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在ArcGIS下基于Python的矢量数据处理方法
资料介绍
在ArcGIS中地理处理可以通过Python脚本语言来具体实现。通过Python串联Arcgis的地理处理工具,实现工作流自动化完成,同时,实践批处理过程,解放人工的机械重复工作,提高效率,进而保证数据质量。现以地形图中示坡线的正确、严谨表达为实践案例,介绍了在ArcGIS下利用Python处理矢量数据,为矢量数据处理的高效、自动化提供解决方法。
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（完整内容请下载后查看）测绘技术装备 第 18 卷 2016 年第 4 期
技术交流 63
在 ArcGIS 下基于 Python 的矢量数据处理方法
林璐 王爽 李海泉 侯兴泽 马鹏刚
（国家测绘地理信息局第二地形测量队 陕西西安 710054）
摘
要：在 ArcGIS 中地理处理可以通过 Python 脚本语言来具体实现。通过 Python 串联 Arcgis 的地理处理
工具，实现工作流自动化完成，同时，实践批处理过程，解放人工的机械重复工作，提高效率，进而保证数
据质量。现以地形图中示坡线的正确、严谨表达为实践案例，介绍了在 ArcGIS 下利用 Python 处理矢量数据，
为矢量数据处理的高效、自动化提供解决方法。
关键词：Python ARCGIS 地理处理 示坡线
1 引言
Python 语言可以实现对地理数据的批处理，从而有
地理处理是 GIS 用户应用的重要组成部分， 助于提高工作效率[2]。
ArcGIS 的 ArcToolbox 窗口为 GIS 用户提供了数百个 2 开发案例说明
地理处理。对于数据处理人员在使用 ArcGIS 地理处
示坡线，是指示斜坡降落的方向线，它与等高
理工具时，就会遇到这样的难题，如何将几个简单 线垂直相交。一般表示在谷地、山头、鞍部、图廓
的地理处理工具串联起来，自动化地完成一个简单 边及斜坡方向不易判读的地方。凹地的最高、最低
工作流，使得人工操作转换为自动化的程序批处理 一条等高线上也应表示示坡线[3]。在测绘 4D 产品之
过程[1]。
一的数字线划图（DLG）中，示坡线一般以有向点或
Python 是一种不受局限、跨平台的开源编程语 有向线（长度为定值的线段）的方式表达。其中，
言，它功能强大且简单易学。同时，它可伸缩程度 有向点应严格捕捉相应等高线，通过填写要素角度
高，适于大型项目或小型的一次性程序（称为脚本）， 属性项表达所示方向；有向线为线段，起始节点应
并且可嵌入（使 ArcGIS 可脚本化）。目前，Python 严格捕捉相应等高线，终止节点指向所示方向，线
已延伸到 ArcGIS 中，成为了一种用于进行数据分析、 段长度为规范要求长度。
数据转换、数据管理和地图自动化的语言。运用
图 1 山丘、山峰和盆地、洼地的示坡线示意图
一般在 DLG 制作过程中，特别是中小比例尺地 情况致使下工序矢量数据编辑处理时，需要人工核
形图，通常利用立体测图系统，在恢复立体影像相 对、修改，工作量大且繁琐（尤其是在沙漠、特殊
对模型的情况下，人工判断地貌，并采集示坡线。 丘陵地区，1 幅 1∶10000 比例尺地形图可能需要上
采集时要求在对应等高线采集第一点，沿斜坡的方 千个示坡线表示地貌形态），如果作业人员责任心不
向采集第二点。为提高生产效率及生产工序技术要 足还易造成质量隐患。
求，此时采集的示坡线，不符合前述 DLG 拓扑规范 3 处理方案设计
要求。存在未严格捕捉等高线，造成悬挂和相交的 3.1 方案设计思路
拓扑问题；或示坡线要素长度不定，不符合技术要
数据要素处理的关键是两点：一是解决拓扑问
求；亦或示坡线采集图形上看正确，实际上刚好与 题，二是实现示坡线角度正确表达。因此解决思路
要求相反，是由斜坡降落方向向等高线采集。这些 是：首先，要满足拓扑要求，即相应要素之间严格
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测绘技术装备 第 18 卷 2016 年第 4 期
捕捉，可以通过处理要素线段与等高线之间的悬挂 的问题。
和相交拓扑问题实现，使得要素线段的一个端点捕
（3）判断示坡线与等高线相交的节点是起始
捉到等高线上。然后，在确定该端点为要素线段起 点，指向斜坡方向的是终止点。首尾节点位置的正
始点的基础上，将方向正确的要素线段转换为点， 确性，是决定角度计算值合理的前提。当节点位置
并继承线段方向，即获得有向点。最后，如果示坡 不正确时，利用反向功能，将要素采集方向反转。
线是由定长有向线表达，再依据有向点的角度值，
生成方向、长度均符合要求的有向线。
3.2 方案操作的具体流程
（4）将示坡线要素线段转有向点。示坡线要素
与等高线相交处为有向点的位置。角度值依据示坡
线要素方向确定。在角度确定时，应考虑不同项目
（1）提取等高线和原始示坡线要素，并导入一 设计要求，对角度 0 值的起算方向，以及旋转方向
个新的数据集，为数据处理做好准备。经过后续处 的定义。另外，还要注意角度值的精度取位要求。
理，将成果示坡线与数据中原始示坡线要素核对，
没有错漏后，自动将原始示坡线要素删除，并导入 长度要求向线段表达方式。可以依据上步有向点的
核对后最终示坡线。
位置及角度，创建符合相应项目设计要求的定长有
（2）使用悬挂、相交功能，将示坡线延伸或打 向线段要素。
（5）示坡线除了有向点表达方式外，还有固定
断，使得示坡线与相应的等高线实现严格的捕捉。
（6）经过核查处理好的示坡线要素，将最终成
应注意合理设置拓扑容差，过小可能不能自动化延 果导入数据库。
伸或打断，过大可能形成错误的拓扑关系，造成新
图 2 示坡线要素处理流程示意图
4 关键函数及源代码实现
语法是：
ExtendLine_edit(in_features,{length},{ex
ArcGIS 的地理处理均有相应功能函数，Python
可以直接调用，对于开发人员十分友好。同时，Python tend_to})；
也可以通过程序开发语言实现需求功能[4]、[5]
。
修剪线功能语法是：
（1）处理悬挂、及打断可通过调用“延伸线”、
TrimLine_edit(in_features,{dangle_length},
“修剪线”两个功能函数实现。其中，延伸线功能 {delete_shorts})。
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