ArcGIS Pro 计算字段 Python 示例

ArcGIS Pro 计算字段 Python 示例计算字段 Python 示例使用键盘输入值并不是编辑表中值的唯一方式。在某些情况下,为了设置字段值,可能要对单条记录甚至是所有记录执行数学计算。

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计算字段 Python 示例

使用键盘输入值并不是编辑表中值的唯一方式。在某些情况下,为了设置字段值,可能要对单条记录甚至是所有记录执行数学计算。您可以对所有记录或选中记录执行简单计算和高级计算。此外,还可以在属性表中的字段上计算面积、长度、周长和其他几何属性。以下各部分包括使用字段计算器的若干示例。使用 Python、SQL 和 Arcade 执行计算。

本主题着重于基于 Python 的计算字段示例。要了解有关 Arcade 表达式的详细信息,请参阅 ArcGIS Arcade 指南。要了解有关 SQL 表达式的详细信息,请参阅计算字段。

注:

  • Python 强制将缩进作为语法的一部分。请使用两个或四个空格来定义每个逻辑级别。将语句块的开头和结尾对齐并且保持一致。
  • Python 计算表达式字段将使用惊叹号 (!!) 括起。
  • 命名变量时,请注意 Python 区分大小写,因此 value 不同于 Value。
  • 输入语句后,如果想将其写入文件,请单击导出。导入按钮将提示您查找和选择一个现有的计算文件。

简单计算

仅通过一个短表达式就可以计算出多种计算结果。

简单字符串示例

一系列 Python 字符串函数均支持使用字符串,包括 capitalize、rstrip 和 replace。

将 CITY_NAME 字段中字符串的首字母大写。

!CITY_NAME!.capitalize()

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去掉 CITY_NAME 字段中自字符串结尾起的所有空白区。

欢迎大家来到IT世界,在知识的湖畔探索吧!!CITY_NAME!.rstrip()

将 STATE_NAME 字段中的“california”全部替换为“California”。

!STATE_NAME!.replace("california", "California")

在 Python 中,字符串字段中的字符可以通过索引和分割操作进行访问。索引操作将在索引位置提取字符,而分割操作则会提取一组字符。在下表中,假设 !fieldname! 是值为 “abcde” 的字符串字段。

示例

说明

结果

!fieldname![0]

第一个字符

“a”

!fieldname![-2]

倒数第二个字符

“d”

!fieldname![1:4]

第二、三和四个字符

“bcd”

Python 也支持使用 format() 方法的字符串格式。

将合并后的 FieldA 和 FieldB 以冒号分隔开。

欢迎大家来到IT世界,在知识的湖畔探索吧!"{}:{}".format(!FieldA!, !FieldB!)

常见 Python 字符串操作

简单数学示例

Python 提供了处理数字的工具。Python 也支持一些数值和数学函数,包括 math、cmath、decimal、random、itertools、functools 和 operator。

运算符

说明

示例

结果

x + y

x 加上 y

1.5 + 2.5

4.0

x – y

x 减去 y

3.3 – 2.2

1.1

x * y

x 乘以 y

2.0 * 2.2

4.4

x / y

x 除以 y

4.0 / 1.25

3.2

x // y

x 除以 y(向下取整除法)

4.0 // 1.25

3.0

x % y

x 模 y

8 % 3

2

-x

x 的负数表达式

x = 5

-x

-5

+x

x 不变

x = 5

+x

5

x ** y

以 x 为底,以 y 为指数的幂

2 ** 3

8

!Rank! * 2

根据给定的半径字段计算球体的体积。

4.0 / 3.0 * math.pi * !Radius! ** 3

旧版本:

在 ArcGIS Pro 中,使用的是 Python 3,在 ArcGIS Desktop 中,使用的 Python 2。Python 2 使用的是整型数学计算,这就意味着两个整型值相除将始终生成整型值 (3 / 2 = 1)。在 Python 3 中,两个整型值相除将生成浮点型值 (3 / 2 = 1.5)。

Python 内置函数

Python 包含多个可用的内置函数,包括 max、min、round 和 sum。

Python 内置函数

通过字段列表计算每条记录的最大值。

max([!field1!, !field2!, !field3!])

通过字段列表计算每条记录的总和。

sum([!field1!, !field2!, !field3!])

