ArcMap地理处理工具与模型构建

### ArcMap中使用Python及高级模型构建器进行地理处理 #### 一、Python简介与ArcGIS集成 Python是一种广泛使用的高级编程语言，以其简洁清晰的语法而闻名，非常适合用于科学计算、数据分析等领域。在地理信息系统(GIS)领域，Python与ArcGIS的结合尤其强大，允许用户通过脚本实现复杂的空间数据处理任务。 **1.1 什么是Python？** - **Python语言**：一种面向对象、解释型计算机程序设计语言。Python的设计哲学强调代码的可读性和简洁的语法。 - **Python与GIS**：Python强大的第三方库支持使其成为处理GIS数据的理想选择。特别是Esri的ArcPy模块，它是ArcGIS软件的一部分，提供了丰富的功能来访问和操作GIS数据。 **1.2 ArcGIS 10中的基本Python词汇** - **ArcPy**：一个Python模块，它提供了一系列的类和方法，使得开发人员可以通过Python脚本来操作ArcGIS资源，包括地理处理工具、数据访问、制图等。 - **地理处理工具**：ArcGIS中的自动化任务，通常通过图形界面或者脚本方式执行。 - **数据访问模块**：ArcPy中的一个子模块，用于访问和管理GIS数据。 #### 二、ArcPy常规使用方法 **2.1 导入ArcPy** - 在Python脚本中使用ArcPy前，首先需要导入ArcPy模块。例如： ```python import arcpy ``` **2.2 解析导入操作** - 导入ArcPy模块后，就可以使用该模块提供的各种功能了。例如，可以调用地理处理工具，访问GIS数据等。 **2.3 如何添加自定义的工具箱** - 在ArcGIS中，工具箱是用来组织地理处理工具的容器。通过向ArcGIS添加自定义工具箱，可以方便地管理这些工具。具体步骤如下： - 创建一个新的工具箱文件。 - 使用ArcPy的`AddToolbox`函数将工具箱添加到ArcGIS环境中。 **2.4 在ArcPy中调用地理处理工具（本地和服务器工具）** - **本地缓冲分析调用代码**： ```python arcpy.Buffer_analysis(in_features, out_feature_class, buffer_distance_or_field) ``` - **服务器GP进行地理处理获取矢量数据**： - 需要配置好ArcGIS Server环境，并确保有相应的服务发布。 - 使用ArcPy的`gp`模块调用服务端的地理处理工具。 - **服务GP获取栅格数据集TIFF**： - 类似于矢量数据的处理方式，但需要关注栅格数据的具体格式和参数设置。 - **服务器GP获取地图影像**： - 同样是通过调用服务端工具的方式实现。 **2.5 在ArcPy中使用函数** - **接收输入参数并确定输入是否存在**： - 可以使用`os.path.exists()`函数检查文件或目录是否存在。 - **循环要素类列表执行地理处理**： - 通过遍历要素类列表，对每个要素类应用相同的地理处理操作。 - **返回工具(ListTools)**： - 使用`arcpy.ListTools()`函数可以列出系统中安装的所有工具。 - **查看环境设置的方法**： - `arcpy.env.workspace`等属性可以用来查看当前的工作空间设置。 - **查看当前工具箱的方法**： - 使用`arcpy.toolbox`可以获取当前活动的工具箱。 **2.6 在ArcPy中使用类** - **创建对象**： - 通过类可以封装复杂的数据结构和操作逻辑，便于管理和复用。 - **将类与地理处理工具配合使用**： - 例如，定义一个类来管理特定类型的地理处理任务。 **2.7 获取和设置环境设置** - **设置环境值**： - 可以通过`arcpy.env`模块来设置各种环境变量，如工作空间、输出坐标系等。 - **获取和设置环境值**： - 通过`arcpy.env.getOutputCoordinateSystem()`等函数可以获取或设置输出坐标系。 - **保存和加载设置**： - 可以将环境设置保存到文件中，以便后续使用。 **2.8 获取地理处理消息** - 当执行地理处理任务时，ArcPy会生成各种状态和错误消息。通过特定的函数可以捕获这些消息。 **2.9 处理错误** - **try-except语句**：使用`try`...`except`结构来捕捉和处理异常。 - **raise语句**：主动抛出异常。 - **确定错误的确切位置traceback**：通过调用`traceback`模块的函数来获取错误发生的详细位置信息。 **2.10 许可和扩展模块的调用** - **实例代码**：设置产品许可级别为ArcView。 ```python import arcpy arcpy.CheckOutExtension("Spatial") arcpy.env.overwriteOutput = True arcpy.AddMessage("Product level is: " + arcpy.ProductInfo()) ``` **2.11 获取地理数据集列表信息** - **列表函数**：`arcpy.ListFeatureClasses()`等函数可以列出指定工作空间中的要素类、栅格等。 - **使用通配符和数据类型对工作空间中的要素类进行过滤**。 **2.12 如何使用多值输入** - **Python列表形式多值**：使用Python列表作为多值输入。 - **字符串形式多值**：多个值通过分隔符连接成字符串。 - **使用ValueTable多值**：使用`ValueTable`对象来表示多值输入。 **2.13 将Python脚本计划为在预定时间运行** - 通过操作系统自带的任务计划器或定时任务功能来实现脚本的自动运行。 #### 三、ArcPy处理地理数据库 - **使用Describe来确定输入数据的形状类型**。 - **Describe使用字段和索引**。 - **Describe使用空间参考**。 - **创建和使用FeatureSet和RecordSet对象**。 - **检查数据是否存在**。 - **使用游标处理数据搜索、插入或更新游标**。 - **使用Python指定查询**。 - **使用Python处理几何**。 - **验证要素类名称是否可用ArcPy.ValidateTableName()**。 - **验证字段名arcpy.ValidateFieldName**。 - **分析表和字段名**。 - **使用ArcSDE连接**：连接到ArcSDE数据库，处理大型或多用户的地理数据。 ArcMap中使用Python及高级模型构建器进行地理处理是一项非常实用且强大的技能，不仅能够提高工作效率，还能实现复杂的GIS任务自动化。通过学习并掌握上述知识点，用户可以在GIS领域发挥更大的作用。