使用R绘制带南海诸岛附图的中国地图

在科研中绘制标准中国地图是非常重要的。自然资源部提供了标准地图服务，可以绘制简单的分层设色专题图。但是比较麻烦，Bug也挺多的。如何在R中绘制这幅图呢？

首先，我们使用 tmap 包的 v4 版本，这个包是一个强大的绘制地图的包，可以有效处理地图投影等问题。而且 v4 版本进行了大量重构，还有一些新功能的加入，整体要比以前好用很多。

```R
install.packages("tmap")
```


然后从[天地图](https://www.tianditu.gov.cn/)上下载标准矢量地图，是 GeoJSON 格式的。藏得比较深。登陆后，进入【服务中心控制台】，左侧菜单【个性化地图】-【数据资源】，进入【数据资源共享】页面，然后就能看到数据【行政区域可视化】。可以选择省、市、县三个尺度。

以省级为例，下载后可得到 `中国_省.geojson` 这个文件。使用 R 读取。

```R
library(sf)
library(tmap)
China <- st_read("中国_省.geojson")

```

然后可以简单绘制一个地图，可以看到是有完整的九段线和南海诸岛。

```R
tm_shape(China) +
  tm_polygons() +
  tm_graticules()
```

根据图上所示的范围，我们大概确定一下南海诸岛的边界框（Bounding box），以及大陆和海南省、台湾省的边界框

```R
// 大陆、海南、台湾
mainland_hainan_taiwan <- st_bbox(c(xmin = 73.498962, xmax = 135.087387, ymin = 18, ymax=53.558498), crs = st_crs(China))
// 南海诸岛
south_china_sea <- st_bbox(c(xmin = 108, xmax = 122, ymin = 2, ymax=24), crs = st_crs(China))
```

注意中科院地理所网站上的描述

> 南海诸岛是中国南海上岛屿的总称。北自北卫滩(北纬21°08′)，南至曾母暗沙(北纬3°5l′)，南北跨纬度17°多，东西跨经度11°多。

然后我们先绘制出南海诸岛地区的地图

```R
south_china_sea_map <- tm_shape(China, bbox = south_china_sea) +
  tm_polygons(fill = "white") +
  // 显示九段线
  tm_lines(col = "black") +
  // 显示“南海诸岛”标题
  tm_title(
    "南海诸岛",
    fontfamily = "song",
    position = tm_pos_in("right", "bottom"),
    frame = T,
    frame.r = 0,
    padding = c(0.2,0.1,0.2,0.1),
    group_id = "nhzd",
    // 调整文字显示大小，不要压南沙群岛和九段线
    size = 0.7
  ) +
  // 消除边距
  tm_components("nhzd", offset = 0) +
  tm_scalebar(position = tm_pos_in("left", "bottom","left","bottom","left", "bottom"), width = 5, margins = c(-0.5,0,0,0), group_id = "nhzdscale", allow_clipping = T) +
  tm_components("nhzdscale", offset = 0) +
  tm_layout(frame.r = 0, inner.margins = c(0,0,0,0), outer.margins = rep(0, 4), meta.margins = rep(0, 4), meta.auto_margins = F)
south_china_sea_map
```

注意 `tm_components` 的使用，通过 `offset` 去掉边距。

然后绘制大陆、海南、台湾的地图，并通过 `tm_inset` 函数将南海诸岛地区地图放进去。

```R
final_map <- tm_shape(China, bbox = mainland_hainan_taiwan) +
  tm_polygons(fill = "white", col = "black") +
  tm_lines(col = "black") +
    # tm_components("south_china_sea_map", offset = 0) +
    tm_compass(position = tm_pos_in("right", "top")) +
    tm_components(offset = 0) +
    tm_scalebar(position = tm_pos_in("left", "bottom"), text.size = 1.2, bg = F, group_id = "scale") +
    tm_components(offset = 0) +
    tm_layout(frame = FALSE, text.fontfamily = "song", outer.margins = rep(0, 4), inner.margins = rep(0, 4)) +
    // 放入南海诸岛地图
    tm_inset(x = south_china_sea_map, height = 10, width = 7.5, margins = rep(c(-1.2, -0.8), 2), position = c("right", "bottom"), box_frame = F)
final_map
```

函数 `tm_inset` 中 `height` `width` 参数会影响最终显示的区域的大小，注意调整，不要压到九段线。而且位置要通过 `margins` 参数消除边距，不要让这个图压倒钓鱼岛、九段线等。

具体地图我就不放了，大家自行尝试即可。

还有需要注意的是，R输出中文时会有点问题。所以需要用 `showtext` 包显示中文。

```R
library(showtext)
font_add("song", "FZXSSJW.TTF")
showtext_auto()
```

我这里使用的是方正新书宋简体，换成其他字体是一样的，第一个参数 `"song"` 就是字体族（family）的名称。然后只要在绘图前，调用 `showtext_auto()` 即可。