ArcGIS Python编程案例(3)-管理地图文档和图层

第二章 使用ArcPy编写脚本 ||| 第四章 查找和修复数据源

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我们将在本章介绍以下案例：

• 引用当前地图文档
• 引用磁盘上的地图文档
• 访问数据框
• 获取地图文档中的图层列表
• 限制图层列表内容
• 更改地图显示范围
• 获取表数据列表
• 向地图文档中添加图层
• 向地图文档中插入图层
• 更新图层符号系统
• 更新图层属性

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引言

ArcPy制图模块是ArcGIS 10新增加的功能模块，该模块提供了相当赞的自动化制图功能，包括管理地图文档和图层文件以及数据。制图模块提供了自动化地图输出和打印功能，可用于创建PDF地图册和发布ArcGIS Server地图服务。制图模块对于那些需要完成的许多日常地处理任务的GIS人员是很有用的。
在本章中，你将了解如何使用ArcPy制图模块来管理地图文档和图层文件。你会了解如何从地图文档文件中增加和删除图层和表，如何向数据框中插入图层，如何在地图文档内移动图层。最后你还会学习如何更新图层属性和符号化系统。

引用当前地图文档

当通过ArcGIS Python窗口或者自定义工具中执行地理处理脚本的时候，你通常需要获取当前加载到ArcMap中的地图文档的引用地址。在脚本中这通常是对地图文档中的图层和表执行地理操作前的第一步。在本案例中，你将会学习如何在Python地理处理脚本中引用当前地图文档。

Getting ready

对一个地图文档文件执行任何操作前，你首先需要在Python脚本中获得该地图文档的引用地址。这一操作可通过调用arcpy.mapping模块中的MapDocument()函数来实现。你可以引用当前活动的地图文档文件，也可以引用磁盘中的地图文档文件。你只要将关键字CURRENT作为MapDocument()函数的参数即可引用当前活动的地图文档，即当前ArcMap中打开的地图文档。下面的示例代码中展示了如何获取当前活动地图文档的引用：

mxd =  arcpy.mapping.MapDocument("CURRENT")

当通过ArcGIS Python窗口或者自定义工具中执行地处理脚本的时候，你可以只使用CURRENT关键字。如果想在IDLE或者其他开发环境下运行脚本，使用CURRENT关键字则不能访问当前加载到ArcMap中的地图文档文件。CURRENT关键字大小写不敏感，你也可以写作current。

如果要引用本地磁盘或远程磁盘上的地图文档的话，你只要将地图文档路径和文件名作为MapDocument()函数的参数即可。比如，你想要引用c:\data文件夹下的crime.mxd地图文档文件就可以使用下面的代码：

arcpy.mapping.MapDocument("c:/data/crime.mxd")

How to do it…

按照以下步骤来学习如何获取ArcMap中当前活动的地图文档：
1.使用ArcMap打开c:\ArcpyBook\Ch3\Crime_Ch3.mxd文件。
2.点击ArcMap主工具栏上的Python窗口按钮。
3.在Python窗口中导入arcpy.mapping模块：

import arcpy.mapping as mapping

4.上一步中的代码下敲入以下代码来引用当前活动的地图文档（Crime_Ch3.mxd）并将该引用赋值给变量：

mxd = mapping.MapDocument("CURRENT")

5.获取地图文档的标题并将结果输出到shell窗口中。代码执行时print语句会将地图文档的标题打印到屏幕：

print mxd.title

6.为地图文档设置一个新的标题：

mxd.title = "Copy of Crime Project"

7.使用saveACopy()方法保存一个地图文档文件的备份：

mxd.saveACopy("c:/ArcpyBook/Ch3/crime_copy.mxd")

8.运行脚本。
9.在ArcMap中打开刚才创建的crime_copy.mxd文件，选择文件（File）|地图文档属性（Map Document Properties）来查看地图文档的新标题。

