【教学】arcpy教学专题

2024-08-11 08:23:52   0  举报

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AI智能生成

"ArcPy教学专题"是一个致力于教授用户使用ArcPy进行地理空间数据处理和分析的教程。ArcPy是ESRI公司的 ArcGIS平台中一个用于Python编程的库，它使得用户可以通过编写脚本来自动执行GIS任务。在这个专题中，我们将深入探讨ArcPy的基础知识，包括如何使用Python脚本来创建、读取、更新和删除地理数据集，以及如何使用ArcPy进行地理处理和分析。无论你是GIS专业人士，还是Python编程爱好者，这个专题都将帮助你掌握使用ArcPy的基本技能，提高你的工作效率。

python

arcpy

GIS编程

GIS开发

作者其他创作

大纲/内容

专题学习的基本方法

认-知-行三位一体 科学-技术-工程三位一体

认：知识体系 知：应用场景 行：实验实践

科学：知识体系 技术：操作技能 工程：场景实操

GIS功能的学习之路 从面向教程转为面向场景

功能的基本原理--数学原理？ 比如叠加分析其原理是集合的代数运算 空间查询其实是空间对象的拓扑关系运算

GIS功能的实现/使用方式 1）软件操作（包括专业软件和开源软件、轻量级软件） 2）建模方式（比如arcgis中的model builder，现在的代码块） 3）脚本编程*（适合智能时代，向在线云计算方向发展） 4）程序定制（软件开发）

关于ArcGIS工具学习的一点小心得

GIS功能的应用场景： 解决实际问题中功能的具体应用 比如：选址中的网络分析，土地利用中的栅格分析.... 因此：能够结合实际问题，梳理需求，提出解决方案， 细化业务逻辑，再用GIS功能实现....才是GISer的基本素养

arcpy概述&环境配置

ArcPy 由一系列模块支持，包括数据访问模块 (arcpy.da)、 制图模块 (arcpy.mp)、ArcGIS Spatial Analyst 扩展模块 模块 (arcpy.sa)  以及 ArcGIS Network Analyst 扩展模块 模块 (arcpy.na)。

要点：arcpy是按工具、函数、类和模块来进行组织

ArcPy入门相关知识--使用工具、函数、类、模块

ArcGIS Pro和ArcMap的arcpy区别

从 ArcGIS 走向 ArcGIS Pro，ArcPy 的使用差别

Arcpy升级到ArcGIS Pro

arcpy帮助手册（arcgis pro)

提示：把该帮助文件的链接 注释到  import arcpy语句边，随时查用

小提示：里面自带的搜索用的是英文版， 查找相应的函数时尽量用英文，找到后再把网址中的en改为zh-cn

arcpy帮助手册（arcgis 10.x）

arcpy的开发环境

arcpy脚本的几种编写环境： 1）gis桌面版自带的python窗口：命令行方式，适合在桌面版环境内部使用 2）arcgis自带的idle开发工具 3）arcgis pro自带的notebook工具*  .ipynb文件 4）第三方开发工具如vscode,pycharm 提问：在arcpy在线手册提供的代码案例中， 为什么会有（python窗口和独立脚本两种）

Arcpy的三种使用方式

Arcpy介绍和安装

arcpy+pycharm

arcgis pro notebook笔记本

notebook中使用的一些简单要点

aprx工程文件及目录

arcgis pro中arcpy的三种使用方式

使用Arcgis pro要点： 1.统一用工程文件.aprx来进行资源管理（包括数据源、数据文件、 地图/布局、工具箱、notebook等）， 与文件夹对应并统一管理（养成这种项目管理习惯） 2.在arcgis pro下面书写python代码，用笔记本Notebook的方式 3.notebook的编辑和命令模式，代码和标记格式 4.markdown标记格式的一些书写方法

