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浅谈Python语言在地理国情监测质量检查中的应用

更新时间：2019-12-24 11:12:33 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

地理国情监测质量检查是监测成果正确性和权威性的重要保障,利用Arcgis软件所提供的ArcPy站点包,通过Python语言进行简单的编程,编制地理国情监测质量检查工具,是加快检查工作中错误定位和提升检查工作效率的一个有效方法。


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华北自然资源 论文  
103  
Huabei Natural Resources  
浅谈Python语言在地理国情监测质量检查中的应用  
赵 勇  
（山西省地图院,山西 太原 030002）  
摘要：地理国情监测质量检查是监测成果正确性和权威性的重要保障，利用Arcgis软件所提供的  
ArcPy站点包，通过Python语言进行简单的编程，编制地理国情监测质量检查工具，是加快检查工作中错误  
定位和提升检查工作效率的一个有效方法。  
关键词：国情监测；Python；质量检查  
中图分类号：P208  
文献标识码：A  
文章编号：1672-7487（2019）02-103-4  
件，用Python开发的程序可以进行微小改动甚至不做改动  
在Arcgis所支持的各类操作系统上运行；  
1
引言  
基础性地理国情监测的监测周期为1年，时间节点为  
3）Python是一种面向对象的编程语言，正符合  
Arcgis对面向对象编程的要求；  
每年度的6月30日。监测工作要求所使用遥感影像源应是  
时相为监测年度第二季度的影像，整个项目数据生产作业  
时间主要集中在该年度的6月到11月。作业内容包括遥感影  
像的正射处理、监测数据的生产、各类监测成果的入库、  
各类监测成果的质量检查及验收。项目质检工期仅有一个  
多月时间[1]，因此增强检查工作的针对性、提高准确性、  
加快检查进度对保障整个项目圆满完成有着重要的意义。  
不论是基础性地理国情普查的矢量数据成果，还是基础  
性地理国情监测的矢量数据成果均采用Arcgis地理信息系  
统平台下的File GEODATABASE 与 Personal GEODATABASE  
格式[3]。在项目成果的质量检查中，可利用Arcgis对  
Python语言的支持功能，通过简单的编程进行二次开发编  
制质量检查工具，利用要素间的属性关系、位置关系提取  
检查中所关注的要素，通过对这些要素的分析获得检查结  
果，可有效节约检查时间，提高检查效率。本文研究利用  
Arcgis地理信息系统平台所提供的ArcPy站点包，通过  
Python语言进行二次开发提高基础性地理国情监测成果质  
量检查效率的方法。  
4）Python开源与免费，使Arcgis可以将其部署在自己  
的软件包中，作为软件的一部分进行分发；  
5）Python是一种解释性的语言，使开发的程序使用起  
来简便并有极强的移植性[5]。Arcgis自9.0版本中开始引入  
脚本处理技术并将Python作为其支持的脚本语言之一。在  
后续的版本中，Arcgis持续对Python进行了支持和升级，  
使其功能进一步增强。  
ArcPy是一个包含了很多函数、模块种类的站点包。  
Python可以利用这一站点包访问Arcgis的地理处理功能，  
高效地通过Python执行地理数据分析、数据管理和地图自  
动化创建等功能。  
3
质量检查主要内容  
本文所讨论的国情监测成果种类包括地表覆盖分类数  
据成果、地理国情要素数据成果和地理国情监测生产元数  
据成果。这三类成果的质量检查主要内容均包括空间参考  
系、时间精度、逻辑一致性、采集精度、属性精度、完整  
性、表征质量等几类[4]。其中空间参考系、逻辑一致性、  
属性精度、表征质量等几类检查内容的检查项绝大多数可  
以利用Python语言结合Arcgis软件进行检查。尤其是这三  
