconjuntos de grid formados em um arquivo .shp e cria a coluna cod.areas no arquivo para que o shapefile possa ser classificado através dessa coluna e a visualização dos subconjuntos possa ser individualizada em um programa de Sistema de Informação Geográfica (e.g.: QGIS, ArcGis).
Details :
A função mapar apresenta uma parte interativa que visa ampliar as opções de escolha d@ usuári@ para visualização dos subconjuntos de polígonos (áreas de distribuição das espécies de interesse) formados e para salvar individualmente os subconjuntos de interesse em formato .shp. As interações que demandam respostas do tipo sim/não (’s/n’) aceitam apenas essas respostas para continuar ou interromper a função, enquanto que as interações relacionadas aos subconjuntos formados dependem da quantidade de subconjuntos formados. Quando grp=FALSE @ usuári@ tem a opção de salvar áreas individualmente digitando um número inteiro que representa a posição do subconjunto na lista de subconjuntos formados, ou respondendo ‘todas’ para salvar todos os subconjuntos mas em arquivos .shp separados.
Value :
Se prop=FALSE, mapar retorna uma lista com dois componentes:
comp1 : Lista de comprimento=N contendo as matrizes de presença e ausência individuais para cada subconjunto de polígonos (áreas de interesse) apenas com as espécies selecionadas para formar as respectivas N áreas
comp2 : Lista de comprimento=N contendo objetos da classe SpatialPolygonsDataFrame representando os N subconjuntos de polígonos (áreas de interesse) formados
Se prop=TRUE, mapar retorna uma lista contendo os dois componentes acima mais:
comp3 : Lista de comprimento=N contendo vetores com os valores de alpha (col=rgb(r, g, b, alpha) por polígono do grid formado, respeitando a proporção n/m descrita em prop (acima)
Warning :
a) mapar atribui a colnames(mpa) os ‘id’ do objeto grid, é responsabilidade d@ usuári@ garantir que a matriz mpa tenha sido elaborada a partir do grid usado na função ou as áreas formadas podem não representar o resultado esperado pel@ usuári@
b) Ao salvar um subconjunto de polígonos em .shp, mapar uma uma nomenclatura padrão, caso existam outros arquivos com o mesmo nome no diretório de trabalho a área não será salva e uma mensagem de erro padrão será exibida
Author(s) :
Vieira-Alencar, João Paulo dos Santos
Laboratório de Ecologia, Evolução e Conservação de Vertebrados, Departamento de Ecologia, Universidade de São Paulo, São Paulo/SP - BRASIL
See also :
class: SpatialPolygonsDataFrame
Examples :
## Arquivos de exemplo disponibilizados no wiki do autor.
=== Arquivos de exemplo para teste da função mapar ===
** Mapa da área:** {{:bie5782:01_curso_atual:alunos:trabalho_final:joaopaulo.valencar:cerrado.zip|Shapefile Cerrado}}
\\ **Grid da área:** {{:bie5782:01_curso_atual:alunos:trabalho_final:joaopaulo.valencar:shpgrid.zip|Shapefile Grid}}
\\ **Matriz de presença e ausência:**
{{:bie5782:01_curso_atual:alunos:trabalho_final:joaopaulo.valencar:matriz.ex.csv|mpa}}
\\ **Lista de espécies/área:**
{{:bie5782:01_curso_atual:alunos:trabalho_final:joaopaulo.valencar:listaspp.ex.csv|lsp}}
OBS: Arquivos de shapefile podem ser lidos usando a função: "readOGR(dsn=getwd(), layer='nome do arquivo sem extensão')" do pacote rgdal. Em dsn basta indicar o diretório que contém os arquivos depois de descomprimi-los.