1、Python与ArcGIS关系

ArcGIS提供了ArcPy包，Python是通过该ArcPy包来操作ArcGIS中的功能。ArcPy可以理解为ArcGIS针对Python语言提供的开发API。

2、导入ArcPy与模块搜索路径

(1)导入ArcPy

示例1：import arcpy

示例2：import arcpy.mapping

示例3：from arcpy import env

示例4：from arcpy import env as ENV

(2)模块搜索路径

导入ArcPy时，会先搜索PYTHONPATH环境变量。如何未定义环境变量，则搜索sys.path定义的路径：Python27\ArcGIS10.5\Lib\site-packages和Python27\ArcGISx6410.5\Lib\site-packages。ArcGIS在安装Python时，会在这两个目录下创建Desktop10.5.pth和Server10.5.pth。这两个文件记录了ArcPy需要的路径：

*C:\arcgis\Desktop10.5\bin

C:\arcgis\Desktop10.5\ArcPy

C:\arcgis\Desktop10.5\ArcToolBox\Scripts

如果出现提示找不到ArcPy模块的错误，可以手动创建该文件并添加上面的路径。

3、调用地理处理工具和地理处理服务

3.1、调用地理处理工具

所有工具可以ArcPy函数方式调用，也可以工具箱别名的模块调用。

函数方式：arcpy.GetCount_management(features)

工具箱模块方式：arcpy.management.GetCount(features)

3.2、调用自定义地理处理工具

建议在ImportToolbox()中定义自定义工具箱的别名，ArcPy使用arcpy._方式调用。

arcpy.ImportToolbox("c:/mytools/geometrytools.tbx", "mytools")

arcpy.CreateRegularPolygons_mytools(params)

3.3、调用地理处理服务

地理处理服务器名称和工具箱名称使用分号隔开。

arcpy.ImportToolbox("http://flame7/arcgis/services;GP/BufferByVal","mytools")

arcpy.BufferPoints_mytools(inFeatureSet, "5 km")

3.4、调用地理处理工具的技巧

技巧1：调用ArcGIS自带的地理处理工具

ArcGIS提供了数量众多的地理处理工具，这些工具都可以通过ArcPy来调用。在调用地理处理工具时，需要清楚工具的处理流程，以及输入输出参数等信息。为了方便调用与调试，可按如下步骤进行：

在桌面软件中运行地理处理工具

在工具运行窗口中可以查看工具说明，以及相关参数设置要求。同时还可以测试输入参数与输出结果。

查看地理处理工具调用方式

方式1：在桌面软件中，工具拖拉到Python命令行窗口，即可查看到工具调用名称，以及相关参数设置要求。

方式2：调用help()方法查看工具调用文档。在桌面软件或者IDE环境中的Python命令行中，输入help(arcpy.toolname)查询。

方式3：直接查看桌面软件帮助中的工具参考。在参考中还包含了示例代码。

在Python中调用地理处理工具

根据地理处理工具调用要求，编写Python调用代码。

技巧2：调用自定义的地理处理模型

对于自定义的地理处理模型，在Python中可以使用两种调用方式：

直接调用

直接调用是将自定义处理模型当作整理看待，调用方式：

arcpy.importToolbox("toolbox_path", "mytoolbox")

arcpy.Mytool_mytoolbox("params")

将模型导出为Python脚本，再复用脚本内容

ArcGIS提供了自定义地理处理模型导出为Python脚本的功能，导出的脚本可以直接在python中使用，也可以在其上修改增加自定义的功能。

这种方式可以看作是可视化编码方式，可以减少调用系统地理处理工具的复杂度。

4、ArcPy中的OMD

ArcPy由三大部分组成：ArcPy函数、ArcPy类、ArcPy模块。

(1)ArcPy函数

ArcPy函数用于执行特定的任务，方便执行地理处理工作流。ArcPy中的函数分为两种：地理处理函数和非地理处理函数。所有地理处理工具都以地理处理函数提供。

(2)ArcPy类

ArcPy类存储地理对象相关的信息，通常用于解析地理数据，或者作为地理处理工具的参数。

(3)ArcPy模块

ArcPy模块是将共性的功能以模块方式提供，方便调用。ArcPy模块包括数据访问模块(arcpy.da)、制图模块(arcpy.mapping)、空间分析扩展模块(arcpy.sa)、网络分析扩展模块(arcpy.na)。以及工具类模块：时间模块(arcpy.time)。

4.1、ArcPy中的函数

ArcPy中的函数主要包括了：描述数据的函数(Describe)、判断数据是否存在的函数(Exists)、数据迭代相关的函数(如：ListFields)、外部输入参数相关的函数(如GetParameterAsText)、许可检查相关的函数(如CheckExtension)、环境设置相关的函数(如GetSystemEnvironment)、消息错误处理相关的函数(如GetMessage)

4.2、ArcPy中的类

分类

主要类

说明

要素类或表、栅格类

FeatureSet、RecordSet、Raster

代表要素图层或者表、栅格图层

要素数据内容相关类

Cursor、Row

代表要素图层或者表中记录的每行数据

要素图层字段相关类

Field、FieldInfo

代表要素图层或表的字段信息

几何类型与空间参考

Point、Multipoint、PointGeometry、Polyline、Polygon、Extent、SpatialReference

图表类

Graph、GraphTemplate

如：气泡图、直方图、饼图等

ToolValidator相关类

Filter、Parameter、Schema、Value

自定义Python工具箱所需要的参数类

异常类

ExecuteError、ExecuteWarning

其他核心类

环境设置类：env；地理处理结果类：Result；索引类(空间索引和属性索引)：Index；多值参数类：ValueTable；SDE SQL操作类：ArcSDESQLExecute；辅助类：Array、RandomNumberGenerator

