Raster Analyses

Course Schedule

source

Readings

source

Resource Presentations

Case Study Presentations - Let’s pick a winner!

Primary Spatial Packages

sf Spatial Features in the ‘tidyverse’
terra for gridded data (like satellite imagery)
and a few others…

Common Simple Feature (SF) types

What about grids?

Raster Data

Raster Data Types

Many types including:

Thematic (classified/thematic) data: land-use or soils data.
Continuous data (temperature, elevation, spectral)
Imagery / Pictures (scanned maps, drawings, etc.)

Most Common:

Satellite Imagery and derived products
Earth System Models (e.g. climate models)
Other models

Raster data in the tidyverse

Raster data is not yet closely connected to the tidyverse, however:

Some functions from raster work well in pipes
Convert vector data to Spatial* form using as(my_vector, "Spatial") for raster-vector interactions
Some early efforts to bring raster data into the tidyverse, including tabularaster, sfraster, fasterize, and stars (multidimensional, large datasets).
terra designed to replace raster

Terra Package

library(terra)
library(ncdf4)
download.file("https://crudata.uea.ac.uk/cru/data/temperature/absolute.nc","crudata.nc")

# read in the data using the rast() function from the terra package
tmean=rast("crudata.nc") %>% mean()

Raster Data Structure

tmean

## class       : SpatRaster 
## dimensions  : 36, 72, 1  (nrow, ncol, nlyr)
## resolution  : 5, 5  (x, y)
## extent      : -180, 180, -90, 90  (xmin, xmax, ymin, ymax)
## coord. ref. : lon/lat WGS 84 
## source(s)   : memory
## name        :      mean 
## min value   : -58.80833 
## max value   :  29.01667

str(tmean)

## S4 class 'SpatRaster' [package "terra"]

Arrays with metadata

as.array(tmean)

