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Python语言在地理空间数据处理中的应用

更新时间：2019-12-22 15:25:37 大小：2M 上传用户：songhuahua查看TA发布的资源 标签：python 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

Python语言诞生于20世纪80年代末,它是一种简单易学,功能强大的开源编程语言.Python语言自被ArcGIS9.0引入应用以来,凭借着批量处理、操作简单、入门快、效率高、可跨平台且植入性高、稳定成熟等众多优点迅速跻身于地理空间数据处理者中,为其的工作提供了无限的便利.论文以实际测量土地范围点位数据为例,利用Python语言编写脚本批量处理地理空间数据,结果表明Python语言可以极大地提高了地理空间数据的处理效率,同时,进一步证明Python语言简单易学,适合非计算机专业的编程入门语言.


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新技术应用与实践  
ApplicationꢀndPraꢁtiꢁeof NewTeꢁhnoꢂogy  
Python 语言在地理空间数据处理中的应用  
Application of Python Language in Geo-Spatial Data Processing  
郑辉  
（河南大学民生学院，河南 开封 475004）  
ZHENG Hui  
(HenanUniversityMinshengCollege,Kaifeng475004,China)  
【摘 要】  
Python语言诞生于 20 世纪 80 年代末，它是一种简单易学，功能强大的开源编程语言。Python 语言自被 ArcGIS9.0 引入应  
用以来，凭借着批量处理、操作简单、入门快、效率高、可跨平台且植入性高、稳定成熟等众多优点迅速跻身于地理空间数据处理者  
中，为其的工作提供了无限的便利。论文以实际测量土地范围点位数据为例，利用 Python 语言编写脚本批量处理地理空间数据，结  
果表明 Python 语言可以极大地提高了地理空间数据的处理效率，同时，进一步证明 Python 语言简单易学，适合非计算机专业的编  
程入门语言。  
【
】
Abstract Python language was born in the late 1980 s. It's a simple, easy-to-learn, powerful open source programming language. Since it was  
introducedintoArcGIS9.0,ithasrapidlybecomeoneofthegeospatialdataprocessorswiththeadvantagesofbatchprocessing, simpleoperation,  
fastentry,highefficiency,cross-platform,highimplantability,stabilityandmaturity,whichprovidesinfiniteconvenienceforitswork.Takingthe  
point data of actual land survey as an example, this paper uses Python language to write scripts to process geospatial data in batches. The results  
show that Python language can greatly improve the processing efficiency of geospatial data. At the same time, it further proves that Python  
languageissimpleandeasytolearnandsuitablefornon-computerprofessionalprogrammingintroductorylanguage.  
【关键词】  
Python；地理空间数据；脚本语言；点图层数据  
【
】
Keywords Python;geo-spatialdata;scriptlanguage;pointlayerdata  
【中图分类号】ꢂ208；ꢂ237 【文献标志码】A  
【文章编号】1673-1069（2019）06-0129-02  
是在地学领域的研究中，地理空间数据的处理经常需要借助  
相应的软件或者工具。在大量的地理数据中，地理空间数据较  
其他矢量数据更具有丰富的空间属性信息，将其不同数据通  
过裁切、融合、叠加以及其他复杂手段后会得到包含更多空间  
信息的地理数据。但在正常的操作过程中，一般借助 ArcGIS  
软件对地理空间数据进行简单的重复性操作，复杂性的数据  
处理通常是借助构造函数或相应软件进行的，这样机械性的  
操作不仅会大大影响数据的处理过程，另外，在重复性操作的  
过程中不可避免引进的数据误差也会大幅度增加，极大地影  
1 引言  
Python 语言诞生于 20 世纪 80 年代末，它是一种简单易  
学，功能强大的编程语言；还是一种开源、免费软件，用户在使  
用时不用担心版权问题；它有高效率的高层数据结构，简单而  
有效地实现面向对象编程。Pyꢀhon 简洁的语法和对动态输入  
