r - 在单个3D图中混合表面和散点图

Question

我正在研究鲸鱼在特定海底结构周围的分布方式。我正在尝试创建同时显示的交互式3D图:

水深作为表面(x =经度，y =纬度，z =深度)和

鲸鱼群的地理位置(例如x =经度，y =纬度，z =固定深度-30米)。

坐标以UTM坐标系投影。

我通常使用R和 ggplot2包来生成图形。在这里， plotly包似乎是一个不错的选择。

我从测深栅格 bathy_ras和点 points的data.frame开始。

> 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 ...

我找不到在同一图形/同一轴上组合两个数据集的方法。 我尝试了两种方法，但是都没有给我想要的输出。

1)使用plotly包在Rstudio中创建图。

#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)完全从绘图网站创建绘图。
首先，我将栅格“bathy_ras”转换为包含坐标(x，y)和深度z的所有点的矩阵

#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 ...

我创建了一个帐户。我将两个数据框作为.txt文件导入了我的帐户: bathy_df和 points。

这将在plotly帐户中创建两个网格。我可以轻松地为这两个data.frames编写两个单独的3D图:一个是表面图(如下所示)，另一个是散点图。在本教程( http://help.plot.ly/update-a-graphs-data/)之后，我尝试将散点图作为新轨迹包括在表面图中，但是如果散点图为3D，则“插入到”选项似乎不可用。
surface plot produced from the plotly web interface

是否可以在 scatter3D中组合 plotly和表面图？

nb:我尝试将 raster::persp与 points()结合使用，但对表面图的总体美感并不十分满意，这就是为什么我更愿意使用 plotly和/或 ggplot2来做到这一点。

Answer 1

我相信您在做什么应该可以正常工作。我认为这可能与您的x和y坐标有关。表面图使用1:ncol(bathy_matrix)作为x轴，使用1:row(bathy_matrix)作为y轴点(如果需要，请打勾)。

您的点将需要在该范围内具有x和y坐标，以便它们显示在曲面图中。以下是一个简单的示例。

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))

我得到这个:



希望这可以帮助...