ArcGIS arcpy代码工具——批量要素裁剪栅格影像

news2024/10/6 23:41:21

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功能说明
1 准备工作
2 代码分段
- - (1) 多要素拆分过程层
  - (2) 遍历栅格文件
  - (3) 单要素裁剪单栅格
3 完整框架
4 后记

功能说明

要素裁剪栅格影像，日常工作之一，一般情况都是某一个要素范围裁剪年度影像，arcgis自带的工具操作如下图：

首先输入栅格，接着输入裁剪范围（即要素图形），之后设置输出栅格名称，可选是否使用输入要素裁剪几何（即按边界裁剪、按要素包围矩形裁剪），完成裁剪操作。

如果裁剪范围是多个要素的图层，直接使用上面的工具，裁切的结果是多个要素范围连在一起的栅格影像，并不能像多部件要素那样直接分解炸开。

如果栅格影像是多个年度的栅格影像图，需要对每个年度影像裁剪一次。

所以，多要素裁剪多栅格，实现起来就非常繁琐了。

本代码目标为：

1 对多个栅格影像裁剪
2 实现多个要素范围批量处理
3 以要素唯一标识字段+栅格影像名，作为裁剪后的栅格命名
4 可选是否按要素边界裁剪
5 操作简便

1 准备工作

（1）将多个栅格影像放入同一个文件夹内，方便批量读取；

（2）准备裁切的要素图层，格式为shape层，可以有多个要素，要求有唯一标识字段，如图斑编号、地块名称等，方便裁切栅格的命名；

注意：要素图层的坐标系统要与栅格影像的坐标系统一致，且要素需要坐落在栅格影像范围内，这样才能进行要素裁切栅格，否则会错误提示：裁剪要素超出了栅格范围。

（3）准备一个文件夹用于保存裁剪后栅格文件。

我准备的基础数据如下：

    raster_path = "D:/mulu/XXXXXX行政区"    # 栅格目录，有2个栅格影像
    clip_feature = "D:/mulu/feature/pc.shp"  # 要素图层，有2个要素 
    field_name = "ZLDWMC"                    # 唯一标识字段 
    output_path = "D:/mulu/ok"               # 保存裁切栅格的目录

我使用的arcgis软件版本为 10.8.2 版本。

2 代码分段

思路：多要素裁剪多栅格，不能直接实现，需要分解步骤，分解为单要素裁剪单栅格。
我的思路如下：

多要素拆分为单要素
遍历栅格文件
调用单要素裁剪单栅格

我最初的想法是：
遍历多要素图层，根据唯一字段值来建立选择集，使用当前选择集要素来裁剪栅格。但是以失败告终，在对要素集进行属性选择时，总是报错：The value cannot be a feature 该值不能是要素类。应该是 shape层 clip_feature确实不应该是直接作为一个要素类被SelectLayerByAttribute_management函数处理，而是应该存在于地图文档中作为一个图层。

改变思路：尝试多次后，我放弃上述方案，改变思路，将多要素拆分为单要素一个过程图层，用该过程图层裁剪栅格，最后再删除过程图层。

(1) 多要素拆分过程层

如何实现对多要素拆分？
可以曲线实现：新建图层——根据属性选择要素——插入新建过程图层中
这样就可以遍历多要素图层，通过不同的属性字段值选择插入，来实现生成单要素。

新建要素 CreateFeatureclass_management() 方法，有几个参数：

out_path：输出目录
out_name：输出图层名称
geometry_type：输出要素类型：点线面注记
template：模板，即图层的字段参考模板建立
spatial_reference：输出图层指定的空间参考，这里应该使用裁剪要素clip_feature空间参考，保持一致。

获取裁剪要素clip_feature空间参考，
关键代码：

spatial_reference = arcpy.Describe(clip_feature).spatialReference

根据属性选择要素，插入新建要素图层中，InsertCursor() 方法。
可以在遍历 clip_feature时，获取属性字段值，再根据属性值插入到新建过程图层temp_output_path。

关键代码：

with arcpy.da.SearchCursor(clip_feature, field_name) as cursor:
	for row in cursor:
		with arcpy.da.InsertCursor(temp_output_path, field_name) as insert_cursor:
			insert_cursor.insertRow(row)

(2) 遍历栅格文件

先遍历栅格文件，之后在遍历的过程中进行裁剪栅格操作，不限栅格文件的格式，故 ALL表示匹配所有类型。

关键代码：

for raster_file in arcpy.ListRasters("*", "ALL"):
	......
	arcpy.Clip_management()
	......

(3) 单要素裁剪单栅格

裁剪栅格，使用Clip_management(） 方法，有几个参数如下：

in_raster：输入栅格，指定需要裁剪的栅格文件
in_template_dataset：指定用于裁剪的矢量图形文件路径
out_raster：指定裁剪后的栅格文件输出路径
nodata_value：指定栅格的无效值处理方式，NONE 为不使用无效值
clipping_geometry：指定是否按要素边界裁剪， 为 ClIPPINGGEOMETRY 时，使用选定要素类的几何来裁剪数据； 为NONE时，使用最小外接矩形来裁剪数据。
maintain_clipping_extent：保持裁剪范围，为 MAINTAIN_EXTENT 时，将保留输入栅格的像元对齐，并相应地调整输出范围； 为NO_MAINTAIN_EXTENT时，将保留输入栅格的像元对齐，并相应地调整输出范围。

clipping_geometry 如果按照要素边界裁剪，即参数值为ClIPPINGGEOMETRY，效果如下图：

如果不按照要素边界裁剪，即参数值为 NONE，效果如下图：

3 完整框架

代码经过整理，可以概况为两个函数：

裁剪栅格函数一 , clip_rasters_with_attribute()
拆分多要素，创建过程图层函数二，copy_features_to_individual_files(）
在函数二中，创建的过程图层，然后调用函数一，实现裁剪栅格操作。

关键代码框架：

def clip_rasters_with_attribute(input_workspace, clip_feature_path, output_folder, identifier_field, trim_by_boundarys):
	......
	for raster_file in arcpy.ListRasters("*", "ALL"):
		arcpy.Clip_management()
		......
		
def copy_features_to_individual_files(raster, input_feature, output_folder, fields_to_keep, trim_by_boundarys):
	......
    with arcpy.da.SearchCursor(input_feature, fields_keep) as cursor:
        for row in cursor:
        ......
		arcpy.CreateFeatureclass_management()
		......
		with arcpy.da.InsertCursor(unique_output_path, fields_keep) as insert_cursor:
			insert_cursor.insertRow(row)
		......
		clip_rasters_with_attribute(raster, unique_output_path, output_folder, fields_to_keep, trim_by_boundarys)
		......
		
if __name__ == "__main__":
	......
	copy_features_to_individual_files(raster_path, clip_feature, output_path, field_name, trim_by_boundary)