ArcGis-字段计算器的使用方法与复杂应用--不定期更新建议收藏（计算字段、图形属性获取、关联计算、arcgis计算）_arcgis字段计算器

前言

        本文章主要介绍ArcGis中字段计算器的使用方法，（含文本处理、数值处理、组合计算、多要素关联计算等）并结合实际案例，对具体的情况进行分析讲解。

        由于Esri在ArcGis Pro中取消了VB脚本解析程序，本文章中实现复杂功能的情况主要使用Python解析程序。其他情形，vb和python都会有介绍。

        若有疑问，或希望博主展开的部分，可评论留言。

---

        更新记录：

        2024.1.3：新增更新《2.4 图斑的复杂规则编号》（1复杂规则的编号；2整库更新标识码）

        2024.2.19：新增《2.2.2 以固定分隔符拆分并提取文本》，原2.2.2章节编号递增；补充2.2.1章节内容；2.2.3中新增在ArcMap中使用正则表达式的注意事项。

---

文章内用词说明

        下图，字段计算器页面中：

        1：解析程序；        2：表达式；        3：代码块；

         4：被计算字段（右键点击并选择“字段计算器”的字段）

        

目录

前言

文章内用词说明

一、字段计算器的初步应用

1.1.字段计算器中的vb和python解析程序的介绍与区别

        1.1.1.不同解析程序对应的“空”值

1.2.字段计算器的基本使用方法

        1.2.1.简单值填入

        1.2.2.只计算一部分要素

1.3.处理文本（复杂案例见2.2）

        1.3.1.文本的简单组合和提取

        1.3.2.python关于字符串提取的逻辑解释

二、复杂案例解析

2.0.字段计算器中“代码块”的食用方法（仅python，有了解的可跳过）

        2.0.1.代码块介绍

        2.0.2.通过字段计算器的代码块进行条件判断

2.1.获取图形的属性（面积、长度、XYZ）

2.2.文字提取（复杂情况）

        2.2.1.提取以特定字符开头或结尾的文本。

        2.2.2.以固定“分隔符”拆分并提取文本

        2.2.3.使用正则表达式处理符合规则的字符

2.3.从"A"要素中取值，维护"B"要素的字段（A的属性填入B）

2.4.图斑的复杂规则编号

        2.4.1.案例1：重复值顺序编号，不重复情况特殊处理

        2.4.2.案例2：在python环境下进行整库维护标识码（BSM）（非字段计算器）

其他：

1.不同类型的数据在使用字段计算器时的注意事项

---

一、字段计算器的初步应用

1.1.字段计算器中的vb和python解析程序的介绍与区别

        vb和python分别对应的是两种不同的编程语言，字段计算器中的vb与Excel的函数大体上是比较类似的，如Excel内mid函数  =MID(A1,2,3)  对应在字段计算器中就为 mid([字段名称],2,3) ，但在python中就大不一样 !字段名称![1:4]。

提取 “abcdefg” 内的 “bcd”
 
EXCEL:    =MID(A1,2,3)
VB:       MID([字段名称],2,3)
python:   !字段名称![1:4]

        1.1.1.不同解析程序对应的“空”值

        VB：

null

        Python：

None

        注：Shapefile 属性表内不允许存在“空”值。留空可在计算时引号内不留空

---

1.2.字段计算器的基本使用方法

        1.2.1.简单值填入

        例如：将下图中所有行的文本1字段内填写入“AAA”

        计算前                计算后

        两种不同的解析程序如下：

        vb:        vb中填写入的文本，必须使用英文的双引号括起来，

"AAA"

        python:        python中的文本单引号，双引号均可

'AAA'
"AAA"

---

        1.2.2.只计算一部分要素

        可通过手动选择或按属性选择，选中需要计算的要素，再使用字段计算器即可。

        例如：下图，将OBJECTID等于1或等于2的要素，文本test字段中填写入“test”

        计算前

        计算后

        如上图，蓝色高亮选中要素的文本test字段中被填入“test”。表达式就不写了

---

1.3.处理文本（复杂案例见2.2）

        1.3.1.文本的简单组合和提取

        纯文本的组合：比较简单，就不上图片了，需要注意的是，在文本组合时vb和python的符号是不一样的。

vb:      [文本1] & [文本2]
python:  !文本1! + !文本2!