## , , 1
## 
##              [,1]       [,2]        [,3]        [,4]       [,5]       [,6]
##  [1,] -16.9666667 -16.991667 -17.1166667 -17.1833333 -17.158333 -17.150000
##  [2,] -16.0666667 -16.041667 -16.0416667 -16.0250000 -16.025000 -16.041667
##  [3,] -14.1750000 -14.141667 -14.2000000 -14.3250000 -14.516667 -14.700000
##  [4,] -12.5416667 -12.416667 -12.6250000 -12.5083333 -12.666667 -12.666667
##  [5,]  -9.5333333  -8.616667  -8.7583333  -7.7083333  -8.941667  -8.416667
##  [6,]  -3.7833333  -2.975000  -3.0083333  -2.8500000  -3.658333  -2.916667
##  [7,]   2.3583333   2.816667   3.1750000   3.0083333   2.425000   4.475000
##  [8,]   4.5416667   4.958333   5.3000000   5.7083333   6.250000   6.550000
##  [9,]   6.6583333   6.991667   7.2916667   7.6416667   7.966667   8.375000
## [10,]  10.4000000  10.650000  10.7500000  11.0833333  11.358333  11.591667
## [11,]  15.3416667  15.241667  15.4250000  15.6000000  15.625000  15.733333
## [12,]  19.0916667  18.991667  19.1250000  19.1000000  19.091667  19.108333
## [13,]  22.1416667  22.025000  21.9416667  21.7916667  21.550000  21.400000
## [14,]  24.3000000  24.158333  23.9333333  23.7750000  23.308333  23.025000
## [15,]  25.4250000  25.391667  25.4166667  25.1250000  24.441667  24.250000
## [16,]  26.5083333  26.491667  26.2083333  25.7333333  25.650000  25.408333
## [17,]  27.1583333  27.150000  26.8166667  26.3583333  26.350000  26.050000
## [18,]  27.5000000  27.283333  26.9250000  26.4500000  26.383333  25.841667
## [19,]  27.6750000  27.408333  26.9833333  26.7416667  26.483333  26.200000
## [20,]  27.8666667  27.625000  27.2916667  27.3166667  27.316667  27.008333
## [21,]  27.2250000  27.141667  26.8833333  27.0416667  27.183333  27.000000
## [22,]  25.7416667  25.633333  25.6583333  25.7666667  25.750000  25.858333
## [23,]  23.2916667  23.183333  23.2750000  23.2000000  23.433333  23.575000
## [24,]  20.6500000  20.541667  20.3583333  20.4916667  20.500000  20.683333
## [25,]  18.0500000  17.850000  17.6250000  17.4666667  17.475000  17.491667
## [26,]  15.8250000  15.308333  14.9750000  14.7416667  14.641667  14.491667
## [27,]  13.2750000  13.108333  12.6583333  12.3416667  12.108333  11.958333
## [28,]  10.0916667  10.450000  10.3333333  10.0583333   9.700000   9.375000
## [29,]   7.4916667   7.608333   7.3916667   7.2833333   6.983333   6.533333
## [30,]   4.2750000   3.808333   3.5500000   3.1416667   2.841667   2.216667
## [31,]  -0.5416667  -0.650000  -0.7666667  -0.9666667  -1.183333  -1.358333
## [32,]  -6.2583333  -6.000000  -5.8083333  -5.6416667  -5.491667  -5.308333
## [33,] -11.8083333 -11.400000 -11.0166667 -10.6083333 -10.191667  -9.775000
## [34,] -16.2750000 -15.975000 -15.6583333 -15.5166667 -15.250000 -16.475000
## [35,] -19.5916667 -19.066667 -18.2250000 -17.5916667 -17.266667 -18.591667
## [36,] -47.4500000 -48.333333 -45.5250000 -40.5083333 -38.733333 -36.166667
##             [,7]       [,8]       [,9]      [,10]       [,11]       [,12]
##  [1,] -17.200000 -17.166667 -17.208333 -17.225000 -17.2916667 -17.3833333
##  [2,] -16.175000 -16.375000 -16.616667 -16.866667 -17.1250000 -17.4250000
##  [3,] -14.950000 -15.216667 -15.491667 -15.850000 -16.1666667 -16.7166667
##  [4,] -12.933333 -13.241667 -13.183333 -13.341667 -13.4250000 -14.3416667
##  [5,]  -8.375000  -9.700000 -10.200000  -9.191667  -9.6416667  -9.7000000
##  [6,]  -3.058333  -6.016667  -6.216667  -6.450000  -6.9750000  -5.2333333
##  [7,]   6.233333   6.666667   4.791667   1.583333  -1.6166667  -0.7666667
##  [8,]   7.050000   7.641667   8.291667   8.491667   4.9916667   2.2583333
##  [9,]   8.891667   9.491667  10.025000  10.400000  10.5250000   8.1666667
## [10,]  11.975000  12.283333  12.566667  12.666667  12.1250000   9.3416667
## [11,]  15.916667  15.850000  15.666667  15.166667  14.1666667  13.4500000
## [12,]  18.966667  18.558333  17.891667  17.216667  16.2583333  15.1833333
## [13,]  20.925000  20.200000  19.475000  18.658333  17.8500000  17.3333333
## [14,]  22.491667  21.891667  21.183333  20.450000  19.8916667  19.7000000
## [15,]  23.800000  23.341667  23.000000  22.716667  22.7583333  22.8916667
## [16,]  25.116667  24.775000  24.741667  24.750000  25.0416667  25.2833333
## [17,]  25.741667  25.800000  25.533333  25.525000  25.6416667  25.6583333
## [18,]  25.708333  25.741667  25.450000  25.225000  24.9916667  24.7750000
## [19,]  26.025000  25.691667  25.575000  25.416667  25.2083333  24.8500000
## [20,]  26.691667  26.541667  26.325000  26.025000  25.7166667  25.3833333
## [21,]  26.825000  26.733333  26.425000  26.016667  25.5416667  25.1000000
## [22,]  25.991667  26.091667  25.750000  25.350000  24.9916667  24.5333333
## [23,]  23.816667  24.016667  24.041667  23.766667  23.7000000  23.4833333
## [24,]  20.758333  20.958333  21.108333  21.275000  21.3750000  21.2833333
## [25,]  17.566667  17.775000  17.816667  17.900000  18.0583333  18.3166667
## [26,]  14.541667  14.641667  14.483333  14.591667  14.6250000  14.7333333
## [27,]  11.800000  11.591667  11.241667  11.450000  11.4333333  11.4833333
## [28,]   9.233333   8.958333   8.616667   8.641667   8.6500000   8.7333333
## [29,]   6.333333   6.383333   6.100000   6.041667   6.1250000   6.2083333
## [30,]   1.891667   2.191667   2.291667   2.500000   2.9000000   3.2083333
## [31,]  -1.416667  -1.291667  -1.050000  -0.750000  -0.4166667  -0.1500000
## [32,]  -5.108333  -4.858333  -4.575000  -4.275000  -3.9916667  -3.7250000
## [33,]  -9.341667  -8.916667  -8.675000  -8.233333  -8.3583333  -7.8583333
## [34,] -16.741667 -19.416667 -24.150000 -27.183333 -28.8000000 -28.0333333
## [35,] -19.758333 -20.491667 -22.066667 -23.216667 -24.6916667 -26.0583333
## [36,] -37.083333 -37.850000 -38.766667 -39.058333 -39.1166667 -41.1250000
##             [,13]      [,14]       [,15]       [,16]       [,17]       [,18]
##  [1,] -17.4916667 -17.583333 -17.6666667 -17.6916667 -17.6666667 -17.7416667
##  [2,] -17.7166667 -17.933333 -18.1333333 -18.3666667 -18.7333333 -20.2416667
##  [3,] -17.7916667 -18.483333 -17.9750000 -18.4666667 -18.7083333 -19.4083333
##  [4,] -14.9166667 -15.891667 -16.2916667 -16.0250000 -16.5666667 -16.5250000
##  [5,] -10.9833333 -12.308333 -13.3500000 -14.3833333 -14.6000000 -15.0583333
##  [6,]  -5.4000000  -6.383333  -8.1666667  -9.9583333 -10.8750000 -11.4083333
##  [7,]  -0.6666667  -1.100000  -2.3583333  -4.0166667  -5.3250000  -6.1500000
##  [8,]   0.6833333   2.458333   1.6750000   0.5833333   0.2583333  -0.6666667
##  [9,]   6.7333333   4.900000   5.6250000   4.9500000   4.1250000   3.5500000
## [10,]   7.8083333   5.766667   5.0333333   8.5500000   8.6666667   8.5750000
## [11,]  11.8416667  10.016667   6.4250000  11.7833333  14.0583333  13.6833333
## [12,]  16.0250000  19.041667  14.1583333  16.7166667  18.0583333  18.1083333
## [13,]  17.4000000  20.958333  18.4250000  19.9250000  22.4166667  23.1000000
## [14,]  19.8916667  21.233333  23.1000000  18.1750000  23.4583333  25.3333333
## [15,]  23.3166667  24.116667  25.2000000  25.2166667  22.4166667  24.7000000
## [16,]  25.6416667  26.091667  26.4500000  26.8166667  26.7750000  26.4750000
## [17,]  25.6500000  25.783333  25.9916667  26.0000000  25.9250000  25.9000000
## [18,]  24.5250000  24.416667  24.4416667  24.4083333  24.3416667  24.3583333
## [19,]  24.4583333  24.058333  23.7500000  23.4166667  23.2333333  23.0583333
## [20,]  24.9750000  24.591667  24.1916667  23.8000000  23.3666667  22.9000000
## [21,]  24.6333333  24.116667  23.4916667  22.8583333  22.2083333  21.6000000
## [22,]  24.0166667  23.383333  22.7583333  22.0000000  21.2333333  20.7083333
## [23,]  23.1333333  22.625000  22.0083333  21.4416667  20.8500000  20.2000000
## [24,]  21.2166667  21.075000  20.5833333  20.2083333  19.7833333  19.3583333
## [25,]  18.3083333  18.283333  18.1666667  17.9916667  17.8250000  17.5416667
## [26,]  14.7916667  14.833333  14.8250000  14.8250000  14.7666667  14.7916667
## [27,]  11.6750000  11.741667  11.8250000  11.8000000  11.8000000  11.7250000
## [28,]   8.6416667   8.908333   9.0250000   8.9500000   8.9000000   9.0166667
## [29,]   6.2333333   6.333333   6.4416667   6.4666667   6.5250000   6.5833333
## [30,]   3.4333333   3.700000   3.6750000   3.9333333   4.1333333   4.0250000
## [31,]   0.1166667   0.350000   0.5166667   0.6333333   0.7166667   0.7166667
## [32,]  -3.5083333  -3.350000  -3.2333333  -3.2166667  -3.2333333  -3.3416667
## [33,]  -7.7583333  -7.683333  -7.3583333  -7.9666667  -9.5833333 -10.6416667
## [34,] -27.1916667 -25.058333 -24.0416667 -24.2750000 -25.7750000 -27.1583333
## [35,] -29.7083333 -32.591667 -35.9916667 -38.0083333 -38.1083333 -37.5500000
## [36,] -41.1916667 -41.700000 -42.8166667 -42.2916667 -41.7583333 -41.6083333
##            [,19]       [,20]       [,21]       [,22]       [,23]      [,24]
##  [1,] -17.983333 -17.8500000 -17.6500000 -17.6583333 -17.6083333 -17.583333
##  [2,] -20.675000 -21.7916667 -22.0750000 -20.4666667 -18.4083333 -18.025000
##  [3,] -19.075000 -19.5583333 -17.2750000 -14.5416667 -14.4083333 -16.641667
##  [4,] -15.350000 -15.3750000 -15.5083333 -14.1750000 -12.8666667 -11.466667
##  [5,] -13.975000 -13.4833333 -12.2500000 -11.6000000 -11.9416667 -11.141667
##  [6,] -11.341667 -11.2416667  -9.5083333  -9.3500000  -9.1833333  -8.850000
##  [7,]  -7.658333  -7.6500000  -6.6416667  -6.6500000  -6.0083333  -5.033333
##  [8,]  -1.816667  -2.8333333  -2.8416667  -3.4666667  -3.0416667  -1.925000
##  [9,]   2.525000   2.3750000   2.1500000   2.0583333   3.1500000   5.108333
## [10,]   8.100000   8.0000000   7.8333333   8.2250000   9.3250000  10.500000
## [11,]  13.408333  12.2416667  13.8916667  16.3416667  17.4583333  18.316667
## [12,]  17.750000  18.1500000  20.4750000  20.9583333  21.2000000  21.341667
## [13,]  23.400000  23.1583333  23.7250000  23.5666667  23.3750000  23.383333
## [14,]  25.558333  25.5083333  25.3833333  25.5166667  25.2833333  25.158333
## [15,]  25.816667  26.6250000  26.4166667  26.0666667  26.1583333  25.950000
## [16,]  25.108333  26.0916667  26.8583333  26.4250000  26.4416667  26.308333
## [17,]  26.200000  25.8833333  25.2583333  23.9500000  26.2583333  25.300000
## [18,]  24.625000  24.8166667  22.7000000  24.9500000  25.6916667  25.183333
## [19,]  22.800000  22.5833333  22.6083333  26.3166667  26.0666667  26.850000
## [20,]  22.216667  21.3666667  20.0083333  26.3000000  26.3916667  26.391667
## [21,]  20.983333  20.4083333  16.4083333  17.0000000  24.9833333  25.900000
## [22,]  20.008333  19.5083333  18.9833333  15.8500000  13.0250000  24.025000
## [23,]  19.525000  18.6583333  18.1333333  17.6416667   8.9000000  22.508333
## [24,]  18.675000  18.1416667  17.3166667  15.5000000  10.1583333  21.050000
## [25,]  17.225000  16.6083333  16.1916667  13.1333333  14.9500000  17.425000
## [26,]  14.658333  14.4166667  14.1833333  11.4250000  13.9916667  15.125000
## [27,]  11.991667  12.0083333  12.0166667   8.9416667  11.1583333  12.825000
## [28,]   9.175000   9.3000000   9.4666667   6.4750000   9.7916667   9.608333
## [29,]   6.808333   6.9333333   6.8583333   6.0916667   6.9916667   6.666667
## [30,]   4.191667   4.3000000   4.6000000   4.5833333   4.3166667   3.108333
## [31,]   0.700000   0.7333333   0.6583333   0.3416667  -0.3583333  -2.200000
## [32,]  -3.483333  -3.7000000  -4.0083333  -4.9416667  -8.7166667  -9.283333
## [33,] -11.191667 -10.5833333 -10.5916667 -13.1583333 -21.1166667 -21.241667
## [34,] -27.608333 -19.1000000 -16.2000000 -18.2500000 -17.9750000 -16.008333
## [35,] -32.916667 -27.3000000 -23.4666667 -22.0000000 -21.1833333 -20.916667
## [36,] -38.441667 -35.0083333 -33.9166667 -35.9916667 -38.0583333 -39.708333
##             [,25]      [,26]       [,27]       [,28]       [,29]        [,30]
##  [1,] -17.5750000 -17.450000 -17.3250000 -17.2666667 -17.2250000 -17.20000000
##  [2,] -18.5333333 -18.983333 -20.1000000 -22.5000000 -23.6250000 -21.40833333
##  [3,] -18.8500000 -21.291667 -24.0000000 -26.3916667 -26.5333333 -23.56666667
##  [4,]  -9.3083333 -12.541667 -18.5916667 -21.9083333 -23.0666667 -20.68333333
##  [5,]  -8.6250000  -5.433333 -11.5833333 -14.5916667 -12.4083333  -7.25833333
##  [6,]  -5.8083333  -1.833333  -5.7250000  -4.9916667  -0.6083333  -0.03333333
##  [7,]  -0.3916667   2.025000   2.7416667   3.1916667   4.2666667   5.26666667
##  [8,]   0.4916667   2.825000   4.8333333   6.6416667   7.7916667   9.00000000
##  [9,]   4.8333333   5.233333   5.9583333   9.6500000  12.0583333  12.84166667
## [10,]  11.5833333  11.641667  12.7333333  14.9250000  15.9833333  16.09166667
## [11,]  18.7250000  18.850000  18.9083333  18.9833333  18.8750000  18.51666667
## [12,]  21.4166667  21.175000  21.3166667  21.1250000  20.8583333  20.47500000
## [13,]  23.3916667  23.283333  23.0166667  22.7000000  22.3166667  21.80833333
## [14,]  24.9666667  24.550000  24.2250000  23.8666667  23.4500000  22.91666667
## [15,]  25.8083333  25.400000  25.0916667  24.6083333  24.1583333  23.70000000
## [16,]  26.3583333  26.008333  25.7000000  25.3250000  24.9833333  24.73333333
## [17,]  26.3666667  26.283333  26.2250000  26.0000000  25.8583333  25.67500000
## [18,]  25.9250000  25.808333  26.3333333  26.3833333  26.2250000  26.14166667
## [19,]  26.9416667  26.516667  26.6416667  26.7833333  26.4333333  26.24166667
## [20,]  25.9833333  25.458333  26.2250000  26.6666667  25.6750000  26.22500000
## [21,]  25.3416667  25.908333  25.0916667  24.0250000  25.3000000  25.70833333
## [22,]  25.9750000  24.700000  23.2250000  22.9666667  25.0500000  24.90000000
## [23,]  24.0416667  22.141667  20.9000000  22.2416667  23.9583333  23.76666667
## [24,]  21.2666667  19.083333  20.7916667  21.9916667  21.6833333  21.62500000
## [25,]  17.9333333  18.183333  19.4583333  18.9416667  18.6333333  18.65833333
## [26,]  14.3083333  15.441667  16.2666667  15.9166667  15.5916667  15.38333333
## [27,]  10.9916667  11.925000  12.3000000  11.6666667  11.3750000  11.26666667
## [28,]   8.4250000   8.500000   8.5250000   7.8250000   7.1250000   6.62500000
## [29,]   5.9083333   5.141667   4.1666667   2.9583333   2.3833333   2.05000000
## [30,]   2.4500000   1.250000   0.2583333  -0.3416667  -0.8500000  -1.25000000
## [31,]  -3.9416667  -4.391667  -4.7833333  -5.1333333  -5.4333333  -5.70833333
## [32,]  -7.8666667  -8.925000  -9.5916667 -10.0833333 -10.5083333 -10.85000000
## [33,] -12.3750000 -13.300000 -14.0916667 -14.7833333 -15.2833333 -15.64166667
## [34,] -16.8583333 -18.883333 -20.6583333 -19.4916667 -19.7083333 -21.48333333
## [35,] -22.3083333 -25.800000 -26.4583333 -26.3500000 -29.0500000 -31.50000000
## [36,] -39.7166667 -39.866667 -40.6250000 -41.5833333 -42.7416667 -43.84166667
##            [,31]      [,32]      [,33]       [,34]       [,35]       [,36]
##  [1,] -17.150000 -17.083333 -16.983333 -16.8833333 -16.7250000 -16.6666667
##  [2,] -18.483333 -16.916667 -16.675000 -15.1083333 -14.7333333 -14.4000000
##  [3,] -19.591667 -14.141667 -12.441667 -11.7833333 -11.2666667 -10.2750000
##  [4,] -13.400000  -9.475000  -7.658333  -6.1666667  -5.2333333  -4.6666667
##  [5,]  -3.908333  -1.483333  -1.591667  -0.4166667   0.1083333   0.4416667
##  [6,]   2.616667   4.475000   4.358333   4.9833333   5.4333333   5.6083333
##  [7,]   6.925000   7.841667   8.425000   8.9500000   8.7333333   7.8666667
##  [8,]   9.991667  10.833333  11.358333  11.3083333  10.2250000   9.4916667
##  [9,]  13.208333  13.416667  13.441667  13.4000000  13.1666667  12.2333333
## [10,]  15.925000  15.733333  15.466667  15.1083333  13.2416667  12.0333333
## [11,]  18.033333  17.750000  17.291667  16.9916667  16.7833333  16.0666667
## [12,]  19.883333  19.416667  18.858333  18.6000000  17.0916667  17.8833333
## [13,]  21.283333  20.816667  19.875000  21.0416667  22.8333333  24.6083333
## [14,]  22.175000  21.783333  21.391667  26.1583333  27.3333333  27.5333333
## [15,]  23.200000  22.733333  23.566667  29.0166667  29.0083333  28.9250000
## [16,]  24.541667  24.416667  25.275000  27.2000000  27.5000000  28.2666667
## [17,]  25.691667  25.675000  25.933333  26.2583333  25.5166667  26.9666667
## [18,]  26.050000  25.800000  25.641667  25.8583333  25.9583333  26.1916667
## [19,]  25.991667  25.616667  25.291667  25.1000000  25.0833333  25.0500000
## [20,]  25.883333  25.450000  25.066667  24.6916667  24.2916667  23.9833333
## [21,]  25.225000  24.450000  23.800000  23.2000000  22.5833333  22.2333333
## [22,]  24.416667  23.691667  22.825000  21.9666667  21.2083333  20.8750000
## [23,]  23.558333  23.050000  22.358333  21.5833333  20.7916667  20.1583333
## [24,]  21.375000  21.225000  20.975000  20.5416667  20.0583333  19.5000000
## [25,]  18.475000  18.450000  18.500000  18.3166667  18.1416667  17.7250000
## [26,]  15.091667  14.941667  15.033333  15.1000000  14.7583333  14.4333333
## [27,]  11.241667  11.116667  10.808333  10.7500000  10.7750000  10.5750000
## [28,]   6.483333   6.491667   6.258333   5.8416667   6.0000000   6.0333333
## [29,]   2.083333   2.208333   2.058333   1.6916667   1.4333333   1.3250000
## [30,]  -1.466667  -1.358333  -1.375000  -1.7916667  -2.0916667  -2.3083333
## [31,]  -5.950000  -6.091667  -6.233333  -6.4416667  -6.5333333  -6.4750000
## [32,] -11.183333 -11.466667 -11.741667 -11.9833333 -12.1416667 -11.9083333
## [33,] -15.900000 -16.075000 -17.216667 -22.7416667 -27.3916667 -29.2916667
## [34,] -24.491667 -31.083333 -39.425000 -45.9333333 -47.4750000 -46.7166667
## [35,] -35.150000 -39.816667 -45.250000 -48.0250000 -48.4083333 -47.4583333
## [36,] -44.716667 -45.716667 -47.091667 -48.1833333 -48.3333333 -48.0083333
##            [,37]      [,38]      [,39]      [,40]      [,41]       [,42]
##  [1,] -16.833333 -16.616667 -16.450000 -16.408333 -16.291667 -16.2500000
##  [2,] -14.183333 -13.525000 -12.858333 -12.508333 -12.500000 -13.0083333
##  [3,]  -9.150000  -8.100000  -7.016667  -7.208333  -7.125000  -8.3166667
##  [4,]  -3.716667  -3.375000  -2.808333  -1.325000  -2.416667  -2.8583333
##  [5,]   1.475000   3.100000   2.950000  -1.383333  -1.525000  -0.9666667
##  [6,]   6.633333   3.900000   1.583333   2.475000   3.466667   2.9750000
##  [7,]   8.708333   7.108333   6.750000   6.666667   6.308333   5.0000000
##  [8,]   9.816667   8.900000   8.450000   8.066667   7.383333   6.8250000
##  [9,]  10.433333   8.075000   7.033333   9.058333   8.100000   8.4750000
## [10,]  13.683333  14.750000  14.725000  13.075000  10.366667  12.3750000
## [11,]  17.408333  16.666667  17.975000  18.108333  17.025000  16.2666667
## [12,]  19.141667  21.425000  20.100000  20.050000  19.575000  19.7083333
## [13,]  24.316667  22.825000  22.091667  21.608333  21.966667  21.3916667
## [14,]  26.266667  23.975000  24.241667  22.466667  23.508333  23.3750000
## [15,]  28.766667  27.733333  27.041667  27.366667  25.850000  26.2583333
## [16,]  28.550000  27.033333  27.583333  28.208333  26.166667  26.8083333
## [17,]  26.900000  26.366667  24.808333  25.866667  24.825000  26.4833333
## [18,]  26.275000  26.041667  24.241667  24.716667  24.950000  23.8583333
## [19,]  25.175000  25.358333  24.775000  25.325000  24.991667  22.4750000
## [20,]  23.858333  24.308333  24.300000  22.908333  23.650000  23.4500000
## [21,]  21.841667  21.716667  21.858333  20.216667  21.975000  21.0833333
## [22,]  20.475000  19.800000  18.491667  21.925000  22.425000  21.8333333
## [23,]  19.666667  19.116667  17.708333  20.366667  21.450000  20.7583333
## [24,]  18.808333  18.266667  17.525000  18.400000  19.425000  16.2833333
## [25,]  17.350000  17.133333  17.025000  16.858333  16.491667  17.3666667
## [26,]  14.341667  14.533333  15.075000  16.166667  17.358333  17.7833333
## [27,]  10.400000  10.583333  10.800000  11.816667  12.258333  11.9916667
## [28,]   5.783333   5.708333   5.850000   5.891667   5.741667   5.8250000
## [29,]   1.133333   1.175000   1.158333   1.083333   1.116667   1.5583333
## [30,]  -2.425000  -2.125000  -2.141667  -2.183333  -1.916667  -1.6000000
## [31,]  -6.191667  -5.783333  -5.416667  -5.141667  -4.975000  -4.9083333
## [32,] -10.950000  -9.691667  -8.675000  -8.141667  -7.991667  -8.1166667
## [33,] -31.541667 -35.658333 -35.633333 -34.133333 -31.216667 -33.0083333
## [34,] -47.600000 -51.183333 -51.550000 -50.900000 -50.425000 -50.1833333
## [35,] -47.716667 -50.008333 -51.241667 -51.983333 -52.866667 -53.8416667
## [36,] -48.050000 -48.400000 -49.575000 -49.725000 -49.850000 -50.0333333
##            [,43]      [,44]      [,45]       [,46]      [,47]      [,48]
##  [1,] -16.250000 -16.233333 -16.308333 -16.3750000 -16.408333 -16.458333
##  [2,] -13.150000 -13.758333 -13.825000 -13.7166667 -14.108333 -14.833333
##  [3,]  -9.583333 -10.475000 -11.058333 -11.1833333 -11.100000 -11.566667
##  [4,]  -4.100000  -6.025000  -6.125000  -6.4666667  -7.083333  -8.316667
##  [5,]  -0.600000  -1.091667  -1.266667  -2.3916667  -3.400000  -4.641667
##  [6,]   2.100000   1.816667   1.058333   0.3083333  -0.125000  -1.916667
##  [7,]   4.266667   3.941667   3.575000   3.2083333   2.541667   1.450000
##  [8,]   6.425000   5.783333   5.625000   5.5250000   4.741667   3.033333
##  [9,]   9.158333   9.550000   9.208333   8.7166667   7.708333   7.175000
## [10,]  12.158333  12.408333   7.316667   9.2250000  11.766667  12.100000
## [11,]  13.725000  13.991667  13.691667  11.0666667  14.391667  14.858333
## [12,]  20.041667  18.258333  21.741667  19.8500000  15.933333  18.266667
## [13,]  21.966667  22.566667  23.791667  25.2083333  23.183333  22.366667
## [14,]  25.591667  26.366667  24.791667  26.1416667  26.816667  25.925000
## [15,]  28.458333  27.258333  24.416667  24.3666667  25.025000  25.575000
## [16,]  27.958333  22.091667  27.058333  26.1916667  26.583333  26.233333
## [17,]  27.250000  18.766667  24.108333  26.0666667  26.425000  26.841667
## [18,]  23.408333  24.566667  27.441667  26.7333333  26.550000  27.200000
## [19,]  22.283333  22.250000  26.600000  26.4500000  26.816667  27.225000
## [20,]  21.383333  23.841667  26.541667  26.3583333  26.508333  26.791667
## [21,]  21.458333  23.525000  26.291667  25.7083333  25.958333  26.316667
## [22,]  22.183333  24.608333  25.925000  22.5416667  25.100000  25.233333
## [23,]  22.591667  24.591667  24.400000  21.9583333  24.350000  23.800000
## [24,]  21.125000  23.058333  22.933333  22.6666667  22.291667  21.825000
## [25,]  20.866667  20.475000  19.833333  19.3750000  19.016667  18.616667
## [26,]  17.608333  17.341667  16.808333  16.3500000  16.016667  15.791667
## [27,]  11.658333  11.125000  10.450000  10.1083333  10.233333  11.208333
## [28,]   5.850000   5.450000   5.333333   5.1250000   5.075000   5.675000
## [29,]   1.700000   1.400000   1.458333   1.5666667   1.716667   1.816667
## [30,]  -1.350000  -1.508333  -1.783333  -1.5416667  -1.433333  -1.358333
## [31,]  -4.991667  -5.233333  -5.475000  -5.6250000  -5.683333  -5.691667
## [32,]  -8.991667  -9.450000 -13.175000 -15.4833333 -22.033333 -20.391667
## [33,] -32.533333 -35.100000 -38.275000 -39.7333333 -40.275000 -38.883333
## [34,] -49.833333 -49.566667 -48.691667 -47.1500000 -45.850000 -45.033333
## [35,] -54.758333 -55.375000 -56.033333 -56.0750000 -56.525000 -56.808333
## [36,] -50.550000 -51.025000 -51.716667 -52.3333333 -52.408333 -52.725000
##            [,49]      [,50]        [,51]      [,52]       [,53]      [,54]
##  [1,] -16.508333 -16.550000 -16.62500000 -16.666667 -16.6750000 -16.766667
##  [2,] -15.133333 -14.891667 -15.18333333 -15.475000 -15.6916667 -15.891667
##  [3,] -12.391667 -12.458333 -12.65000000 -13.541667 -14.1416667 -14.608333
##  [4,]  -8.783333  -9.750000 -10.52500000 -10.850000 -11.3416667 -11.975000
##  [5,]  -6.516667  -6.891667  -6.91666667  -7.150000  -7.5333333  -8.558333
##  [6,]  -2.358333  -2.716667  -3.30000000  -3.675000  -3.9583333  -4.283333
##  [7,]   1.541667   0.800000   0.05833333  -0.275000  -0.3333333  -0.525000
##  [8,]   3.216667   2.516667   2.49166667   2.533333   1.6666667  -1.683333
##  [9,]   7.200000   6.283333   5.54166667   5.200000   3.6000000   1.008333
## [10,]  12.525000  12.508333   6.95000000   3.383333   5.3416667   7.708333
## [11,]  15.733333  11.783333   0.60000000   3.841667   5.9916667  -0.275000
## [12,]  17.341667  12.541667  21.18333333   7.008333  -4.2416667  -4.450000
## [13,]  22.583333  23.550000  25.68333333  24.900000  18.7416667  11.050000
## [14,]  25.500000  26.008333  26.41666667  25.916667  25.3500000  26.150000
## [15,]  26.008333  26.383333  26.58333333  27.208333  26.9666667  27.325000
## [16,]  26.741667  27.116667  27.24166667  26.408333  27.7916667  27.641667
## [17,]  27.383333  27.716667  27.78333333  27.316667  27.4000000  27.666667
## [18,]  27.566667  27.725000  27.60000000  27.691667  27.5833333  27.708333
## [19,]  27.450000  27.450000  27.41666667  27.433333  27.4250000  27.300000
## [20,]  26.916667  26.816667  26.79166667  26.816667  26.7333333  26.683333
## [21,]  26.200000  26.166667  26.05833333  25.900000  25.9916667  26.000000
## [22,]  25.116667  24.975000  24.85000000  24.616667  24.3416667  24.200000
## [23,]  23.691667  23.475000  23.15000000  22.783333  22.3833333  22.041667
## [24,]  21.450000  21.050000  20.74166667  20.566667  20.1166667  19.775000
## [25,]  18.508333  18.233333  17.87500000  17.558333  17.2000000  16.783333
## [26,]  15.725000  15.391667  15.03333333  14.683333  14.3000000  13.966667
## [27,]  12.100000  11.716667  11.61666667  11.400000  11.1166667  10.633333
## [28,]   5.991667   5.516667   5.60833333   6.200000   6.5166667   6.991667
## [29,]   1.925000   1.725000   1.60833333   1.425000   1.7250000   2.408333
## [30,]  -1.133333  -1.225000  -1.45000000  -1.666667  -1.5666667  -1.158333
## [31,]  -5.650000  -5.600000  -5.60833333  -5.633333  -5.6583333  -5.733333
## [32,] -17.900000 -13.441667  -9.85000000 -11.900000 -17.1833333 -20.425000
## [33,] -33.008333 -23.100000 -27.83333333 -39.266667 -44.4583333 -46.808333
## [34,] -43.341667 -43.900000 -48.21666667 -51.108333 -52.6333333 -54.600000
## [35,] -57.241667 -58.533333 -58.80833333 -58.633333 -57.9083333 -58.291667
## [36,] -53.016667 -53.350000 -53.40833333 -53.358333 -53.1833333 -53.208333
##              [,55]      [,56]      [,57]       [,58]       [,59]        [,60]
##  [1,] -16.90833333 -16.950000 -16.975000 -17.0166667 -17.0583333 -17.11666667
##  [2,] -16.75000000 -16.966667 -16.375000 -16.5916667 -16.7666667 -16.88333333
##  [3,] -15.29166667 -16.408333 -17.016667 -17.1500000 -16.8833333 -16.40833333
##  [4,] -13.20000000 -13.683333 -14.075000 -15.0333333 -14.9250000 -15.08333333
##  [5,] -11.89166667 -13.608333 -12.433333 -12.8583333 -12.9083333 -12.57500000
##  [6,]  -6.56666667  -8.158333  -8.916667  -8.8083333  -9.0500000  -8.50000000
##  [7,]  -1.49166667  -2.450000  -4.358333  -6.1833333  -8.1416667  -8.92500000
##  [8,]  -2.70000000  -6.050000  -3.058333  -3.0000000  -4.7333333  -4.84166667
##  [9,]  -1.91666667  -4.625000  -0.800000  -0.9083333  -0.2750000  -0.16666667
## [10,]   8.20833333   5.583333   6.041667   5.4750000   3.8416667   3.95833333
## [11,]   0.05833333  -2.033333   4.083333   7.7250000   9.1583333  12.77500000
## [12,]  -3.70833333  -2.291667   5.350000  12.9750000  14.5250000  15.06666667
## [13,]  13.10000000  11.991667  11.941667  15.7833333  16.8250000  17.47500000
## [14,]  24.05000000  21.566667  19.875000  21.7833333  22.2250000  23.16666667
## [15,]  26.94166667  25.866667  25.183333  24.9916667  26.0416667  26.45000000
## [16,]  27.46666667  27.241667  27.416667  25.9583333  27.1583333  27.28333333
## [17,]  27.60833333  27.458333  27.241667  27.2833333  27.4083333  26.96666667
## [18,]  27.65000000  26.391667  26.541667  27.4416667  26.0250000  25.80000000
## [19,]  27.35833333  27.391667  26.608333  27.4416667  26.7083333  26.97500000
## [20,]  26.74166667  26.866667  27.100000  26.9250000  27.1500000  27.20833333
## [21,]  25.97500000  26.075000  26.183333  26.4166667  26.8416667  27.18333333
## [22,]  24.05000000  23.941667  23.983333  24.5166667  25.3166667  26.30000000
## [23,]  21.63333333  21.508333  21.508333  21.9166667  23.1750000  24.96666667
## [24,]  19.40833333  19.075000  18.983333  19.3916667  20.4416667  21.21666667
## [25,]  16.39166667  16.216667  16.150000  16.4916667  17.5000000  16.98333333
## [26,]  13.64166667  13.533333  13.466667  13.7666667  14.5083333  14.51666667
## [27,]  10.46666667  10.358333  10.591667  10.9750000  11.0250000  11.00000000
## [28,]   6.95000000   6.500000   6.775000   7.3083333   7.4666667   7.63333333
## [29,]   2.61666667   2.350000   2.316667   2.5083333   2.6833333   3.23333333
## [30,]  -0.99166667  -1.108333  -1.108333  -0.8083333  -0.3916667   0.03333333
## [31,]  -5.76666667  -5.700000  -5.466667  -5.1416667  -4.7833333  -4.50000000
## [32,] -22.93333333 -22.875000 -24.391667 -22.3833333 -20.7250000 -18.09166667
## [33,] -48.04166667 -47.675000 -45.300000 -44.1583333 -44.4250000 -44.50000000
## [34,] -55.82500000 -55.666667 -54.300000 -52.6750000 -51.5166667 -50.83333333
## [35,] -56.60833333 -55.191667 -54.425000 -53.7250000 -52.4583333 -51.90833333
## [36,] -52.95000000 -52.758333 -52.550000 -52.4333333 -52.1750000 -51.82500000
##             [,61]       [,62]      [,63]       [,64]      [,65]      [,66]
##  [1,] -17.1666667 -17.2166667 -17.250000 -17.2666667 -17.291667 -17.291667
##  [2,] -16.9583333 -16.9500000 -16.916667 -16.8916667 -16.841667 -16.766667
##  [3,] -16.3083333 -16.1000000 -15.975000 -16.4916667 -16.500000 -16.016667
##  [4,] -15.7083333 -16.4250000 -15.600000 -15.8166667 -16.150000 -15.116667
##  [5,] -12.7000000 -17.5166667 -17.158333 -18.7083333 -17.733333 -14.941667
##  [6,]  -9.0666667 -10.8333333 -12.758333 -15.2416667 -16.633333 -13.975000
##  [7,]  -7.6083333  -8.5500000  -9.666667  -7.5333333  -2.841667  -1.433333
##  [8,]  -5.4416667  -3.1416667  -5.375000  -3.0500000   0.225000   1.266667
##  [9,]   0.9416667   0.8250000   1.500000   0.8416667   4.150000   3.600000
## [10,]   6.9250000   3.6916667   6.458333   8.2333333   7.383333   7.500000
## [11,]  12.2916667  10.8916667  13.083333  11.6583333  13.525000  14.925000
## [12,]  15.8500000  17.0666667  17.533333  19.0166667  19.683333  19.750000
## [13,]  19.9083333  21.8250000  22.575000  22.8000000  22.808333  22.941667
## [14,]  24.0083333  25.0416667  25.491667  25.3666667  25.600000  25.600000
## [15,]  25.9666667  27.0166667  27.066667  26.6833333  27.100000  27.025000
## [16,]  26.9250000  27.5666667  27.416667  27.1750000  27.566667  27.516667
## [17,]  26.9750000  27.1166667  27.600000  27.6833333  27.808333  27.841667
## [18,]  27.1583333  27.2500000  27.658333  27.7750000  27.841667  28.025000
## [19,]  26.0750000  27.0083333  26.541667  26.2166667  27.158333  27.783333
## [20,]  27.0166667  27.0916667  27.308333  27.1166667  25.225000  25.766667
## [21,]  27.2166667  27.5833333  27.025000  26.7416667  26.483333  26.258333
## [22,]  26.9416667  26.5833333  26.450000  26.2666667  25.808333  24.625000
## [23,]  25.4500000  24.4416667  22.783333  23.9750000  24.008333  22.116667
## [24,]  21.1750000  20.3000000  20.025000  22.0583333  21.891667  20.208333
## [25,]  17.2083333  17.2750000  17.166667  17.5000000  18.475000  17.166667
## [26,]  14.5000000  14.3916667  14.341667  14.5250000  14.341667  13.450000
## [27,]  11.0583333  11.2333333  11.383333  11.8083333  12.166667  11.925000
## [28,]   8.0000000   8.5416667   8.866667   9.0416667   9.483333   9.825000
## [29,]   3.8833333   4.6500000   5.033333   5.3083333   5.391667   5.841667
## [30,]   0.3833333   0.7166667   1.091667   1.2916667   1.275000   1.133333
## [31,]  -4.3250000  -4.2500000  -4.208333  -4.1916667  -4.108333  -3.808333
## [32,] -19.4416667 -19.7750000 -22.633333 -23.0166667 -18.225000 -13.316667
## [33,] -44.8750000 -44.4416667 -43.191667 -42.0583333 -39.325000 -36.758333
## [34,] -50.3416667 -49.0666667 -46.275000 -45.1833333 -44.325000 -42.900000
## [35,] -50.8250000 -48.8750000 -47.466667 -45.9166667 -44.783333 -42.975000
## [36,] -51.0666667 -50.4083333 -50.166667 -50.0750000 -50.050000 -49.800000
##            [,67]       [,68]      [,69]      [,70]       [,71]       [,72]
##  [1,] -17.316667 -17.2833333 -17.233333 -17.225000 -17.1916667 -17.1416667
##  [2,] -16.633333 -16.5166667 -16.358333 -16.250000 -16.1583333 -16.0916667
##  [3,] -15.433333 -15.2083333 -15.000000 -14.783333 -14.5166667 -14.3500000
##  [4,] -14.641667 -14.3833333 -13.941667 -13.441667 -13.0583333 -12.8166667
##  [5,] -13.291667 -12.9666667 -12.825000 -13.391667 -12.2333333 -12.1666667
##  [6,] -11.741667  -9.8916667  -8.166667  -7.400000  -7.5583333  -5.7083333
##  [7,]  -1.200000  -2.4166667  -2.033333   2.058333   2.6000000   2.1416667
##  [8,]   1.291667   0.7166667   3.150000   3.925000   4.1500000   4.3000000
##  [9,]   2.700000   4.1666667   5.116667   5.508333   5.9750000   6.3916667
## [10,]   8.208333   8.7833333   9.016667   9.366667   9.8333333  10.3500000
## [11,]  15.166667  15.1083333  15.125000  15.241667  15.3583333  15.3416667
## [12,]  19.725000  19.7083333  19.775000  19.641667  19.4250000  19.2916667
## [13,]  22.950000  23.0666667  22.916667  22.700000  22.5166667  22.2500000
## [14,]  25.341667  25.1583333  25.058333  24.908333  24.6666667  24.5000000
## [15,]  26.566667  26.3250000  26.175000  26.125000  25.9500000  25.7333333
## [16,]  27.158333  26.9166667  26.666667  26.600000  26.6250000  26.5083333
## [17,]  27.591667  27.3166667  27.250000  27.050000  27.1833333  27.1916667
## [18,]  27.908333  27.8416667  27.650000  27.658333  27.7166667  27.5750000
## [19,]  27.541667  27.8583333  28.125000  27.858333  27.8083333  27.8833333
## [20,]  27.158333  27.2750000  27.650000  27.791667  27.8500000  28.0083333
## [21,]  26.691667  27.2000000  27.141667  27.033333  27.2000000  27.3333333
## [22,]  25.391667  25.4666667  25.650000  25.483333  25.7333333  25.5916667
## [23,]  23.400000  23.3166667  23.150000  23.008333  23.1583333  23.3583333
## [24,]  19.683333  21.3583333  20.933333  20.741667  20.6750000  20.7416667
## [25,]  17.725000  19.4833333  18.941667  18.366667  18.1916667  18.2750000
## [26,]  16.491667  16.6083333  16.141667  15.841667  15.5500000  14.8333333
## [27,]  13.433333  13.3916667  13.325000  12.933333  11.3500000  12.9250000
## [28,]  10.150000  10.2750000  10.550000   9.850000   9.8500000   9.8333333
## [29,]   6.575000   6.8083333   7.516667   7.883333   7.9000000   7.4666667
## [30,]   1.900000   2.6500000   2.983333   4.141667   4.4250000   4.4000000
## [31,]  -3.283333  -2.6750000  -2.033333  -1.383333  -0.8916667  -0.6083333
## [32,] -11.141667  -9.4500000  -8.108333  -7.550000  -7.0250000  -6.6083333
## [33,] -35.433333 -34.2416667 -27.633333 -20.083333 -12.8750000 -12.2583333
## [34,] -40.925000 -37.7000000 -24.125000 -18.083333 -16.9500000 -16.6000000
## [35,] -39.858333 -37.6166667 -29.950000 -25.275000 -22.1083333 -20.9000000
## [36,] -49.216667 -48.2083333 -47.791667 -47.433333 -48.6083333 -48.6250000