How it works…

MapDocument类中的构造函数会创建该类的一个实例。在面向对象编程中，一个实例（instance）也就是通常说的一个对象（object）。MapDocument的构造函数中的参数可以是CURRENT关键字也可以是本地或者远程磁盘上的地图文档文件的路径。构造函数创建了一个对象并赋值给变量mxd。你可以使用点标注符来获取对象的属性和方法。在本案例中，我们使用MapDocument.title属性设置并输出地图文档的标题，同时我们也使用MapDocument.saveACopy()方法保存了一个新的地图文档文件。

引用磁盘上的地图文档

除了能够引用ArcMap中当前活动的地图文档文件，你还可以使用MapDocument()函数来获取保存在本地磁盘或远程磁盘中的地图文档文件。在本案例中，你将会学习如何获取这些地图文档。

Getting Ready

正如之前所述，你可以引用计算机中或在共享服务器上的地图文档文件。只要在MapDocument()中提供文件的路径就可以实现。由于该操作可以不通过ArcGIS Python窗口或自定义脚本工具来运行，因此这是获取地图文档引用的更为灵活的方式。

How to do it…

按照以下步骤来学习如何访问本地或远程磁盘上保存的地图文档：
1.通过开始菜单|所有程序|ArcGIS|Python2.7|IDLE打开IDLE开发环境。
2.在IDLE窗口中选择New|New Window创建一个新的IDLE脚本窗口。
3.导入arcpy.mapping模块:

import arcpy.mapping as mapping

4.引用在上一个案例中创建的crime_copy.mxd地图文档：

mxd=mapping.MapDocument("c:/ArcpyBook/Ch3/crime_copy.mxd")

5.打印地图文档的标题：

print mxd.title

6.运行脚本可以看到如下结果显示：

Copy of Crime Project

How it works…

本案例同前一案例唯一的区别在于我们提供了本地或远程磁盘上的地图文档文件的引用地址而不是使用CURRENT关键字。这也是我们推荐的引用地图文档文件的方式，除非你确定地理处理脚本将在ArcGIS中的Python窗口或是自定义脚本工具中执行。

访问数据框

ArcMap的内容列表（table of content）由一个或多个数据框（data frame）组成。每一个数据框均可包含图层和表。数据框还可以用来筛选像ListLayers()这样的列表函数返回的列表内容。比如说DataFrame对象可以作为输入参数用来限制ListLayers()函数仅返回位于某一特定的数据框中的图层数据。你还可以使DataFrame对象来设置或获取当前地图的地理范围，这在创建地图册的时候非常有用。在本案例中你将学习如何在Python脚本中访问数据框。

Getting Ready

ListDataFrames()会返回一个包含DataFrame对象的列表。每一个数据框均可包含图层和表，同时也可以作为参数用来限制ListLayers()函数和ListTableViews()函数返回的列表内容。

How to do it…

按照以下步骤来学习如何获取一个地图文档中的数据框列表：
1.在ArcMap中打开c:\ArcpyBook\Ch3\Crime_Ch3.mxd文件。
2.点击ArcMap主工具栏上的Python窗口按钮。
3.导入arcpy.mapping模块:

import arcpy.mapping as mapping

4.引用当前活动的地图文档（Crime_Ch3.mxd）并将该引用赋值给变量：

mxd = mapping.MapDocument("CURRENT")

5.调用ListDataFrames()函数并将地图文档的引用地址参数以及通配符参数传递给该函数，其中通配符用来查找以字母C开头的数据框：

frames = mapping.ListDataFrames(mxd,"C*")

6.使用for循环语句打印输出返回的每一个数据框的名称：

for df in frames:
    print df.name

7.运行脚本将看到如下的结果的显示：

Crime
Crime_Inset

How it works…

ListDataFrames()函数会返回一个包含ArcMap内容列表中所有数据框的列表。跟其他的列表一样，你可以使用for循环语句来迭代遍历列表中的内容。在for循环中，每一个数据框会动态地赋值给df变量并将数据框的名称打印输出到屏幕上。

获取地图文档中的图层列表

地理处理脚本中通常开始的几个步骤中就需要获取地图文档中的图层列表。一旦获取了图层列表，脚本可能就要循环遍历每一个图层执行一些处理操作。制图模块中的ListLayers()函数提供了获取图层列表的功能。在本案例中，你就会学习如何获取包含在地图文档中的图层列表。

