河南省基礎地理信息中心 石 晶

河南省遙感測繪院 郭子珍

河南省基礎地理信息中心 李小勇

ARCGIS 是美國環(huán)境系統(tǒng)研究所ESRI（Environment system Research Institute）推出的一套完整的軟件產(chǎn)品，旨在構建完善的GIS（Geographic Information System）系統(tǒng)。

利用ARCGIS進行空間數(shù)據(jù)執(zhí)行空間分析、建模、數(shù)據(jù)處理任務過程中，幾乎所有操作都會涉及重復的工作，例如數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，裁切拼接，投影變換等。如果采用人工處理，效率低并且容易出錯，為了保證數(shù)據(jù)質(zhì)量，減少重復勞動，需要創(chuàng)建可自動執(zhí)行批量處理的方法。

空間數(shù)據(jù)的地理處理是以數(shù)據(jù)變換的框架為基礎。典型的地理處理工具會在ArcGIS 數(shù)據(jù)集（如要素類、柵格或表）中執(zhí)行操作，并最終生成一個新數(shù)據(jù)集。每個地理處理工具都用于對地理數(shù)據(jù)執(zhí)行一種非常重要的小操作，例如將數(shù)據(jù)集從一個地圖投影中投影到另一個地圖投影中、向表中添加字段或在要素周圍創(chuàng)建緩沖區(qū)。在ArcGIS 中包含了數(shù)百個此類地理處理工具。

在軟件編程領域中，語言可基本分為兩類：系統(tǒng)語言和腳本語言。系統(tǒng)語言是諸如C++和.NET，用于通過計算機的低級圖元和原始資源從底層開發(fā)應用程序。腳本語言（例如Python和Perl）用于將多個應用程序組合到一起，該語言使用計算機內(nèi)置的高級功能，回避了系統(tǒng)語言編程程序必須處理的具體細節(jié)。與系統(tǒng)語言相比，腳本語言更加易學易用，對編程有基本的了解便足以很好地使用它們。

一、空間數(shù)據(jù)

與空間位置有關的地理數(shù)據(jù)，按組織形式分為矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)兩大類。在ARCGIS中，常用的矢量數(shù)據(jù)有：Coverage，Shapefile 和Geodatabase，這幾種都是ARCGIS 的原生數(shù)據(jù)格式，在ARCGIS中使用最多。

二、Python簡介

Python是一種不受局限、跨平臺的開源編程語言，它功能強大且簡單易學。因而得到了廣泛應用和支持。ArcGIS 從9.0 開始中引入了Python。此后，Python被視為可供地理處理用戶選擇的腳本語言并得以不斷發(fā)展。Python的部分優(yōu)勢為：易于學習，非常適合初學者，也特別適合專家使用；可伸縮程度高，適于大型項目或小型的一次性程序（稱為腳本）；可移植，跨平臺；可嵌入（使ArcGIS可腳本化）；穩(wěn)定成熟；用戶社區(qū)規(guī)模大。

Python已延伸到ArcGIS中，成為了一種用于進行數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)管理和地圖自動化的語言，有助于提高工作效率。

三、空間數(shù)據(jù)批處理

在ARCGIS的地理處理框架中，腳本與模型都可用來創(chuàng)建新工具。模型是使用可視化編程語言（模型構建器）創(chuàng)建的；而腳本是使用基于文本的語言和文本編輯器創(chuàng)建的。和模型一樣，使用分布向?qū)韺⒛_本引入至自定義工具箱中，然后該腳本就會成為您可在模型或其他腳本中使用的另一個工具。系統(tǒng)工具中有多個都是腳本。從技術角度而言，編寫一個腳本但不將其引入工具箱，此時，該腳本便不屬于工具，而僅是磁盤上的一個獨立腳本，在PythonWin下可以運行。