Rasters are just arrays / matricies with metadata.

Cell Stats

global(tmean, fun=mean)

##          mean
## mean 4.658304

global(tmean, fun = quantile, na.rm=T)

##            X0.      X25.     X50.     X75.    X100.
## mean -58.80833 -8.789583 9.020833 22.75833 29.01667

Raster Data Memory

inMemory(tmean)

## [1] TRUE

Terra does not try to load or work with large datasets in RAM. It creates temporary files and processes them in the background.

Map Algebra

Convert feet to meters

tmean_f <- (tmean*9/5) + 32
plot(tmean_f)

Simple Filter

hot_places <- tmean>20
plot(hot_places)

Focal

m <- matrix(1,nrow=3,ncol=3)
m

##      [,1] [,2] [,3]
## [1,]    1    1    1
## [2,]    1    1    1
## [3,]    1    1    1

tmean_smooth <- focal(tmean,m,mean)

par(mfrow=c(1,2))
plot(tmean)
plot(tmean_smooth)

Arbitrary functions

NA17=function(i) ifelse(i == 17,1,NA)
one_cell <- app(tmean,fun = NA17)
plot(one_cell)

Distances to non-NA cells

distance(one_cell)%>%
  plot()

## |---------|---------|---------|---------|=========================================

Distance unit is meters if RasterLayer is +proj=longlat, map units (typically also meters) otherwise.

And much more

aggregate (to coarser resolution)
area (calculate cell area)
buffer
contour
crop
interpolate
Moran’s I

Visualization

rasterVis

library(rasterVis)
gplot(tmean)+
  geom_raster(aes(fill = value))+
  coord_equal()

tidyterra

library(tidyterra)

## 
## Attaching package: 'tidyterra'

## The following object is masked from 'package:stats':
## 
##     filter

ggplot()+
  geom_spatraster(data=tmean, aes(fill = mean))+
  scale_fill_viridis_c()

All ggplot functionality available

data(world)

ggplot()+
  geom_spatraster(data=tmean, aes(fill = mean))+
  scale_fill_viridis_c()+
  geom_sf(data=world,fill="NA")