Getting Ready

arcpy.mapping模块包含了多个列表函数用来返回图层列表，数据框列表，损坏数据源列表，表单视图列表以及页面元素列表。这些列表函数通常是多步骤处理中的第一步，多步骤处理脚本中往往需要获取一个或多个列表元素来执行下一步的处理。每一个列表函数都会返回一个Python列表，你已经在前面的内容了解到列表是保存信息一种非常高效的数据结构。
列表函数通常是多步骤处理中的一部分，而在这些处理过程中创建列表仅仅只是开始。在脚本中，后续的处理步骤会迭代列表中一个或多个元素。比如你可能先获取一个地图文档中的图层列表，之后遍历所有图层来查找一个指定的图层名称，随后会进行下一步的处理过程。
在本案例中，你将学习如何获取地图文档文件中的图层列表。

How to do it…

按照以下步骤来学习如何获取地图文档文件中的图层列表：
1.在ArcMap中打开c:\ArcpyBook\Ch3\Crime_Ch3.mxd文件。
2.点击ArcMap主工具栏上的Python窗口按钮。
3.导入arcpy.mapping模块:

import arcpy.mapping as mapping

4.引用当前活动的地图文档（Crime_Ch3.mxd）并将该引用赋值给变量：

mxd = mapping.MapDocument("CURRENT")

5.调用ListLayers()函数并将地图文档的引用地址参数传递给该函数：

layers = mapping.ListLayers(mxd)

6.使用for循环语句打印输出地图文档中每一个图层的名称：

for lyr in layers:
    print lyr.name

7.运行脚本将看到如下结果显示：

Burglaries in 2009
Crime Density by School District
Bexar County Boundary
Test Performance by School District
Bexar County Boundary
Bexar County Boundary
Texas Counties
School_Districts
Crime Surface
Bexar County Boundary

How it works…

ListLayers()函数返回地图文档中，或指定的数据框中或图层文件中的图层列表。在本案例中我们将当前的地图文档的引用传递给ListLayers()函数，该函数将获取地图文档中的图层列表。返回的结果被保存在变量layers中，该变量是一个包含了一个或多个Layer对象的Python列表，可使用for循环语句进行迭代遍历。

There’s more…

ListLayers()函数只是arcpy.mapping模块提供的众多列表函数中的一个。每一个列表函数返回一个包含某类型数据的Python列表。其他列表函数中包括返回Table对象的ListTableViews()函数，返回DataFrame对象的ListDataFrames()函数以及返回地图文档中书签列表的ListBookmarks()函数。本书后面的章节中会介绍其他大部分内容。

限制图层列表内容

在上一个案例中，你学习了如何使用ListLayers()函数获取图层列表。有时候你不需要地图文档中的所有图层，而只需要这些图层中的一部分。ListLayers()函数允许限制生成的图层列表内容。在本案例中，你将学习如何使用通配符和指定的数据框来限制返回的图层。

Getting Ready

默认情况下，如果你只传递一个地图文档或图层文件的引用参数，ListLayers()函数会返回包含所有图层的列表。不过你可以在函数中使用可选的通配符参数或者传递指定的数据框的引用参数来限制返回的图层列表内容。

如果你处理的对象为图层文件（.lyr），那么就不能使用数据框参数来限制返回结果。因为图层文件不支持数据框。

在本案例中，你将学习如何使用通配符和数据框参数来限制ListLayers()函数返回的图层列表内容。

How to do it…

按照以下步骤来学习如何限制返回的地图文档中的图层列表内容：
1.在ArcMap中打开c:\ArcpyBook\Ch3\Crime_Ch3.mxd文件。
2.点击ArcMap主工具栏上的Python窗口按钮。
3.导入arcpy.mapping模块:

import arcpy.mapping as mapping

4.引用当前活动的地图文档（Crime_Ch3.mxd）并将该引用赋值给变量：

mxd = mapping.MapDocument("CURRENT")

