邱世平，潘立仁，韋建飛

(1.崇左市林業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)院，廣西 南寧 530001；2.廣西南寧林業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)院，廣西 南寧 530001)

專(zhuān)題地圖作為一種突出反映多種自然要素、人文要素以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面等的有效工具，在國(guó)土資源、環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)和林業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)中得到廣泛應(yīng)用。然而，一些專(zhuān)題圖件的數(shù)量較多，需要通過(guò)批處理的方式生成，例如一些專(zhuān)題類(lèi)的地質(zhì)圖、林業(yè)中的林班圖等[1]。

目前設(shè)計(jì)生產(chǎn)單位在批量出圖中大多通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助制圖的方式進(jìn)行。繪圖類(lèi)專(zhuān)業(yè)軟件有CorelDRAW、Adobe illustrator、CAD等。地理信息系統(tǒng)軟件有ArcGIS、MapGIS、QGIS等,擁有強(qiáng)大的符號(hào)庫(kù)、標(biāo)記庫(kù)以及豐富的色彩表現(xiàn)功能的繪圖類(lèi)專(zhuān)業(yè)軟件，圖形要素不能很好地與地理信息關(guān)聯(lián)，出圖效率以及自動(dòng)化出圖的能力無(wú)法與地理信息系統(tǒng)軟件相比。

ArcGIS功能非常強(qiáng)大，其根據(jù)不同的用戶需求提供多種應(yīng)用場(chǎng)景和服務(wù)，是一套完整的、可伸縮的GIS軟件。ArcGIS軟件中的ArcMap自帶的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)頁(yè)面已基本能實(shí)現(xiàn)批處理功能，這種方式能批量生成PDF格式專(zhuān)題圖。然而在實(shí)際生產(chǎn)需要中大部分的專(zhuān)題圖的出圖格式需求多樣，如JPG、BMP等。另一些研究運(yùn)用Python腳本語(yǔ)言中Arcpy庫(kù)對(duì)專(zhuān)題圖制作方法進(jìn)行改進(jìn)，基本實(shí)現(xiàn)了整個(gè)專(zhuān)題圖制圖流程的自動(dòng)化，但這種操作需要建立專(zhuān)題變量庫(kù)，當(dāng)制作不同專(zhuān)題圖時(shí)，需要建立不同的專(zhuān)題變量庫(kù)，未充分利用ArcGIS中數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)頁(yè)面功能[2-3]。

針對(duì)目前專(zhuān)題圖批處理存在的問(wèn)題，本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是基于ArcGIS Python語(yǔ)言，根據(jù)MXD文檔(ArcMap地圖文檔)模板結(jié)合數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)頁(yè)面進(jìn)行批量出圖，提供JPG、PDF等多種格式的專(zhuān)題圖的導(dǎo)出，專(zhuān)題圖還自帶坐標(biāo)文件便于實(shí)際應(yīng)用的需要。

1 ArcGIS中的Python腳本

從ArcGIS 9.3開(kāi)始ESRI已在ArcGIS中納入了Python，使得Python能夠用于GIS平臺(tái)數(shù)據(jù)分析、轉(zhuǎn)換與管理，也能夠快速實(shí)現(xiàn)地圖的自動(dòng)化，很大程度上提升了GIS的工作效率，特別是ArcGIS10中加入了ArcPy庫(kù)，使得其arcgisscripting模塊功能相較于先前版本得到更多的加強(qiáng)。ArcPy庫(kù)能夠?qū)崿F(xiàn)地理處理過(guò)程，運(yùn)用ArcPy站點(diǎn)功能調(diào)用其中的地理處理工具、函數(shù)以及模塊。

采用ArcPy在ArcGIS平臺(tái)上編寫(xiě)應(yīng)用程序與腳本，能夠共享其他人員開(kāi)發(fā)的大量Python模塊。ArcGIS10中引入了全新的Python窗口(圖1)來(lái)增強(qiáng)內(nèi)嵌于ArcGIS桌面的Python體驗(yàn)，其作為Python的解釋器，替代了先前版本中的命令行窗口，但可便用ArcPy提供的Command函數(shù)來(lái)執(zhí)行以前的命令行語(yǔ)法。在ArcGIS平臺(tái)上的Python窗口，相關(guān)的開(kāi)發(fā)人員能夠快速地在GIS軟件中應(yīng)用到Python。進(jìn)而便捷地實(shí)現(xiàn)了地理處理工具和功能的交互使用，也使Python模塊和庫(kù)得到充分利用。Python窗口提供了智能感知和代碼自動(dòng)完成功能。