的支持，再加上解释性语言的本质，使得它在大多数平台上的  
[1]  
许多领域都是一个理想的脚本语言，并用在不同的领域 。  
随着大数据时代的到来，生活信息化程度越来越高，许多  
传统的信息处理方式已经远远满足不了当代人的需求。特别  
ꢁ2]  
响了工作效率和数据处理的灵活性与易用性 。  
ꢂyꢀhon 语言自被 ArcGIS 9.0 引入应用以来，凭借着批量  
处理、操作简单、入门快、效率高、可跨平台且植入性高、稳定  
成熟等众多优点迅速跻身于地理空间数据处理中，为其工作  
提供了无限的便利。目前，EꢃRI 公司已完全将 ꢂyꢀhon 纳入  
ArcGIꢃ 中，并将其视为可满足用户需求的语言，再加上 ꢂyꢀhon  
129  
【基金项目】河南大学民生学院教育教学改革研究项目资助计划，项  
目编号：MSJG2015046。  
【作者简介】郑辉（1983-），男，河南开封人，讲师，从事遥感及 GIS  
应用研究。  
中小企业管理与科技  
Management&TechnologyofSMꢀ  
是免费使用的，因此 Python 软件所面对的用户面十分宽广，若  
[3]  
合理使用则会节省大量数据处理时间，提高工作效率 。本文  
主要通过将重复性操作的数据处理与 ꢀyꢁhon 批处理进行对  
照，对人们的生产生活具有一定的现实意义。  
2 地理空间数据处理方法  
地理空间数据处理是在一定的要求下，借助 ArcGIS 软件  
将不同的地理数据按其空间关系进行相应的几何操作，最终  
使得处理后的结果在其属性表上显示相应的信息，以此达到  
具体实践的目的。而对于多量重复性质的空间数据处理方法，  
常用的有以下三种方式：针对实际需求，通过 ꢂrcToolbox 中的  
数百个处理工具进行处理；借助 ꢃrcꢄIS 软件中自带的批处理  
Baꢁch 工具进行处理；借助 ꢀyꢁhon 脚本语言对数据进行具体实  
现。  
图例  
点图层  
线图层  
面图层  
图
地理空间数据（点、线、面）  
1
好的 ꢊyꢁe ꢆode。ꢀyꢁhon 的 Virꢁuꢌl Mꢌꢆhine 是一种更高级的  
Virꢁuꢌl Mꢌꢆhine。 与 Jꢌvꢌ 或 .NEꢇ 相 比 ，ꢀyꢁhon 的 Virꢁuꢌl  
Mꢌꢆhine 距离真实机器的距离更远。或者可以这么说，ꢀyꢁhon  
的 Virꢁuꢌl Mꢌꢆhine 是一种抽象层次更高的 Virꢁuꢌl Mꢌꢆhine。实  
验结果显示随着数据量的不断增加及人员疲惫的出现，通过  
ꢃrꢆꢄIS 中的 ꢇoolꢊox 单个处理数据的时间会呈现指数趋势的  
增长，而通过 ꢀyꢁhon 脚本语言与 ꢇoolꢊox 单个处理相比较，随  
着数据的增加其节省时间越来越多。  
①ArcToolbox 处理。ArcꢄIS 软件提供一系列地理数据处  
理的方法，并将其集成于一套工具箱之中，可以根据具体的应  
用利用 ArcToolbox 简单的可视化引导界面完成项目任务。  
②Baꢁch 批处理。虽然 ArcToolbox 提供了几百个灵活领用  
的工具，但其每次只能处理一个数据。如果几十个数据，则需  
要重复工作。而工具中的批量处理(Baꢁch)可以实现多个数据  
到几十个数据的批量处理，可以通过添加多个数据完成项目  
任务。  
4 结语  
研究中利用 ꢀyꢁhon 语言处理大量的地理空间数据的转  
换，通过编写脚本程序可以极大地提高地理空间数据的处理  
速度，简化手工操作的步骤，对于大批量流程作业将大幅提高  
工作效率。案例中仅对比分析简单的点图层转换成线图层的  
时效性，今后将进一步研究面的转换及叠加分析等复杂的分  
析，进一步探讨 ꢀyꢁhon 语言在地理空间数据处理中的优越性、  
时效性。  
③Pyꢁhon 批处理。Baꢁch 批处理功能虽能解决多数据的问  
题，但处理多数据时需要手动加入几十个数据，并需要对输出  
文件进行命名。这样对成千上万，甚至几十百万个地理数据操  
作，Baꢁch 功能依然无法满足，而 Pyꢁhon 灵活的脚本语言可以  
很好地解决这些难题。  
同时，通过该案例实验更进一步证明 ꢀyꢁhon 语言也很容  
易学习，非常适合作为非计算机相关专业的计算机程序设计  
入门语言，特别是对需要处理大量地理空间数据的地理学相  
关专业。开设 ꢀyꢁhon 语言课程，可以作为一种用于学校教学辅  
助软件的开发工具，提高工作效率。  
3 地理空间数据实例处理  
本实例以实际测量土地范围为例，项目中野外测量获取  
不同地块的特征点位。而用户需要获取地块的长度（线图层）  
和面积（面图层）信息，如图 1 所示，图中黑色三角点为野外实  
际测量的关键点。  
【参考文献】  
案例中使用 ꢃꢅꢆꢄIS 中的 ꢇꢈꢈꢉꢊox 与 pyꢁꢋon 语言进行对点  
图层转换成线图层进行比较分析。ꢀyꢁꢋon 在执行时，首先会将.  
py 文件中的源代码编译成 ꢀyꢁꢋon 的 ꢊyꢁe ꢆode（字节码），然后  
再由 ꢀyꢁꢋon Virꢁuꢌl Mꢌꢆhine（ꢀyꢁhon 虚拟机）来执行这些编译  
【1】语言的官方网站.  
【2】hꢁꢁps：//giꢁhuꢊ.ꢆom/, ꢄiꢁhuꢊ pyꢁhon 代码共享网站.  
【3】肖斌涛, 黄君强. ꢀyꢁhon 语言在教学辅助软件开发中的应用研究ꢍJꢎ.  
现代计算机, 2009(7)ꢏ11ꢐ-115.  
130  

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