基于ArcPy的ArcGIS數(shù)據(jù)驅(qū)動制圖及批量出圖
——以耕地質(zhì)量等別評定制圖為例

林金寶

（福建金地勘測規(guī)劃有限公司，福州350001）

0 引言

土地整治項目耕地質(zhì)量評定最終成果需要制作與輸出樣點圖、土地利用現(xiàn)狀圖、國家自然等別圖、國家利用等別圖及國家經(jīng)濟等別圖5張專題圖，其傳統(tǒng)制作流程為：提取出每個項目的相關圖層→數(shù)據(jù)符號化→圖面整飾→工程保存→地圖輸出。流程雖不復雜，但在土地整治項目評定實際工作中，因需依據(jù)多個項目重復制作相關專題地圖，制圖過程就顯得過于繁鎖，費時費力，容易疏漏，導致工作效率及質(zhì)量大打折扣，難以滿足工作制圖質(zhì)量及進度要求。本文以耕地質(zhì)量評定制圖為例，基于ArcGIS數(shù)據(jù)驅(qū)動制圖，通過ArcPy實現(xiàn)出圖自動化，構(gòu)建適用于各種類型土地整治項目耕地質(zhì)量等別評定的批量制圖流程與出圖模塊，以供同行參考。

1 基于ArcGIS的批量制圖研究

耕地質(zhì)量評定制圖是將地圖專題要素和基礎地理信息要素，按一定比例尺、數(shù)學法則，以符號、色彩、注記等形式表示在圖面上的一種制圖形式。ArcGIS因其有制圖表達、數(shù)據(jù)驅(qū)動、制圖要素預處理等強大功能而受諸多規(guī)劃工程師青睞。批量制圖動態(tài)聯(lián)動圖飾功能可以通過ArcGIS數(shù)據(jù)驅(qū)動動態(tài)要素配置實現(xiàn)。但ArcGIS只提供以PDF格式批量數(shù)據(jù)驅(qū)動地圖冊輸出，不符合現(xiàn)實工程出圖對圖件格式要求，也不能將單個地圖按項目名稱專題名的命名方式批量輸出。大量工作實踐證明，普通PDF格式地圖在用轉(zhuǎn)換工具轉(zhuǎn)換為其他格式時存在諸多問題，例如利用PDF圖片轉(zhuǎn)換工具將GIS導出的PDF格式地圖轉(zhuǎn)換為其他柵格格式（如JPEG）時，會出現(xiàn)地圖要素丟失等問題，即便格式轉(zhuǎn)換成功，還需要耗費大量時間根據(jù)工作要求修改地圖的命名。因此在類似耕地質(zhì)量項目評定工作中，針對若干具體項目專題圖的自動化制作及按規(guī)范名稱要求批量輸出地圖就顯得非常重要。

近些年，國內(nèi)許多學者對基于ArcGIS的批量制圖進行了大量研究與探索。余詠勝等利用ArcPy將影像分幅自動添加到地圖模板上，并自動修改標題信息，實現(xiàn)了影像地圖自動制作[1]；陳志軍等提出制作系列地圖的解決方案，運用ArcPy實現(xiàn)系列地圖批量出圖[2]；宋香平等基于ArcPy實現(xiàn)了專題地圖批量制作[3]；任俊儒采用數(shù)據(jù)驅(qū)動制圖結(jié)合ArcPy，實現(xiàn)了批量制圖和導圖，但導圖只基于當前制圖文檔，不能基于數(shù)據(jù)驅(qū)動地圖文檔[4]。上述這些實際操作通常都需要較深的編程功底，且與實際工程要求還有一定差距，不能滿足一些特定項目實際要求。本文基于ArcGIS中的數(shù)據(jù)驅(qū)動進行統(tǒng)一批量整飾制圖，并結(jié)合ArcPy進行批量導圖，將ArcPy腳本工具化，可實現(xiàn)限定分辨率下多個制圖頁面、多種輸出格式下的批量輸出，簡單操作，適用于不同水平的工作人員。