使用代码块

通过 Python 表达式和代码块参数可执行以下操作:

  • 在表达式中应用任意 Python 函数。
  • 访问地理处理函数和对象。
  • 访问要素几何的属性。
  • 访问新的随机值运算符。
  • 使用 if-then-else 逻辑对值进行重分类。

表达式类型

代码块

Python 3

支持 Python 功能。使用 Python 函数 (def) 表示代码块。在适当的情况下,几何属性将通过地理处理对象表示(如点对象)。

Arcade

支持 Arcade 功能。

SQL

支持 SQL 表达式。

执行 SQL 表达式可以更好地支持使用要素服务和企业级地理数据库的计算,尤其是在性能方面。使用该表达式可以将单次请求设置为要素服务或数据库,而不必一次执行一个要素或一行的计算。

旧版本:

在 ArcGIS Desktop 中,计算字段工具支持 VB、PYTHON 和 PYTHON_9.3 表达式类型。VB 表达式类型,在某些产品中受支持,但在 64 位产品中不受支持,其中包括 ArcGIS Pro。

出于相后兼容性考量,ArcGIS Pro 中仍然支持 PYTHON 和 PYTHON_9.3 关键字,但是不会作为选择列出。使用这些关键字的 Python 脚本将可继续使用。

Python 3 表达式类型与旧版 PYTHON_9.3 关键字的唯一区别在于 Python 3 会将日期字段中的值作为 Python datetime 对象返回。

注:

Python 3 表达式类型与随 ArcGIS Pro 安装的 Python 版本无关。这只是历史上的第三个 Python 相关关键字(继 PYTHON 和 PYTHON_9.3 之后。

各 Python 函数可通过 def 关键字定义,关键字后为函数名称及函数的输入参数。可编写 Python 函数,使 Python 函数能够接受任何数量的输入参数(也可以没有任何参数)。函数将通过 return 语句返回值。函数名称可由您自行选取(不得使用空格,也不得以数字开头)。

注:

如果函数未通过 return 语句显式返回值,则函数将返回 None。

注:

请牢记,Python 强制要求将缩进作为语法的一部分。请使用四个空格来定义每个逻辑级别。将语句块的开头和结尾对齐并且保持一致。

代码示例 – 数学

在使用以下数学示例时,请假设表达式类型为 Python 3。

将字段的值四舍五入为保留两位小数。

表达式:
round(!area!, 2)

通过 math 模块将米转换成英尺。以转换值为底,以 2 为指数进行幂运算,然后再乘以 area。

表达式:
MetersToFeet((float(!shape.area!)))
代码块:
import math
def MetersToFeet(area):
    return math.pow(3.2808, 2) * area

通过 Python 逻辑计算字段

可以使用 if、else 和 elif 语句将逻辑模式包含在代码块中。

按照字段值进行分类。

表达式:
Reclass(!WELL_YIELD!)
代码块:
def Reclass(WellYield):
    if (WellYield >= 0 and WellYield <= 10):
        return 1
    elif (WellYield > 10 and WellYield <= 20):
        return 2
    elif (WellYield > 20 and WellYield <= 30):
        return 3
    elif (WellYield > 30):
        return 4

代码实例 – 几何

除以下代码示例外,请参阅下方的“几何单位转换”部分,以了解有关转换几何单位的详细信息。

计算某要素的面积。

表达式:
!shape.area!

计算某要素的最大 x 坐标。

表达式:
!shape.extent.XMax!

计算某要素中的折点数。

表达式:
MySub(!shape!)
代码块:
def MySub(feat):    
    partnum = 0
    # Count the number of points in the current multipart feature
    partcount = feat.partCount
    pntcount = 0
    # Enter while loop for each part in the feature (if a singlepart 
    # feature, this will occur only once)
    while partnum < partcount:
        part = feat.getPart(partnum)
        pnt = part.next()
        # Enter while loop for each vertex
        while pnt:
            pntcount += 1   
            pnt = part.next()
   
            # If pnt is null, either the part is finished or there 
            # is an interior ring
            if not pnt: 
                pnt = part.next()
        partnum += 1
    return pntcount

将点要素类中每个点的 x 坐标平移 100。

表达式:
shiftXCoordinate(!SHAPE!)
代码块:
def shiftXCoordinate(shape):
    shiftValue = 100
    point = shape.getPart(0)
    point.X += shiftValue
    return point

几何单位转换

几何字段的面积和长度属性可通过用 @ 符号表示的单位类型进行修改。

  • 面积测量单位关键字:
    • ACRES | ARES | HECTARES | SQUARECENTIMETERS | SQUAREDECIMETERS | SQUAREINCHES | SQUAREFEET | SQUAREKILOMETERS | SQUAREMETERS | SQUAREMILES | SQUAREMILLIMETERS | SQUAREYARDS | SQUAREMAPUNITS | UNKNOWN
  • 线性测量单位关键字:
    • CENTIMETERS | DECIMALDEGREES | DECIMETERS | FEET | INCHES | KILOMETERS | METERS | MILES | MILLIMETERS | NAUTICALMILES | POINTS | UNKNOWN | YARDS