       数值与文本组合：使用python时需要注意，将数值使用“str()”类型转换为文本类型，再做组合，否则会报错。

vb:      [文本1] & [数值1]
python:  !文本1! + str(!数值1!)

---

        文本提取多为数据样例如下图：

        

        例1：提取“文本1”字段中的前3位

        表达式：

vb:  left( [文本1] ,3)
python:  !文本1![:3]

        实现后的效果：

        

        例2：提取“文本1”字段中的后3位

vb:  right( [文本1] ,3)
python:  !文本1![-3:]

        实现后的效果：

        

        例3：提取“文本1”字段中从第5位开始向后取3位

vb:  mid( [文本1] ,5,3)
python:  !文本1![4:7]

        实现后的效果：

        

---

        1.3.2.python关于字符串提取的逻辑解释

        为什么例1与例2中，python表达式内数值都与我们想提取的位数有关，而例3中，貌似与我们需要提取的位数并无关联。

        原因在于，python对字符串取值的顺序与我们常规理解的不一致，如下图所示，字符串A-H与其位置对应关系图。绿色为从左至右的取值位，红为从右往左的取值位。

        且使用  [起始位:结束位]  取字符时，取出字符串包含起始位，但不包含结束位，且起始位应当位于结束位左侧：

        举几个例子：

# 提取BCD
# 例1：'ABCDEFGH'[1:4]
# 例2：'ABCDEFGH'[-7:-4]
# 例3：'ABCDEFGH'[1:-4]
# 例3：'ABCDEFGH'[-7:4]

        以上所有方式，均可返回字符串“BCD”

        其他：

# 只提取某一位
 
例1提取字符D：'ABCDEFGH'[3]
例2提取字符G：'ABCDEFGH'[-2]
 
# 提取至结尾，或提取至开头
 
例1提取字符C之前的且不提取C：'ABCDEFGH'[:2]
例2提取字符B之后的且提取B：'ABCDEFGH'[1:]
例3提取字符F之后的且提取F：'ABCDEFGH'[-3:]
例4提取字符E之后的且不提取E：'ABCDEFGH'[-3:]

        那么，做个题目吧，有一个不确定长度的字符串，前后都有一个下划线，如何提取下划线之间的内容呢？也就是头尾去掉一个字符（答案写在评论区了，笑）

---

二、复杂案例解析

        （虽然本章节部分代码可直接使用，但仍建议对Python有初步的了解后再查看本节）

2.0.字段计算器中“代码块”的食用方法（仅python，有了解的可跳过）

        2.0.1.代码块介绍

        如下图，在勾选“显示代码块”后展开的输入框1 为“代码块”，输入框 2 为“表达式”，2 与未勾选时的输入框为相同输入框。图中为一个简单的通过调用自定义函数进行字段计算的简单示意。

        代码块中：第一行的def 表示定义了一个函数，函数名称为 aa，且这个函数中 有一个名为b的参数。第二行的 return表示返回值，返回 b + 1的结果。

        表达式：表示调用代码块中定义的 aa 函数，并将字段 !mj! 的值作为参数 b ，带入函数进行运算。

        举例：如Excel中的 left 函数，它的函数名为“left” 它有两个参数，第一个是被提取的值，第二个是需要取值的位数。他的“代码块”已经在软件中内置好了，不需要我们定义，我们只需要在“表达式（单元格）”中输入他的函数名，并填写入所需要的变量，就可以了。 在字段计算器中，就相当于我们在“代码块”中自定义了一个函数。并在表达式中调用它。

        

---

        2.0.2.通过字段计算器的代码块进行条件判断

        数据来源字段如下图，需求，使用字段计算器进行判断，将面积大于1的标记为“面积大于1”，小于等于1的标记为“面积小于等于1”.