4.3、ArcPy中的模块

模块名称

主要功能

arcpy.da

数据访问模块。提供了增、删、查、改数据的类和函数。

arcpy.mapping

地图制图模块。提供了操作mxd文档、地图渲染、地图打印输出、地图服务发布等功能。

arcpy.na

网络分析扩展模块。用于访问网络分析地理处理工具。

arcpy.sa

栅格分析模块。用于访问空间分析地理处理工具。

5、描述数据的函数

通过Describe函数可以查询所有类型数据的属性信息。如：数据几何类型、字段、索引等。不同的数据类型可查询的属性信息不同。

ftClass="D:/mapdata/test/china/chinamap.gdb/citiesbuffer"

ftDesc = arcpy.Describe(ftClass)

print(ftDesc.shapeType)

print(ftDesc.featureType)

print(ftDesc.shapeFieldName)

print(ftDesc.OIDFieldName)

print(len(ftDesc.fields))

print(ftDesc.spatialReference.name)

6、环境设置类

ArcPy中环境设置定义在env类中。

(1)环境设置读取和更改

arcpy.env.scratchWorkspace = "c:/mapdata"

arcpy.env.workspace = "c:/mapdata"

arcpy.env.XYTolerance = 2.5

workspace = arcpy.env.scratchGDB

(2)检查环境变量名称

arcpy.ListEnvironments()

(3)重设环境设置

arcpy.ResetEnvironments()

arcpy.ClearEnvironment("workspace")

7、消息处理

(1)读取消息

在地理处理工具执行过程中，会输出处理消息，消息内容包括：时间、参数、错误等。可通过如下方式获取：

方式1：直接读取

result=arcpy.GetCount_management("D:/mapdata/test/worldshp/cities.shp")

print(arcpy.GetMessageCount())

print(arcpy.GetMessages())

print(arcpy.GetMessage(0))

方式2：从result中读取

result=arcpy.GetCount_management("D:/mapdata/test/worldshp/cities.shp")

print(result.messageCount)

print(result.getMessage(0))

print(result.getMessages(2))

(2)自定义消息

如果是控制台输出，可以直接使用print语句，也可以使用ArcPy提供的消息函数：

arcpy.AddMessage("info")

arcpy.AddWarning("warning")

arcpy.AddError("error")

8、错误处理

(1)ExecuteError类

地理处理工具失败时会抛出arcpy.ExecuteError类。其他的异常可以使用sys.exc_info()获取。

import arcpy

import sys

try:

result = arcpy.GetCount_management("c:/erro.shp")

except arcpy.ExecuteError:

arcpy.AddError(arcpy.GetMessages(2))

except:

e = sys.exc_info()[1]

print(e.args[0])

(2)错误跟踪

在较大复杂的脚本中，可结合sys和traceback模块来查找跟踪错误。

import arcpy

import sys

import traceback

arcpy.env.workspace = "C:/Data/myData.gdb"

try:

arcpy.CreateSpatialReference_management()

except arcpy.ExecuteError:

msgs = arcpy.GetMessages(2)

print(msgs)

except:

# Get the traceback object

#

tb = sys.exc_info()[2]

tbinfo = traceback.format_tb(tb)[0]

pymsg = "PYTHON ERRORS:\nTraceback info:\n" + tbinfo + "\nError Info:\n" + str(sys.exc_info()[1])

msgs = "ArcPy ERRORS:\n" + arcpy.GetMessages(2) + "\n"

print(pymsg)

print(msgs)

(3)Result对象中获取错误消息

result = arcpy.Clip_analysis("roads", "urban_area", "urban_roads")

消息总数：result.messageCount

按索引号获取消息：result.getMessage(index)

按类型获取消息：result.getMessages(severity)

消息类型分：0(消息)、1(警告)、2(错误)

9、许可检查

使用arcpy.CheckExtension("3D")和arcpy.CheckOutExtension("3D")检查许可。

import arcpy

try:

if arcpy.CheckExtension("3D") == "Available":

arcpy.CheckOutExtension("3D")

else:

print("license error")

arcpy.env.workspace = "D:/GrosMorne"

arcpy.HillShade_3d("WesternBrook", "westbrook_hill", 300)

arcpy.Aspect_3d("WesternBrook", "westbrook_aspect")

except arcpy.ExecuteError:

print(arcpy.GetMessages(2))

finally:

arcpy.CheckInExtension("3D")

10、地理数据路径设置与中文处理

(1)路径设置

在访问本地数据时，常需要设置数据存放路径，设置方式有两种：

方式1：绝对路径。

直接将绝对路径传入地理处理工具函数中。

arcpy.GetCount_management(r"c:\temp\streams.shp")

方式2：相对路径。

借助env.workspace，传入数据路径到地理处理工具函数中。

arcpy.env.workspace = "C:/data/base.gdb"

arcpy.GetCount_management("streams")

(2)中文处理

凡涉及到中文的地方，如中文路径，中文信息输出控制台，建议按如下方式处理：

脚本文件头定义字符编码utf-8，同时脚本文件使用utf-8编码。

中文字符串使用unicode标识，如：print(u"中文")

中文信息输出到磁盘文件，将其转换为utf-8编码。如：output = u"输出内容".encode("utf-8")

中文信息(utf-8编码)读取到内存，将其转换为unicode编码。如：input = f.read().decode("utf-8")

(3)自定义消息中的中文处理

如果使用AddMessages等消息函数输出中文，可按如下两种方式处理：

将所有编码统一到操作系统的默认编码中。如GBK。

获取操作系统编码信息：sys.getfilesystemencoding()、sys.getdefaultencoding()、locale.getdefaultlocale()

如果只能用utf-8，则使用英文输出。