注:

如果数据存储在地理坐标系中且具有线性单位(例如英尺),则会通过测地线算法转换长度计算的结果。

警告:

转换地理坐标系中数据的面积单位会生成不正确的结果,这是由于沿 globe 的十进制度并不一致。

计算某要素的长度(以码为单位)。

表达式:
!shape.length@yards!

计算某要素的面积(以英亩为单位)。

表达式:
!shape.area@acres!

测地线面积和长度也可以通过带 @(后跟测量单位关键字)的 geodesicArea 和 geodesicLength 属性进行计算。

计算某要素的测地线长度(以码为单位)。

表达式:
!shape.geodesicLength@yards!

计算某要素的测地线面积(以英亩为单位)。

表达式:
!shape.geodesicArea@acres!

代码实例 – 日期

日期和时间可使用 datetime 和 time 模块进行计算。

计算当前日期。

表达式:
time.strftime("%d/%m/%Y")

计算当前日期和时间。

表达式:
datetime.datetime.now()

计算的日期为 2000 年 12 月 31 日。

表达式:
datetime.datetime(2000, 12, 31)

计算当前日期和字段中的值之间的天数。

表达式:
(datetime.datetime.now() - !field1!).days

通过向字段中的日期值添加 100 天来计算日期。

表达式:
!field1! + datetime.timedelta(days=100)

计算字段中的日期值为一周中的周几(例如,星期天)。

表达式:
!field1!.strftime('%A')

代码实例 – 字符串

可以使用多种 Python 编码模式来完成字符串计算。

返回最右侧三个字符。

表达式:
!SUB_REGION![-3:]

将所有大写字母 P 替换为小写字母 p。

表达式:
!STATE_NAME!.replace("P","p")

通过空格分隔符串连两个字段。

表达式:
!SUB_REGION! + " " + !STATE_ABBR!

转换为正确的大小写形式

下列各例显示的是转换单词的不同方法,这些方法可使每个单词的首字母变为大写、其余字母变为小写。

表达式:
' '.join([i.capitalize() for i in !STATE_NAME!.split(' ')])
表达式:
!STATE_NAME!.title()

正则表达式

Python 的 re 模块提供了正则表达式匹配操作,可用于对字符串执行复杂的模式匹配和替换规则。

re – 正则表达式运算正则表达式的用法

使用单词 Street 替换 St 或 St.,在字符串的末尾生成一个新单词。

表达式:
update_street(!ADDRESS!)
代码块:
import re
def update_street(street_name):
    return re.sub(r"""\b(St|St.)\Z""",  
                  'Street',
                  street_name)

累加计算和顺序计算

可以使用全局变量来进行累加计算和顺序计算。

根据某间隔值计算顺序 ID 或数字。

表达式:
autoIncrement()
代码块:
rec=0
def autoIncrement():
    global rec
    pStart = 1  # adjust start value, if req'd 
    pInterval = 1  # adjust interval value, if req'd
    if (rec == 0): 
        rec = pStart 
    else: 
        rec = rec + pInterval 
    return rec

计算数值型字段的累加值。

表达式:
accumulate(!FieldA!)
代码块:
total = 0
def accumulate(increment):
    global total
    if total:
        total += increment
    else:
        total = increment
    return total

计算数值型字段的百分比增量。

表达式:
percentIncrease(float(!FieldA!))
代码块:
lastValue = 0
def percentIncrease(newValue):
    global lastValue
    if lastValue:
        percentage = ((newValue - lastValue) / lastValue)  * 100
    else: 
        percentage = 0
    lastValue = newValue
    return percentage

随机值

可以使用 random 模块来计算随机值。

通过 numpy 站点包来计算 0.0 和 1.0 之间的随机浮点值。

表达式:
getRandomValue()
代码块:
import numpy
def getRandomValue():
    return numpy.random.random()

使用随机模块来计算 0 与 10 之间的随机整数。

表达式:
random.randint(0, 10)
代码块:
import random

计算空值

在 Python 表达式中,可通过 Python None 来计算空值。

注:

仅当该字段为空时,才可以进行以下计算。

使用 Python None 计算空值。

表达式:
None

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有关字段计算的基础知识

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