R Leaflet 地圖套件：繪製網頁互動式地圖，呈現經緯度座標資料

這裡介紹如何在 R 中使用 Leaflet 繪製互動式的地圖，並將資料呈現在地圖上。

Leaflet 是一套相當熱門的網頁互動式地圖繪製工具，在 R 中我們也可以利用這套工具來繪製地圖，並將各種資料標示在地圖上，讓使用者以互動式的方式瀏覽資料。

R 的 leaflet 套件讓使用者在 R 的環境中（標準 R 執行環境或 RStudio）直接畫出網頁互動式的地圖，使用者可以使用滑鼠操作地圖（放大、移動等），另外 Leaflet 的地圖也可以內坎在 R Markdown 文件或 Shiny 應用程式中，與既有的文件或應用程式整合在一起。

基本用法

R 的 leaflet 套件已經被收錄在官方的 CRAN 網站上，在 R 中使用 install.packages 即可安裝：

install.packages("leaflet")

接著載入 leaflet 套件，即可開始使用：

library(leaflet)

leaflet 可以配合 magrittr 的 %>% 管線運算子使用：

map <- leaflet() %>%
  addTiles() %>%  # 加上預設的地圖資料
  addMarkers(lng=120.239, lat=22.992, popup="訊息方塊的文字說明")
map  # 繪製地圖

若不熟悉 magrittr 的 %>% 管線運算子語法，也可以使用傳統的 R 語法，兩種寫法功能都一樣：

map <- leaflet()
map <- addTiles(map)
map <- addMarkers(map, lng=120.239, lat=22.992, popup="訊息方塊的文字說明")
map

Leaflet 地圖物件

leaflet 函數會傳回一個 Leaflet 的地圖物件（map widget object），此物件中儲存了許多地圖繪製的相關資訊，可於後續持續修改與更新，而大部分的 leaflet 套件中的函數，第一個參數都是指定地圖物件，因此可以非常容易與 magrittr 的管線運算子配合使用。

地圖屬性

在建立 Leaflet 地圖物件之後，可以利用以下幾個函數來修改地圖物件的屬性：

函數名稱	說明
setView	設定地圖的中心座標位置以及縮放比例。
fitBounds	設定地圖的位置與縮放比例，讓畫面剛好可呈現指定的方形區域。
clearBounds	清除指定的方形區域，顯示最大的區域（全球地圖）。

以下示範這幾個函數的使用方式，通常在建立地圖時都會使用 setView 設定地圖的位置與縮放比例：

m <- leaflet() %>%
  addTiles() %>%
  setView(-71.0382679, 42.3489054, zoom = 18)
m

若要顯示特定的矩形區域，則可使用 fitBounds 來變更地圖的顯示區域：

m %>% fitBounds(-72, 40, -70, 43)

清除了指定的方形區域之後，就會顯示最大的區域，亦即全球地圖：

m %>% clearBounds()

資料來源

leaflet 與各種地圖圖層函數都有一個 data 參數，可用來指定空間資料（spatial data）的來源，其可接受的資料格式有很多種：

類型	資料格式
基本類型	包含經緯度的 R 矩陣
	包含經緯度的 data frame
sp 套件	SpatialPoints[DataFrame]
	Line/Lines
	SpatialLines[DataFrame]
	Polygon/Polygons
	SpatialPolygons[DataFrame]
maps 套件	由 map 函數所產生的 data frame

當資料來源為一般的 data frame 時，leaflet 會自動尋找 data frame 中名稱類似 lng、longitude 與 lat、latitude 作為經緯度座標，以下是一個以圓圈標示資料的範例：

set.seed(3)
point.df <- data.frame(
  Lat = 22.992 + rnorm(10)/800,
  Long = 120.239 + rnorm(10)/800
)
m <- leaflet(point.df) %>%
  addTiles() %>%
  setView(lng = 120.239, lat = 22.992, zoom = 17)
m %>% addCircles()

亦可使用公式的方式明確指定經緯度座標的變數名稱：

m %>% addCircles(lng = ~Long, lat = ~Lat)

也可以針對特定的圖層個別指定不同的資料來源：

m <- leaflet() %>%
  addTiles() %>%
  setView(lng = 120.239, lat = 22.992, zoom = 17)
m %>% addCircles(data = point.df, lng = ~Long, lat = ~Lat)

關於 sp 與 maps 套件的資料來源範例，可參考 R Leaflet 套件官方網站的範例。

公式介面

leaflet 套件中所有圖層函數的參數都可以接受一般的 R 向量（例如以數值向量指定經緯度等），也可以使用單邊的公式指定 data 資料來源中的變數，例如 ~ x 就是指 data 中的 x 變數，另外也可以結合各種的數學轉換，例如 ~ sqrt(x + 1)。

以下是一個使用公式的範例：

set.seed(3)
point.df <- data.frame(
  lat = 22.97 + rnorm(100)/800,
  long = 120.23 + rnorm(100)/800,
  size = runif(100, 5, 20),
  color = sample(colors(), 100)
)
m <- leaflet(point.df) %>%
  addTiles() %>%
  setView(lng = 120.23, lat = 22.97, zoom = 17)
m %>% addCircleMarkers(radius = ~size, color = ~color, fill = FALSE)

這是使用一般 R 向量的例子：

m %>% addCircleMarkers(radius = runif(100, 4, 10), color = c('red'))

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