2 ArcPy結(jié)合數(shù)據(jù)驅(qū)動在制圖中的應用原理

ArcGIS10.0中新增了數(shù)據(jù)驅(qū)動制圖的功能，可以幫助用戶更加輕松、便捷地批量生產(chǎn)某類特定的專題圖，而用戶只需要配置好一幅專題圖的模板即可。通過“數(shù)據(jù)驅(qū)動頁面”，可以基于單個地圖文檔方便快捷地創(chuàng)建一系列布局頁面。要素圖層或索引圖層基于圖層中的各個索引要素將地圖分割為多個部分，然后為每個索引要素生成一個相應的頁面。“數(shù)據(jù)驅(qū)動頁面”可基于常規(guī)的面格網(wǎng)（即漁網(wǎng)），也可以依據(jù)某條路徑，還可以根據(jù)地圖要素創(chuàng)建。

ArcPy是一個以ArcGisScripting模塊為基礎并繼承了ArcGisScripting模塊功能進而構(gòu)建而成的站點包[5]。ArcPy是ArcGIS10.0以上版本所固有GIS開發(fā)包，是以實用高效的方式通過Python執(zhí)行地理數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)管理和地圖自動化工作。通過ArcPy可訪問地理處理工具和其他函數(shù)、類和模塊，從而快速輕松地創(chuàng)建各種簡單或復雜工作流。使用以ArcPy編寫的ArcGIS應用程序和腳本的優(yōu)勢在于，可以訪問并使用不同領域的GIS專業(yè)人員和程序員開發(fā)的大量Python模塊。通過ArcPy可訪問地理處理工具以及其他函數(shù)、類和模塊，從而創(chuàng)建簡單或復雜工作流。一般來說，ArcPy按工具、函數(shù)、類和模塊進行組織。通過這一解釋和動態(tài)型編程語言，用戶可以在交互式環(huán)境中快速地創(chuàng)建腳本原型并進行測試。同時，這種腳本語言功能強大，依托ArcGIS本身站點開發(fā)包可輕松實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、空間分析、數(shù)據(jù)檢查等功能，在ArcGIS領域應用非常廣泛。

2.1 技術流程

針對傳統(tǒng)制圖的缺陷，本文根據(jù)不同項目采用ArcGIS數(shù)據(jù)驅(qū)動模塊按同一專題統(tǒng)一制圖，按項目名稱進行頁面驅(qū)動制作同一類型的單一工程地圖模版，依據(jù)項目對工程地圖進行數(shù)據(jù)驅(qū)動制作專題地圖冊。地圖冊制作完成后，借助ArcPy編程進行批量導圖，最終實現(xiàn)按項目批量輸出特定格式的成果圖（見圖1）。

圖1 耕地質(zhì)量評定地圖批量制作流程

以國家經(jīng)濟等別圖為例，其需要準備地類符號點層、線狀地物圖層、地類圖斑界線層、地類圖斑層、項目范圍界線、分等單元層以及國家經(jīng)濟等別層。其中項目范圍界線、分等單元層和國家經(jīng)濟等別圖層、驅(qū)動要素圖層需要建項目名稱字段用于數(shù)據(jù)驅(qū)動動態(tài)顯示圖層及圖名、比例尺等聯(lián)動圖飾。在ArcGIS數(shù)據(jù)驅(qū)動制圖模塊中，按項目控制圖層查詢、縮放顯示，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動控制基于每個項目區(qū)及周邊各個圖層的顯示與輸出范圍，即可制作出統(tǒng)一風格的基于不同項目的國家經(jīng)濟等別圖地圖冊。

2.2 地圖要素圖層預處理及要素符號化

在ArcGIS中加載點、線、面等要素圖層，對每個圖層進行制圖要素預處理，進行必要的拓撲、抽稀、融合處理。然后按耕地質(zhì)量評定制圖規(guī)范對每一要素圖層進行符號化處理，按規(guī)范要求對符合要求的點線面要素圖層進行顏色、符號、大小的符號化配圖。[6]