圖1 Python窗口代碼輸入與執(zhí)行Fig.1 Code input and execution of Python window

2 專(zhuān)題圖批處理的實(shí)現(xiàn)

2.1 研究方法及技術(shù)流程

基于MXD文檔(ArcMap地圖文檔)的Arcpy的專(zhuān)題圖批量出圖技術(shù)流程如下所述。首先遍歷文件目錄中的MXD文檔，然后將每個(gè)文件中所包含的圖層遍歷出來(lái)。獲取每個(gè)圖層后，需要先將圖層開(kāi)啟顯示，然后調(diào)用ArcPy庫(kù)的方法將圖層輸出成JPG或PDF文件，完成后關(guān)閉該圖層，最后遍歷完畢地圖也輸出完畢(圖2)[6-8]。

圖2 批量出圖技術(shù)流程Fig.2 Technical process of batch mapping

2.2 ArcPy.mapping工具

ArcPy.mapping模塊里常用的類(lèi)有MapDocument、DataFrame、Layer、DataDrivenPages和TextElement。MapDocument類(lèi)是地圖文檔(.mxd文件)對(duì)應(yīng)的類(lèi)。初始化參數(shù)是一個(gè)字符串，一般是.mxd文件的路徑：

mxd=arcpy.mapping.MapDocument(r"F:GeoDataChinaAreaChinaVector.mxd")

DataFrame類(lèi)用于操作地圖內(nèi)的Data Frame(即下圖的Layers)，能夠控制地圖的范圍、比例尺等。用ArcPy.mapping.ListDataFrames(map_document,{wildcard})函數(shù)獲取。

df= arcpy.mapping.ListDataFrames(mxd)[0]

Layer類(lèi)用于操作具體的圖層。能夠控制圖斑的樣式、可見(jiàn)性等[8]?？梢杂?lyr文件的路徑初始化，也可以通過(guò)arcpy.mapping.ListLayers(map_document_or_layer,{wildcard},{data_frame})函數(shù)獲取。

lyr1=arcpy.mapping.Layer(r" F:GeoDataChinaAreaProvince.lyr")

df.addLayer(lyr1)

lyr2=arcpy.mapping.ListLayer(mxd,"",df)[0]

DataDrivenPages類(lèi)需要配合ArcMap中的Data Driven Pages工具使用。用于一個(gè)矢量文件內(nèi)的全部或部分圖斑每個(gè)出一張圖的情況[9-10]。TextElement類(lèi)用于操作地圖上的文字，比如圖名、頁(yè)數(shù)。通過(guò)arcpy.mapping.ListLayoutElements(map_document,{element_type},{wildcard})函數(shù)獲取。

txtElm=arcpy.mapping.ListLayoutElements(mxd,"TEXT_ELEMENT")[0]

常見(jiàn)的出圖模式有2種：一個(gè)矢量文件里每個(gè)圖斑出一張圖，一個(gè)文件夾下每個(gè)矢量文件出一張圖。

2.3 批量出圖

2.3.1代碼實(shí)現(xiàn)

首先需要制作一個(gè)在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)頁(yè)下設(shè)置好索引圖層、字段以及比例的MXD文檔。借助ArcMap工具的ArcToolBox工具箱，新建一個(gè)工具箱。在新建工具箱中添加一個(gè)腳本，之后在腳本屬性中編寫(xiě)驗(yàn)證代碼，腳本的代碼設(shè)計(jì)如下：

