Сложение (вычитание) векторов в R для траекторий движения

У меня есть фрейм данных, который включает в себя путь движения животного в координатах широты/долготы.

Из этого я вывел скорость и азимут относительно земли. Фрейм данных также содержит вектор ветра относительно положения животного, то есть скорость и направление ветра относительно животного в момент времени t.

Я хотел бы использовать векторное добавление для расчета движения животного по воздуху (а не относительно земли), чтобы вычислить вектор движения, которому животное должно было бы следовать, чтобы создать его геопривязанный трек с учетом ветра условия.

Вот некоторые примеры данных:

        lat       lon  speed.geo   dir.geo speed.flow   dir.flow
1  58.65417 -3.179046        NaN   0.00000  0.4308415 151.865239
2  58.65483 -3.180403 0.44041631 313.16209  0.4308415 151.865239
3  58.66102 -3.187734 0.05788974 328.34835  0.1310305  95.664332
4  58.66409 -3.190197 0.15473413 337.35945  0.2018593 150.394597
5  58.67433 -3.182058 0.04170939  22.44943  0.1635966  21.383810
6  58.67475 -3.181318 0.24299875  42.15219  0.1635966  21.383810
7  58.67520 -3.181994 0.21488370 322.13387  0.1635966  21.383810
8  58.67472 -3.181549 0.20505462 154.49798  0.1635966  21.383810
9  58.67325 -3.178166 1.11257613 129.96324  0.1379763   4.478803
10 58.67234 -3.177124 0.45663637 149.03759  0.1357501 357.369873

и вот это в dput:

structure(list(lat = c(6501.55844075436, 6501.63236163928, 6502.32219361407, 
6502.66453486307, 6503.80350448795, 6503.85070971918, 6503.90114368413, 
6503.84707158286, 6503.68242346453, 6503.5817192008), lon = c(489.610443265389, 
489.531898544151, 489.108436319722, 488.966512812528, 489.441757188732, 
489.484800489562, 489.445733748482, 489.471394150017, 489.667148867539, 
489.727314726641), speed.geo = c(NaN, 0.440416314391926, 0.0578897406018802, 
0.154734132490158, 0.0417093915733849, 0.242998750785266, 0.214883703663591, 
0.205054624380294, 1.11257613127184, 0.45663636779519), dir.geo = c(0, 
313.1620935132, 328.348350423236, 337.359451215582, 22.4494313495932, 
42.1521946548759, 322.133869730753, 154.497980751214, 129.963235575701, 
149.037589410303), speed.flow = c(0.430841479520486, 0.430841479520486, 
0.131030528451571, 0.201859265857843, 0.16359657788002, 0.16359657788002, 
0.16359657788002, 0.16359657788002, 0.137976282783002, 0.135750095569998
), dir.flow = c(151.865238547752, 151.865238547752, 95.6643315716291, 
150.394596637891, 21.3838095217828, 21.3838095217828, 21.3838095217828, 
21.3838095217828, 4.47880272242145, 357.369872864835)), .Names = c("lat", 
"lon", "speed.geo", "dir.geo", "speed.flow", "dir.flow"), row.names = c(NA, 
-10L), class = "data.frame")

Ожидаемый результат должен представлять собой еще 2 столбца во фрейме данных, представляющих вектор движения животного относительно воздушного потока (т. е. его скорость и направление полета). По сути, это базовая триганометрия, но я не могу вычислить ее в R...


r vector adehabitathr
person Jojo    schedule 23.08.2018    source источник
comment
Можете ли вы показать ожидаемый результат   -  person akrun    schedule 23.08.2018
comment
Я изменил вопрос @akrun   -  person Jojo    schedule 23.08.2018

Ответы (1)


arrow_upward
1
arrow_downward

Чтобы суммировать векторы, вам нужно быть в декартовой системе (не полярной). Итак, вы должны преобразовать затем в систему компонентов xy и суммировать.

Еще один способ сделать то, что вы хотите, — использовать комплексное число для представления скорости и ее направления (например, x – реальное, а y – мнимое).
Следующий код преобразует ваши значения скорости в комплексные числа, суммирует их, и извлеките модуль (скорость) и аргумент (реж). Направление снова преобразуется в градусы.

library(dplyr)
df<-mutate(df,
       complex.geo = complex(modulus = speed.geo, 
                             argument = dir.geo/360*2*pi),
       complex.flow = complex(modulus = speed.flow,
                              argument = (dir.flow/360*2*pi)),
       complex.relat = complex.geo-complex.flow,
       speed.relat = Mod(complex.relat),
       dir.relat = ifelse(Arg(complex.relat)*360/(2*pi)<0,
                          Arg(complex.relat)*360/(2*pi)+360,
                          Arg(complex.relat)*360/(2*pi))) %>%
select(lat,lon,speed.geo,dir.geo,speed.flow,dir.flow,speed.relat,dir.relat)
person André Costa    schedule 23.08.2018