类监测成果间内在关系正确性的检查，在获得执行结果  
后辅以必要的人工检查可以快速准确地发现数据间的内  
在错误，提高问题的发现率和检查效率。  
2 Python脚本  
Python作为Arcgis地理信息系统平台所使用的脚本语  
言，有以下几个特点：  
1）简单易学，其语法简单，适合非编程的其他专业人  
员，经过简单的学习，拿来解决本行业的实际问题；  
2）跨平台，Arcgis是一个多平台的地理信息集成软  
作者简介：赵勇（1976—），男，山西忻州人，高级工程师，本科，毕业于武汉测绘科技大学印刷技术  
专业，主要从事基础测绘数据生产及测绘地理信息产品的质量检验工作。（邮箱）
测绘测量  
104  
CEꢀHUIꢀCEꢀLIANG  
3）选取与合并后的线要素相交、相切的面要素。通过  
按位置要素选取工具（Select Layer By Location），将  
与线要素相交、相切的地表覆盖图斑选取为一个选择集，  
形成一个临时面要素层；  
4
质量检查应用实例  
通常国情监测成果数据均要通过专业的质检软件进  
行数据成果的质量检查，但对于一些数据间内在联系一  
致性较差的数据关系，通用的质检软件多欠缺此类检查  
项。例如，国情要素成果中道路中心线与地表覆盖成果  
中房屋建筑区面要素之间的关系，道路中性线一般情况  
下不应该与地表覆盖数据中的房屋建筑区面相交或相  
切，在通用的质检软件中一般不做检查。如图1所示，道路  
穿越高密度低矮房屋建筑区，图中道路宽度大于5m，按照  
地理国情监测要求需在地表覆盖要素集中采集无轨道路  
面要素，但图中所示为道路线要素与房屋建筑区面要素相  
交，无对应的无轨道路面要素。利用这一数据间的关  
系，通过Python语言结合Arcgis中相应的数据处理工  
具，可以发现监测成果中相关的数据更新错误，并将错  
误定位信息进行自动化提取，形成错误定位文件，方便作  
业人员进行错误的定位和修改。以下就此类错误提取为  
例，进行说明。  
4）将上一步中形成的面要素集通过按要素属性选择工  
具（Select Layer By Attribute）进行选择，丢弃地表覆  
盖分类为非房屋建筑的要素，形成与线要素相交、相切的  
房屋建筑面要素临时数据集；  
5）利用房屋建筑面要素临时数据层与合并后的线要素  
层使用工具“Intersect”进行相交操作，获得错误区域线  
要素集，将此要素集储存为预定格式的文件，形成最终的  
检查结果。  
读取线状要素数据  
合并线状要素数据  
并调整要素属性  
读取地表覆盖数据  
图层化相关数据  
选择覆盖数据  
选择房屋类型面数据  
进行线面要素的相交处理  
加入错误说明  
错误定位成果  
图2 线状要素与房屋面要素相交关系错误提取流程示意图  
4.2 关键步骤与关键函数  
Acrgis工具箱中的地理处理工具与菜单中的多数功能在  
ArcPy中均有对应的功能函数，通过Python进行相关功能调  
用和灵活组合使用，可以实现地理国情监测质量检查中绝  
大多数数据间内部关系的自动检查功能。前述检查功能通  
过如下步骤实现。  
图1 道路线要素与房屋建筑面要素相交错误  
4.1 设计思路  
本示例目的是提取线要素与面要素相交、相切的区域，  
提取错误的流程如图2。具体设计思路为：  
1）确定参与脚本执行数据的目录，即工作空间，  
Python将在此目录下查询、读取和处理数据；  
2）合并相关的线要素数据。读取所需要合并的线要  
素，如道路数据、线状河流数据、线状桥梁数据等，利用  
Arcgis所提供的要素合并工具（Merge）合并为一层，并将  
不必要的属性字段丢弃；  
1）调用ArcPy站点包，设置工作空间，定义参与检查的  
要素数据目录。此处参与检查的要素数据可依据实际情况  
进行增减，如在城市地区可加入线状收费停车场要素数  
据。实现的代码为：  
import arcpy  
from arcpy import env  

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