Arcpy升级到ArcGIS Pro 很多代码的写法不同了，特别是mp模块

从 10.x 到 ArcGIS Pro 的 Python 迁移

从 arcpy.mapping 迁移至 ArcGIS Pro

 一些基础知识

GIS的数据基础

“数据”的不同的层次： 1）物理层面的数据文件，数据库：如shp文件/gdb数据库 2）逻辑层面的数据对象：参考arcgis geodatabase模型      如：工作空间workspace，地图map，图层layer，要素集...... 3）arcpy中的编程对象：如地图对象vsmap， 在不同的应用环境中，清晰的使用具体的“数据”概念

“数据”的处理过程： 1）软件操作时数据的输入，处理，输出..... 比如：加载shp文件，得到要素集对象，再打开关联的属性表，查看记录（行）和字段（列） 2）脚本编程时，对应软件操作过程，得到数据的处理流程 比如：加载shp文件对应语句？得到要素集语句？列出行和列的语句--游标的操作？

GIS软件操作基础

GIS功能的基本原理 特别是数学原理

GIS功能的使用方式 输入输出参数--工具的option选项--arcpy的核心方法参数

地处理工具 arctoolbox(*.tbx)

model builder建模

arcpy脚本

实例说明

脚本编程基础

程序语言的基础：   变量   数据类型（python的组合类型是重点）   输入和输出   流程控制三大结构   函数   面向对象（属性、事件、方法）

流程控制

三大结构： 顺序 分支 循环

try-except 语句

with语句（块语句） with arcpy.da.searchcursor() as cursor:

手册在身边，会查会看核心方法（函数） 能够看得懂函数原型：（可以把工具或函数的在线帮助网址注释到代码中） 1）函数名及其功能 2）参数：参数名，参数的数据类型，参数意义，顺序，输入/输出 3）函数的返回值（得到什么） 重点：看懂原型后，如何构造实际参数，传递实际参数

点密度工具/函数的帮助文档 提问：如何看函数原型，如何构造和传递参数

arcpy编程基础 [地处理工具右上角？号] [运行：复制python命令]

arcpy的编程基础（其中某功能的实现）： 1）调包  import arcpy from arcpy import env from arcpy.sa import * 2）设置工作空间（如需，实则是统一数据源所在的路径） env.workspace = r"C:/sapyexamples/data" 3)构造参数，赋值实参（理解python窗口和独立脚本传参方式的区别） inFeatures = "rec_sites.shp" populationField = "NONE" cellSize = 60 4）调用核心方法函数 outPdens = PointDensity(inFeatures, populationField, cellSize,                         myNbrCirc, "SQUARE_KILOMETERS") 5）查看返回值，如果是对象，是否转为文件....等，再下一步处理 注意：结果是通过输出参数得到还是通过返回值得到 outPdens.save("C:/sapyexamples/output/outpdens")

容易出错地方： 1）路径设置问题：\是python的转义字符 路径前加r进行转义，或用\\

容易出错地方： 2）理解参数传递的方式 a.将值直接作为实参传递（python窗口方式） b.先定义形参进行赋值，再进行传递 c.用形参=实参的方式（一定要注意形参的命名）

综合教程

码农设计师公众号 ArcGIS工具箱系列 【参考其原理和软件操作转arcpy脚本】

实验数据

码农设计师公众号实用主义学ArcGIS

《实用主义学ArcGIS》系列文章配套数据

Renhai实验室 ArcGIS Python系列

2023年地理空间领域最火的11个Python包

gitee.com开源系列 城市空间数据分析初学者学习笔记

一、Arcpy介绍和安装【ArcGIS Python系列】

知乎

教材案例《面向ArcGIS的Python脚本编程》，在线阅读【含数据下载链接】： 百度云盘链接: https://pan.baidu.com/s/1ht2v7U0  密码: pypy

基础内容：Python in ArcGIS

ArcGIS中不可不知的Python技术（PPT可下载）

ArcGIS平台中的Python开发面面观

ArcGIS API for Python

培训机构的课程参考

Ai尚研修科研技术服务平台

用ArcGIS Pro和Python重塑你的数据世界

基于Python的GIS开发与应用实战营

arcpy基础教程

arcpy中文帮助（10.2）

arcpy中文帮助（arcgis pro 3.2)

arcpy学习入门（1）

arcpy基础入门

B站 arcpy基础教程

B站 Arcpy编程开发(从小白到大神)