5.获取地图文档中的数据框列表并查找一个名称Crime的数据框。注意文本字符串一定要包含在单引号或者双引号之内：

for df in mapping.ListDataFrames(mxd):
    if (df.name == 'Crime'):

6.调用ListLayers()函数并将地图文档的引用参数，用于限制查找范围的通配符参数以及数据框参数传递给该函数，其中数据框参数在本案例中位上一步指定的数据框。ListLayers()函数一定要在上一步的if语句的缩进范围内：

layers = mapping.ListLayers(mxd,'Burg*',df)

7.使用for循环语句打印输出返回的每一个图层名称：

for layer in layers:
    print layer.name

8.完整代码如下：

import arcpy.mapping as mapping
mxd = mapping.MapDocument("CURRENT")
for df in mapping.ListDataFrames(mxd):
    if (df.name == 'Crime'):
        layers = mapping.ListLayers(mxd,'Burg*',df)
        for layer in layers:
            print layer.name

9.运行脚本将看到如下结果显示：

Burglaries in 2009

How it works…

你在前面的案例中了解到ListDataFrames()函数是arcpy.mapping提供的一个列表函数。该函数返回一个包含地图文档中所有的数据框的列表。之后我们循环遍历返回的数据框列表来查找名称为Crime的数据框。如果找到了符合条件的数据框，我们就可以调用ListLayers()函数，同时使用一个通配符”Burg*”作为该函数的第二个参数以及Crime数据框的引用参数。其中通配符（*）匹配任何数量的字符。
在本案例中，我们查找Crime数据框中所有以Burg开头的图层。任何满足条件的图层会显示到屏幕中。值得注意的是，我们在本案例中只是打印输出了图层名称，然而在大多数情况下你需要调用其他工具或其他函数来执行其他地理处理任务。

更改地图显示范围

在很多情况下，比如当你进行自动化制图过程中需要创建许多不同范围或要素地图的时候，就会需要更改地图的显示范围。利用arcpy，你就可以通过多种方式来更改地图显示范围。在本案例中，我们将学习如何使用条件查询表达式来更改地图显示范围。

Getting Ready

你可以使用DataFrame类中的extent属性来设置地理范围。它通常与
Layer.definitionQuery属性一起使用，其中的definitionQuery属性来定义一个图层的查询条件。在本案例中，你会学习如何使用这些对象和属性来更改地图显示范围。

How to do it…

按照以下步骤来学习如何更改图层的地图显示范围：
1.在ArcMap中打开c:\ArcpyBook\Ch3\Crime_Ch3.mxd文件。
2.点击ArcMap主工具栏上的Python窗口按钮。
3.导入arcpy.mapping模块:

import arcpy.mapping as mapping

4.引用当前活动的地图文档（Crime_Ch3.mxd）并将该引用赋值给变量：

mxd = mapping.MapDocument("CURRENT")

5.创建for循环语句来循环遍历地图文档中的所有数据框：

for df in mapping.ListDataFrames(mxd):

6.找到名称为Crime的数据框并指定一个图层来应用自定义查询条件语句：

if (df.name == 'Crime'):
layers = mapping.ListLayers(mxd,'Crime Density by School District',df)

7.创建for循环语句来循环遍历返回的图层。在for循环语句中，我们还创建一个自定义查询语句并设置数据框新的显示范围：

for layer in layers:
    query = '"NAME" = \'Lackland ISD\''
    layer.definitionQuery = query
    df.exent = layer.getExtent()

8.完整代码如下：

import arcpy.mapping as mapping
mxd = mapping.MapDocument("CURRENT")
for df in mapping.ListDataFrames(mxd):
    if (df.name == 'Crime'):
        layers = mapping.ListLayers(mxd,'Crime Density by School District',df)
        for layer in layers:
            query = '"NAME" = \'Lackland ISD\''
            layer.definitionQuery = query
            df.extent = layer.getExtent()

9.保存并运行脚本。数据视图（data view）中显示的范围更新至满足查询条件的要素的范围，如下图所示：