2.3 數(shù)據(jù)驅(qū)動設置

在ArcMap中打開數(shù)據(jù)驅(qū)動頁面擴展模塊，定義數(shù)據(jù)驅(qū)動數(shù)據(jù)框、驅(qū)動圖層、驅(qū)動字段、比例尺、圖例、圖幅朝向（圖幅旋轉(zhuǎn)）等設置。然后采用驅(qū)動字段對圖幅名稱等需要動態(tài)變化的部分進行數(shù)據(jù)驅(qū)動鏈接聯(lián)動。本文以耕地國家經(jīng)濟等別圖為例，采用項目范圍圖層中的項目名稱字段進行數(shù)據(jù)驅(qū)動制作基于項目名稱的耕地國家經(jīng)濟等別圖地圖冊（圖2）。

圖2 數(shù)據(jù)驅(qū)動設置示意圖

2.4 批量圖層導出

ArcMap中的數(shù)據(jù)驅(qū)動制圖，本身內(nèi)置了地圖冊的PDF格式成冊批量導圖。導出PDF地圖冊后，還可以借助PDF轉(zhuǎn)JPEG等其他圖片柵格格式轉(zhuǎn)換工具將PDF地圖轉(zhuǎn)換為項目要求的地圖格式。但格式轉(zhuǎn)換通常會丟失點狀圖片符號或不能按地圖名稱來轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完成后通常要進行重命名。基于此，本次實驗采取ArcPy進行編程制作腳本工具箱批量導出地圖。ArcPy是開源通用腳本語言Python在ArcGIS軟件中的軟件包，它可以幫助用戶充分利用ArcGIS中的地理數(shù)據(jù)加工、轉(zhuǎn)換、整理等一系列的工具進行自動化開發(fā)，從而避免了因使用外部接口導致程序開發(fā)難度增大等問題。[7]

本實驗代碼如下：

2.5 制作成地圖腳本工具

在ArcMap或ArcCatalog界面文件夾目錄或文件數(shù)據(jù)庫目錄中新建Arctoolbox工具箱。在新建工具箱中新建腳本，將以上代碼文件導入，并添加工程地圖工作空間，導出圖像分辨率，輸出地圖格式參數(shù)作為本腳本的第一參數(shù)（工作空間）、第二參數(shù)（地圖分辨率）和第三參數(shù)（地圖格式）。至此，完成批量制圖腳本工具制作。

2.6 批量輸出

在ArcMap或ArcCatalog找到批量出圖工具箱中的批量出圖腳本工具，分別選擇第一參數(shù)工作空間（地圖文檔存儲目錄），輸入地圖分辨率，選擇地圖輸出格式，點擊確定便可完成地圖的批量輸出（如圖3所示）。

圖3 批量出圖工具示意圖

3 結(jié)論

本文論述了基于ArcGIS數(shù)據(jù)驅(qū)動制圖模塊結(jié)合ArcPy批量輸出地圖的過程，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動模塊分類制圖與ArcPy編程批量導圖，實現(xiàn)了制圖工作自動化、流程化處理，避免了常規(guī)方法煩瑣的操作步驟，大大提高了地理數(shù)據(jù)處理效率，可以實現(xiàn)自動化批量地圖出圖。基于批量制圖研究，本次實現(xiàn)以下創(chuàng)新。

(1)基于ArcMap的數(shù)據(jù)驅(qū)動制圖方便快捷，易于上手，完全避免了按項目數(shù)據(jù)分割及圖層整飾等傳統(tǒng)制圖流程。

(2)克服了ArcMap不能批量按工程要求的地圖格式輸出單張基于數(shù)據(jù)驅(qū)動地圖冊地圖的缺陷，也避免了統(tǒng)一導出PDF后再統(tǒng)一轉(zhuǎn)成其他格式所遇到的制圖要素丟失及大量圖名修改問題，既快又好地實現(xiàn)了批量按“工程名稱+專題圖名”導出符合工程要求的地圖。

(3)腳本工具操作簡單方便，適用于不同層次的工作人員。代碼復制載入工具箱腳本即可實現(xiàn)基于地圖驅(qū)動的批量出圖，出圖的制圖分辨率實現(xiàn)手動靈活輸入。輸出圖片格式可由用戶按工作要求自由選擇，可用于一切基于地圖驅(qū)動批量制圖的批量出圖。通用性較強，適用于一切基于ArcGIS數(shù)據(jù)驅(qū)動制圖的相關格式的圖件批量輸出。