1)第一步：在腳本的屬性中“驗(yàn)證”欄下def updateParameters(self):函數(shù)中，編寫(xiě)遍歷MXD文檔的核心代碼：

#以下代碼是遍歷MXD文檔中的圖層列表

qsplyrs=arcpy.mapping.ListLayers(qspmxd)//列出MXD文檔的LYR圖層

qsplayerList=[]

for qsplyr in qsplyrs://執(zhí)行循環(huán)

qsplayerList.append(qsplyr.name) //列出圖層名

uniqueLayerList=list(set(qsplayerList)) //將列出的圖層名顯示在下拉菜單中

uniqueLayerList.sort()

2)第二步：依次遍歷獲取索引圖層以及索引字段

#以下代碼是依次遍歷獲取索引圖層以及索引字段

qspseleLayer=self.params[1].value

qsplayerRef=arcpy.mapping.ListLayers(qspmxd,qspseleLayer)[0]//列出圖層

qspfields=arcpy.ListFields(qsplayerRef.dataSource)

qspfieldList=[]

for qspfield in qspfields://執(zhí)行循環(huán)

qspfieldList.append(qspfield.name) //列出字段名

uniqueFieldList=list(set(qspfieldList)) //將列出的圖層名顯示在下拉菜單中

uniqueFieldList.sort()

3)第三步：獲取索引字段后，將索引字段列表于“選擇索引字段內(nèi)容”中

qsprows=arcpy.SearchCursor(qsplayerRef.dataSource)//搜索圖層的數(shù)據(jù)源

qsprow=qsprows.next()//游標(biāo)移動(dòng)到下一條記錄

qsppageNameList=[]//驅(qū)動(dòng)頁(yè)名稱列表

while qsprow://執(zhí)行循環(huán)選擇字段列表的記錄

if qsprow.getValue(qspfieldName) not in qsppageNameList:

qsppageNameList.append(qsprow.getValue(qspfieldName))

qsprow=qsprows.next()

qsppageNameList.sort()

4)第四步：依次設(shè)置好余下的“選擇成果放置文件夾”、“設(shè)置照片像素”等參數(shù)內(nèi)容。進(jìn)入核心代碼批量另存為單個(gè)MXD文檔

for eachPage in pageList://執(zhí)行循環(huán)導(dǎo)出MXD文檔

arcpy.AddMessage(str(eachPage)+".mxd")

pageID=ddp.getPageIDFromName(str(eachPage.strip("'")))//逐頁(yè)名稱賦值給pageID

ddp.currentPageID=pageID//設(shè)置pageID為當(dāng)前MXD文檔

if tpgs == ‘pdfzh’:

ddp.printPages(printerzh,"CURRENT")

qspmxd.saveACopy(printer+str(eachPage)+".mxd")

elif not(tpgs == ‘pdfzh’):

qspmxd.saveACopy(printer+str(eachPage)+".mxd")//另存一個(gè)MXD文檔

5)第五步：批量將“選擇成果放置文件夾”下的MXD文檔導(dǎo)出為JPG或PDF圖件

for qspf in os.listdir(path)://遍歷文件夾下的MXD文檔

if qspf[-3:].lower() ==‘mxd’:

if tpgs ==‘jpg’://當(dāng)參數(shù)選擇為JPG時(shí)

arcpy.AddMessage(str(qspf)+".jpge")

qspmxd=arcpy.mapping.MapDocument(os.path.join(path,afile))

arcpy.mapping.ExportToJPEG(qspmxd,os.path.join(path,afile[:-3]+‘'jpg’),resolution= qspres)//導(dǎo)出JPG格式圖件

if tpgs == ‘pdf’://當(dāng)參數(shù)選擇為PDF時(shí)

arcpy.AddMessage(str(qspf)+".pdf")

qspmxd=arcpy.mapping.MapDocument(os.path.join(path,qspf))

arcpy.mapping.ExportToPDF(qspmxd,os.path.join(path,qspf[:-3]+‘pdf’),resolution=qspres)//導(dǎo)出PDF格式圖件

2.3.2操作流程

在ArcMap布局或數(shù)據(jù)視圖下設(shè)置：索引圖層和索引字段的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)頁(yè)設(shè)置—保存MXD文檔—使用本程序打開(kāi)MXD文檔模板—選擇索引圖層—選擇索引圖層出圖字段—選擇索引字段內(nèi)容(在字段內(nèi)容列表中選擇批量成圖的記錄數(shù))—設(shè)置成果放置文件夾—設(shè)置導(dǎo)出圖片像素—設(shè)置出圖格式—執(zhí)行程序。制作的工具如圖3所示。

