隨著地理信息系統(tǒng)（GIS）和大尺度研究的發(fā)展，空間數(shù)據(jù)的管理、統(tǒng)計(jì)與制圖變得越來(lái)越重要。R語(yǔ)言在數(shù)據(jù)分析、挖掘和可視化中發(fā)揮著重要的作用，其中在空間分析方面扮演著重要角色，與空間相關(guān)的包的數(shù)量也達(dá)到130多個(gè)。我們將結(jié)合一些經(jīng)典的例子講解R語(yǔ)言在空間數(shù)據(jù)處理、管理以及可視化的操作，從空間數(shù)據(jù)計(jì)量、空間數(shù)據(jù)插值、空間數(shù)據(jù)建模、機(jī)器學(xué)習(xí)空間預(yù)測(cè)、空間升、降尺度、數(shù)據(jù)可視化、知識(shí)圖譜等方面讓您全方位掌握R語(yǔ)言空間數(shù)據(jù)分析模擬預(yù)測(cè)及可視化技術(shù)。

專題一、R語(yǔ)言空間數(shù)據(jù)介紹及數(shù)據(jù)挖掘關(guān)鍵技術(shù)
【講解與實(shí)踐】

1、R語(yǔ)言空間數(shù)據(jù)講解及應(yīng)用特點(diǎn)
1)R語(yǔ)言基礎(chǔ)與數(shù)據(jù)科學(xué)
2)R空間矢量數(shù)據(jù)
3)R柵格數(shù)據(jù)

2、R語(yǔ)言空間數(shù)據(jù)挖掘關(guān)鍵技術(shù)講解
1)sp: 處理地理數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)包2)sf:? dataframe數(shù)據(jù)框風(fēng)格的地理數(shù)據(jù)包3)rgdal: 封裝 GDAL (一個(gè)開(kāi)源地理數(shù)據(jù)抽象庫(kù)，提供非常豐富的地理數(shù)據(jù)讀寫驅(qū)動(dòng)))4)rgeos: 封裝 GEOS 一個(gè)開(kāi)源幾何引擎， 提供幾何模型、幾何關(guān)系判斷、基本幾何計(jì)算操作等功能5)proj4:PROJ4 一個(gè)開(kāi)源地圖投影庫(kù)，提供豐富的地圖投影轉(zhuǎn)換算法6)spatstat: 空間點(diǎn)格局分析7)gstat、field: 地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)建模、空間插值8)plot、image、image.plot、tmap、ggmap、ggplot2: 空間專題圖9)leaflet: 現(xiàn)代移動(dòng)優(yōu)先的交互式地圖繪制框架10)leaflet.extras:leaflet 插件11)leaflet.esri: ESRI拓展包12)spdep：空間相關(guān)性分析13)Caret、CAST：機(jī)器學(xué)習(xí)在時(shí)空尺度上訓(xùn)練與模擬

專題二、R語(yǔ)言空間數(shù)據(jù)高級(jí)處理技術(shù)

【講解與案例實(shí)踐】

1、R語(yǔ)言空間矢量數(shù)據(jù)處理
1）點(diǎn)、線、面數(shù)據(jù)
2）空間矢量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系定義、轉(zhuǎn)換
3）空間矢量數(shù)據(jù)的裁剪、相交與合并
4）空間矢量數(shù)據(jù)的數(shù)值計(jì)算

2、R語(yǔ)言柵格數(shù)據(jù)處理
1）柵格數(shù)據(jù)的生成與數(shù)據(jù)管理
2）柵格數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換
3）柵格數(shù)據(jù)的裁剪、相交與拼接
4）柵格數(shù)據(jù)的數(shù)值計(jì)算