    来源：     实现：

                        

        代码块及解释：

# 定义函数 aa， 参数1个 名为 b
def aa(b):
    # 条件判断，如果 b 大于 1
    if b > 1:
        # 如果 b 大于 1 返回 面积大于1
        return u'面积大于1'
    # 条件不成立
    else:
        # 返回 面积小于或等于1
        return u'面积小于或等于1'

        其实还有一种简写的方法，直接在表达式内输入以下，也可实现单一条件判断：

u'面积大于1' if !mj! > 1 else u'面积小于或等于1'

        思考：如果不用条件判断的方法，使用其他的工具配合，是否可以实现示例中的效果？

        当然，也可以有多条件判断。但如果

---

2.1.获取图形的属性（面积、长度、XYZ）

        在使用arcgis的过程中，你是否有发现在 shp文件 和 要素类的属性表中，总会存在一个名为“Shape”的字段，而且该字段不可以编辑或者删除。

        其实这个字段不是如显示的一样，存储的是（点、线、面）的文字，属性表中“Shape”字段储存的是该条属性对应图形的属性信息。并且属性可以通过字段计算进行调用（不可修改）。调用表达式如下（python）：

        坐标获取：

# 获取要素重心点坐标（点要素不可使用）
!shape.trueCentroid.X!    # 重心点x
!shape.trueCentroid.Y!    # 重心点y
 
# 获取坐标（图形外接矩形4角坐标）
!shape.extent.XMax!    # 最大x
!shape.extent.XMin!    # 最小x
!shape.extent.YMax!    # 最大y
!shape.extent.YMin!    # 最小y
 
# 点要素 x y z 获取
!shape.X!
!shape.Y!
!shape.Z!

        面积、周长获取：（再也不用“计算几何”了。笑）

# 计算面积（单位与要素坐标系一致）
!shape.area!
 
# 计算椭球面积
!shape.geodesicArea!
 
# 计算周长（长度）
!shape.length!

        杂项：（可以进行简单的质检）

# 判断要素是否为多部件（布尔值）（可判断空洞）
!shape.isMultipart!
 
# 获取要素部件数量（要素内有空洞仍记为1，无法区分空洞）
!shape.PartCount!
 
 
# 获取要素的折点数量
!shape.pointcount!

---

2.2.文字提取（复杂情况）

        2.2.1.提取以特定字符开头或结尾的文本。

        案例说明：下图中，省与市的名称长度均不固定（行政区名称均已省或市结尾，不考虑特殊情况），分别提取省、市的名称。

        

        案例分析：调查机构（DCJG）字段内填写的文字结构为某省某市，可以通过（index）找到“省”字所在位置，向前与向后提取文字。

        python表达式:

# 提取省的名称：
!DCJG![:!DCJG!.index(u"省") + 1]
 
# 提取市的名称：
!DCJG![!DCJG!.index(u"省") + 1:]
 

        解释：

        @ 在 "省" 前面加 u 的原因：因为argis储存字符串是以 utf-8 的格式进行存储，且arcmap 的python版本为 2.7，在使用方法或函数处理汉字时，需要在前面加一个 u 表示字符串为utf-8编码
        arcgis pro 不需要加

        @ !DCJG!.index(u"省") 会返回“省”这个字符，在字段 !DCJG! 中的位置。

        @ 通过 !DCJG![位置 : ] 或 !DCJG![ : 位置] 的方式提取前后的文本

        那么，问题来了，为什么需要“位置+1”呢？提取省和提取市的“位置+1”原因是否一样？（1.3中有讲到）

        结合1.3与本小节内容，是否可以提取规则为“xxxx起始xxxxx终止xxxx”的文本中，“起”到“止”之间的文本呢？

---

        2.2.2.以固定“分隔符”拆分并提取文本

        案例说明：下图中，“坐标”字段储存了点位的坐标信息，x，y，z坐标之间通过分号“；”进行分隔。需求：分别提取其中的x，y，z坐标，并将其存放于单独的字段中，且储存坐标的字段的类型需为双精度。

        