团队教程作品

ArcPy+JuputerNotebook环境配置.pdf

ArcPy专题一：栅格数据的处理技术文档.pdf

ArcPy专题二：矢量数据的处理技术文档.pdf

ArcPy专题三：批量与精细化制图技术文档（终） .pdf

师兄实验报告

课程讲稿整理（上 arcgis版）.pdf

课程讲稿整理（下 arcgis版）.pdf

相关应用

利用arcpy实现arcgis中字段自动编号 （pycharm导入arcpy站点包，字段创建、更新与写值）

excel转点、创建表

ArcPy将中文字段自动转为首字母

ArcPy实现图斑分组编号

课堂案例

专题3 制图(arcpy.mp)

制图相关的对象

制图对象之间关系

ArcGIS Pro中的工程 arcpy中的工程对象aprx为mp模块 的ArcGISProject类

脚本中得到工程对象的两种方式： # 方式一，文件路径 aprx = arcpy.mp.ArcGISProject(r"D:/arcpy制图/Study.aprx") # 方式二适用于程序内运行的脚本CURRENT aprx = arcpy.mp.ArcGISProject("CURRENT")

如何导入ArcMap的地图文档（.mxd文件）？ arcgis中原有的地图文档导入 ArcGISProject.importDocument

地图对象map 地图标签的名字即为map的name属性

脚本中如何得到地图对象？

地图包含多个图层layer （图层对象）

列出现有地图中的所有图层

图层类型的判断

向地图添加层层 addLayer (add_layer_or_layerfile, {add_position})

生产场景：图层对象数据源丢失的问题 layer.updateConnectionProperties（）

布局对象layout

使用 ArcGISProject 对象上的 listLayouts 方法访问布局

可以通过 listElements 方法访问页面布局上的所有元素： GraphicElement、GroupElement、LegendElement、 MapFrameElement、MapSurroundElement、 PictureElement 和 TextElement 得到相应的元素后再进行设置

MapFrame 地图框元素 注意地图框中一系列的输出方法 exportTo*（）方法

LegendElement图例元素 items属性，遍历图例项并修改其属性

TextElement 文本元素/标注 text属性，与元素关联的文本字符串。

Layout 对象可访问多个 exportTo 方法

课堂实例

制图方案（过程） 制图应用场景

arcpy自动制图实战（arcpy.mapping迁移至arcpy.mp） 更换不同数据源达到自动化制图目的

查询或选择不同的数据要素（更新到图层）， 从而达到批量制图 layer.updateConnectionProperties()

显示/隐藏不同的图层（和图例项）， 从而达到自动化制图目标

课堂实例

ArcGIS Pro中的数据驱动与Arcpy编程驱动

课堂实例

（arcgis版）各种自动化出图场景脚本总结（富才师兄）

ArcGIS Pro地图册制作（动态文本、动态表格、动态图片等），

课堂实例

专题4 空间分析（arcpy.sa/ia）

ArcPy与栅格(Raster) 栅格对象 栅格文件 栅格数据集

ArcGIS栅格值更换+图层标识 （栅格数据的一般操作方法）

ArcGIS Spatial Analyst 工具箱简介 理解工具--脚本函数的一一对应

spatial analyst工具介绍

处理栅格数据（基础概念）

课堂实例

栅格数据处理的应用场景 栅格和影像

ArcGIS Pro Python脚本学习-处理栅格

栅格基本介绍、sa与ia模块介绍、Raster对象、 栅格属性描述、栅格列表

栅格计算地图代数运算 地图代数——栅格计算器

栅格计算器

条件分析函数Con() 思考：在土地利用变化分析中的应用

课堂实例

栅格重分类

重分类

重分类——分割

......