3、R語(yǔ)言柵格數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換

專題三、R語(yǔ)言多維時(shí)空數(shù)據(jù)處理技術(shù)與數(shù)據(jù)清洗整合

【講解+案例實(shí)踐】

1、R語(yǔ)言多維時(shí)空數(shù)據(jù)處理
1)nc、tiff等多維時(shí)空數(shù)據(jù)的讀取、處理與導(dǎo)出
2)多維空間數(shù)據(jù)的管理

2、R語(yǔ)言數(shù)據(jù)清洗和整合
1)數(shù)據(jù)缺失值、重復(fù)值、異常值處理
2)數(shù)據(jù)插補(bǔ)方法
3)近似采樣方法，雙線性插值法、最大近鄰法等

案例一：全球氣象柵格數(shù)據(jù)的提取、裁剪、重采樣和輸出

案例二：全球MODIS遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品的時(shí)間趨勢(shì)分析

案例三：全球和中國(guó)土壤數(shù)據(jù)的分層處理和數(shù)據(jù)插補(bǔ)案例四：R語(yǔ)言高層數(shù)據(jù)與地形數(shù)據(jù)的計(jì)算和提取

專題四、R語(yǔ)言地統(tǒng)計(jì)與空間自相關(guān)、空間插值方法

【講解+案例實(shí)踐】

1、地統(tǒng)計(jì)與空間自相關(guān)
1)地理學(xué)三大定律
2)空間自相關(guān)和地理加權(quán)回歸
3)地統(tǒng)計(jì)與空間模型

2、空間插值方法
1)R語(yǔ)言反距離權(quán)重插值
2)不同克里金方法比較
3)R語(yǔ)言克里金插值與半方差函數(shù)
4)R語(yǔ)言薄盤樣條插值

案例一：全國(guó)尺度空間自相關(guān)計(jì)算和地理加權(quán)回歸模型的構(gòu)建

案例二：不同空間插值方法、不同空間模型的比較

案例三：基于不同插值方法的全國(guó)與區(qū)域氣象數(shù)據(jù)降尺度處理

專題五、R語(yǔ)言機(jī)器學(xué)習(xí)與空間模型預(yù)測(cè)及不確定性評(píng)估

【講解+案例實(shí)踐】

1、R語(yǔ)言機(jī)器學(xué)習(xí)方法使用
1)R語(yǔ)言機(jī)器學(xué)習(xí)模型的構(gòu)建（數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)分割、超參數(shù)優(yōu)化）
2)R語(yǔ)言機(jī)器學(xué)習(xí)的驗(yàn)證（不同交叉驗(yàn)證方法、時(shí)空交叉驗(yàn)證）

2、R語(yǔ)言機(jī)器學(xué)習(xí)空間預(yù)測(cè)與不確定性評(píng)估
案例一：利用環(huán)境變量數(shù)據(jù)構(gòu)建貝葉斯模型和機(jī)器學(xué)習(xí)模型進(jìn)行空間預(yù)測(cè)
案例二：使用機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類

專題六、R語(yǔ)言空間尺度轉(zhuǎn)換技術(shù)及機(jī)器學(xué)習(xí)方法應(yīng)用

【講解+案例實(shí)踐】

1、空間升、降尺度技術(shù)
2、使用機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行空間降尺度

案例：利用五種機(jī)器學(xué)習(xí)集成對(duì)溫度、降水和輻射數(shù)據(jù)進(jìn)行空間降尺度

專題七、R語(yǔ)言空間制圖一

【講解+案例實(shí)踐】

1、R語(yǔ)言空間做圖——plot
2、R語(yǔ)言空間做圖——image、levelplot

專題八、R語(yǔ)言空間做圖二

【講解+案例實(shí)踐】

1、R語(yǔ)言空間做圖——ggplot2
1)R語(yǔ)言sp空間數(shù)據(jù)和sf空間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和靈活使用
2)使用ggplot2對(duì)sf數(shù)據(jù)繼續(xù)空間制圖

2、R語(yǔ)言空間專題圖——tmap

專題九、討論與答疑

1、練習(xí)
2、討論與答疑