3 結(jié)果分析與評(píng)價(jià)

以崇左市群力林場(chǎng)為實(shí)例，進(jìn)行了林場(chǎng)森林分布圖專(zhuān)題圖的批處理工作(圖4)。本文MXD文檔結(jié)合數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)頁(yè)面方法的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在：1)充分利用了ArcGIS數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)頁(yè)面的優(yōu)勢(shì)，批量生成具有坐標(biāo)信息的專(zhuān)題圖；2)充分利用了ArcGIS自帶的符

圖3 批量出圖工具展示Fig.3 Display of batch mapping tools

號(hào)庫(kù)、變量庫(kù)等，不需要制作專(zhuān)門(mén)的變量庫(kù)；3)由圖5可見(jiàn)，導(dǎo)出專(zhuān)題圖的同時(shí)，生成對(duì)應(yīng)的MXD文檔，便于個(gè)別圖幅的靈活修改?？傮w而言，基于ArcGIS Python語(yǔ)言，根據(jù)MXD文檔(ArcMap地圖文檔)模板結(jié)合數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)頁(yè)面進(jìn)行批量出圖，提供JPG、PDF等多種格式的專(zhuān)題圖的導(dǎo)出，專(zhuān)題圖還自帶坐標(biāo)信息便于實(shí)際應(yīng)用的需要。

由表1可以看到，ArcPy結(jié)合專(zhuān)題變量庫(kù)方式與MXD文檔結(jié)合數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)頁(yè)面對(duì)比：1)前者操作相對(duì)復(fù)雜，需要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)使用培訓(xùn)，而后者只需要知道簡(jiǎn)單的ArcGIS操作便可熟練使用；2)前者需要編寫(xiě)較多的代碼，設(shè)定專(zhuān)門(mén)的符號(hào)庫(kù)、變量庫(kù)等，后者能充分利用ArcGIS自身功能，簡(jiǎn)化復(fù)雜程度；3)在靈活設(shè)計(jì)方面，由于前者針對(duì)的是某一方面的專(zhuān)題圖，當(dāng)需要制作另外一種模式的專(zhuān)題圖時(shí)，需要進(jìn)行代碼的大幅修改，而后者進(jìn)行簡(jiǎn)單的修改就能適應(yīng)不同的專(zhuān)題圖的需求。

圖5 成圖目錄Fig.5 Mapping catalogue

表1 2種批處理方式的對(duì)比

4 結(jié)論及討論

本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是基于ArcGIS Python語(yǔ)言，根據(jù)MXD文檔(ArcMap地圖文檔)模板結(jié)合數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)頁(yè)面進(jìn)行批量出圖?；具^(guò)程是首先遍歷文件目錄中的MXD文檔，然后將每個(gè)文件中所包含的圖層遍歷出來(lái)。獲取每個(gè)圖層后，需要先將圖層開(kāi)啟顯示，然后調(diào)用ArcPy庫(kù)的方法將圖層輸出成JPG或PDF文件，完成后關(guān)閉該圖層，最后遍歷完畢地圖也輸出完畢。批量出圖實(shí)現(xiàn)過(guò)程中有2種出圖模式，即一個(gè)矢量文件里每個(gè)圖斑出一張圖，一個(gè)文件夾下每個(gè)矢量文件出一張圖。使用中需要根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的出圖模式。

本文提出的批量處理方式可以達(dá)到節(jié)省人力和作業(yè)時(shí)間的目的。專(zhuān)題地圖制作是個(gè)繁瑣的作業(yè)過(guò)程。雖然本文通過(guò)MXD文檔的方式解決原有批量出圖的部分問(wèn)題，該方法的推廣將有助于專(zhuān)題制圖更靈活的設(shè)計(jì)和更加的智能化，但完全自動(dòng)化的批量出圖仍需要進(jìn)一步探索。