DEM分析表面分析

软件操作：坡度、坡向、曲率

坡度

坡度变率

坡向

坡向变率

曲率

Arcpy批量生成坡度和坡向

软件操作：等值线

等值线

等值线列表

含障碍的等值线（计曲线）

软件操作：填挖方

挖方填方

软件操作：山体阴影 （制作地貌渲染图）

山体阴影

地形起伏度

地面粗糙度

山顶点提取 邻域分析->地图代数->重分类->栅格转点

利用水文分析方法提取山脊线和山谷线（ArcPy实现）

课堂实例

软件教程

栅格统计

密度分析（制图） 软件操作

软件操作：点密度

脚本：点密度

软件操作：核密度

脚本：核密度

软件操作：线密度

脚本：线密度

课堂实例

软件教程

插值分析

软件：趋势面法(全局分析）

脚本：趋势面分析

软件：反距离权重法IDW

脚本：IDW

软件：自然邻域法

脚本：自然邻域法

软件：样条函数法

脚本：样条函数法

软件：克里金法

脚本：克里金法

课堂实例

软件教程

距离分析

软件操作： 欧氏距离 欧氏分配 欧氏方向 欧氏反向

脚本：欧氏距离

脚本：欧氏分配

软件操作：路径距离

路径距离分析包括路径距离、 路径距离分配 路径距离回溯链接 三个工具。

脚本：路径距离

脚本：路径距离分配

脚本：路径距离回溯链接

软件操作：成本距离

脚本：成本距离

软件操作：成本路径

脚本：成本路径

软件操作：成本分配

软件操作：成本连通性

软件操作：廊道分析

软件教程

局部分析

邻域分析

焦点统计

块统计

区域分析

水分分析

栅格文件的裁剪和拼接

#查看栅格数据的基本信息 describe()

软件：利用ArcMap10.4进行遥感影像的镶嵌和裁剪

建模：用ArcGIS模型构建器实现批量裁剪影像

#批量对某一文件夹下面的所有栅格文件， 用一个掩膜shp文件进行裁剪 arcpy.sa.ExtractByMask(ras, mask_fea)

脚本：按掩膜提取 (Spatial Analyst)

模型：构建器实现批量按掩膜提取影像

ArcPy批量掩膜、批量重采样栅格图像

#批量裁剪案例（不同年份的遥感影像） arcpy.management.Clip()

脚本：裁剪栅格 (数据管理)

#数据管理工具management 遥感影像镶嵌拼接 工具为“镶嵌至新栅格”

脚本：镶嵌至新栅格 (数据管理) MosaicToNewRaster

脚本：镶嵌（数据管理） Mosaic

影像处理，例如镶嵌校正、空间滤波等

脚本：

课堂实例

波段和通道

彩色合成

波段合成 （波段计算）

软件操作：遥感影像进行波段合成（2种方法） 和波段提取（3种方法）

脚本波段合成：只针对分波段栅格数据

脚本波段提取：从多波段栅格中提取一个或多个波段 或在多波段栅格中对波段进行重新排序来创建栅格对象

脚本直接使用相关的指数函数进行指数计算 比如：NDVI

课堂实例

专题5 工具的开发

理解工具与函数的区别与联系：  工具的记录方式与函数不同。每个工具在 ArcGIS Desktop 帮助系统中都有自己的工具参考页面。函数则记 录在 ArcPy 文档中。  工具会返回 Result 对象；而函数不会。  工具会生成可通过各种函数（如 GetMessages()）进行访问的消息。函数不会生成消息。  工具按产品级别（ArcGIS for Desktop Basic、Standard 或 Advanced）和扩展模块（ArcGIS Network  Analyst 扩展模块、ArcGIS Spatial Analyst 扩展模块 等）进行授权。您可以在工具参考页面上查找所需的 许可等级。不对函数进行授权 - 它们随 ArcPy 一起安装。

工具箱、函数、工具类、

ArcGIS Pro Python脚本学习-调试和处理错误

消息和错误机制 如何与try...except配合使用

AddError

AddMessage

注意事项

GetMessage

GetMessages ({severity})

ArcGIS：工具、模型和脚本

ArcPy入门相关知识--使用工具、函数、类、模块

如何自制一个ArcGIS工具箱（ArcPy和模型构建器的使用）

ArcGIS二次开发Python(arcpy)指南（七）：你也可以制作ArcGIS工具箱