ARCTOOLBOX的“BATCH”可以進行批處理，但是如果源數(shù)據(jù)本身不在同一個文件夾下，仍然需要手動一條一條選擇，很不方便。使用PYTHON 編寫腳本進行批處理是行之有效的方法。日常中需要處理的數(shù)據(jù)目錄格式一般為：D:項目圖幅名層名。批處理時一般需要把項目名稱文件夾下所有圖幅運行一遍。

對于批處理非常重要的一點是遍歷目錄下所有待處理數(shù)據(jù)有兩種基本的方法。

1.利用Python現(xiàn)成的函數(shù)，os模塊中walk（）可以獲得一個文件夾下的所有目錄名，子目錄名，以及所有文件名。語法如下：

for pathroot，dirnames，filename in os.walk（“D:\workspace”）

其中pathroot 返回所有目錄的路徑名，dirnames 返回所有的子目錄名，filenames返回所有文件名。

2.另外利用Geoprocessor Programming Model 中的Lists，語法如下：

Import arcgisscripting

gp=arcgisscripting.create（）

workspaces = gp.listworkspaces（“*”，“Folder”）#獲得項目名稱下的所有圖幅目錄。

fcs=gp.ListFeatureClasses（）#獲得圖幅目錄下所有要素類。

例子1：批量裁切矢量數(shù)據(jù)。

import arcgisscripting，sys，os

gp =arcgisscripting.create（）

gp.workspace = sys.argv[1]#工作目錄

clipFeatures = sys.argv[2]#用來裁切的矢量數(shù)據(jù)集

outWorkspace = sys.argv[3]#輸出目錄

clusterTolerance = float（sys.argv[4]）#容限值

try:

#獲得目錄下所有數(shù)據(jù)集

fcs = gp.ListFeatureClasses（）

#循環(huán)所有數(shù)據(jù)集

fcs.Reset（）

fc = fcs.Next（）

while fc:

try:

outFeatureClass = outWorkspace+"/"+fc

gp.Clip_analysis（fc，clipFeatures，outFeatureClass，clusterTolerance）

fc = fcs.Next（）

except:

fc = fcs.Next（）

except:

gp.AddMessage（gp.GetMessages（2））

print gp.GetMessages（2）

例子2：多幅圖多圖層批量拼接shape數(shù)據(jù)。

import arcgisscripting，sys，os

gp = arcgisscripting.create（9.3）

gp.workspace = gp.GetParameterAsText（0）

try:

ws = gp.workspace

workslist = gp.listworkspaces（"*"，"Folder"）

print workslist

for layer in ["resa"，"cpta"，"boua"，"brga"，"hfca"，"hyda"，"lfca"，"lrda"，"rfca"，"tera"，"vega"]:

i=0

while i＜len（workslist）:

works = workslist[i]

out_feat_class = layer+".shp"

if gp.exists（works+"\"+layer+".shp"）:

if not gp.exists（out_feat_class）:

gp.CreateFeatureclass（ws，layer，"POLYGON"，works+"\"+layer+".

print works+"\"+layer+".shp"

print out_feat_class

try:

gp.Append_management（works+"\"+layer+".shp"，out_feat_class，"NO_TEST"）

i=i+1

except:

i=i+1

continue

else:

i=i+1

except:

gp.AddMessage（gp.GetMessages（2））

print gp.GetMessages（2）

如果用戶常用ARCTOOLBOX進行數(shù)據(jù)處理，可以將以上代碼獲得參數(shù)的語句改為gp.workspace=gp.GetParameterAsText（0），注意從“0”開始，這樣在ArcToolbox 中添加新Toolbox，在Toolbox下添加Script，指向已經(jīng)寫好的腳本文件。上述例子就可以在ARCGIS的Arctoolbox中使用。

以上例子均在ARCGIS9.3、Python2.5 中調(diào)試通過。另外筆者還編寫了批量變換投影信息，批量按圖號分帶，批量轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式等多個腳本程序。

綜上，Python 編寫地理批量處理工具簡捷、實用，方便解決工作中的實際問題。掌握Python對日常數(shù)據(jù)處理工作有很大幫助。