        案例分析：本案例中需要提取的内容，由统一的字符分隔，可以使用 split 将字符串以特定的分隔符拆分为列表（list），并分别取用。split使用效果如下：

'562873.938;3539624.743;331.461'.split(';')
# 输出结果为：['562873.938', '3539624.743', '331.461']

        提取x坐标的python表达式:

float(!坐标!.split(';')[0])
# 因为存储在列表中的坐标，仍然为字符串，所以需要用float将其转换为双精度数值

        那么，问题来了，提取y，z坐标的表达式应该修改哪个部分呢。(*^_^*)

        拓展：如果字段中分隔符的数量并不一致，如某些行中缺少，Z坐标。在使用以上方法获取Z坐标时会报错，导致整个计算工作无法执行。此时可以使用try，在程序异常时可继续执行，并返回0。

        python表达式:

aa( !坐标! )

        代码块:

def aa(a):
    try:
        return float(a.split(';')[2])
    except:
        return 0

---

        2.2.3.使用正则表达式处理符合规则的字符

        案例说明：数据来源字段如下图，要求提取其中的数值，并将其填入双精度字段。

        

        案例分析：因为此类情况比较复杂，面积数值是不固定的，且数值前、后的字符数量也不固定，本文介绍的其他方法无法解决此情况。此类情况可采用正则表达式来对字符进行提取。

        由于在python中使用正则表达式，需要引入 re 模块，所以得使用 代码块来配合实现。

        

        代码块与代码说明：

# 引入 re 模块
import re
# 定义函数，名为 aa , 变量为 in_str
def aa(in_str):
    # 使用正则表达式 按规则进行提取
    mj_str = re.search(r'\d*\.\d*', in_str).group()
    # 由于被计算字段类型为双精度，所以将正则表达式提取的str类型的面积 转为 float 类型
    mj_float = float(mj_str)
    # 返回面积
    return mj_float

        正则表达式太深奥，再这里仅作介绍，如有需要可自行查询。

        注意：在arcmap中使用正则匹配中文时，因为python版本为2.7，字符串的默认编码格式为ASCII编码，需使用compile编译正则表达式，否则无法正常使用。compile示例：

# coding=utf-8
import re
def ss(text):
    cp = re.compile(u'[\u4e00-\u9fa5]+')
    va = re.findall(cp, text)
    result = ''.join(va) if va else ''
    return result

---

2.3.从"A"要素中取值，维护"B"要素的字段（A的属性填入B）

       （代码可直接使用，且比较通用，但仍建议会一点点python再观看本节）

        如下如，现有 要素A 和 表B ，通过计算 表B 的 MJ 字段，汇总 要素A的地类名称等于 表B 中DL 字段的 图斑面积之和。

        其实这个目标，可以使用工具实现（那么，需要使用哪些工具呢？笑），本小节仅对字段计算实现的另一种方式进行探讨。

要素A：        表B：

        实现方式：通过使用arcpy游标遍历 要素A，汇总面积，并将结果通过 global 在自定义函数内调用。维护 表B 的 MJ 字段。

        表达式：

aa(!DL!)

        代码块：

# 引入 arcpy 模块
import arcpy
# 定义 要素A 的路径（自定义部分）
fc_A = u'C:\\ArcGIS\\Default.gdb\\A'
# 定义储存面积的字典
mj_dict = {}
 
# 查询游标 遍历 要素A
cursor = arcpy.SearchCursor(fc_A)
for row in cursor:
    dlmc = row.getValue('DLMC')     # 获取地类名称（分组字段-自定义部分）
    tbmj = row.getValue('TBMJ')     # 获取面积（汇总字段-自定义部分）
    
    if dlmc not in mj_dict.keys():  # 字典维护
        mj_dict[dlmc] = 0
    mj_dict[dlmc] += tbmj       # 字典维护
 
# 自定义函数， 变量 a 用于储存 表2 中的 "DL"字段值
def aa(a):
    global mj_dict      # 引入全局变量
    if a in mj_dict.keys():
        return mj_dict[a]       # 维护值
    else:
        return 0            # 如果不存在，返回 0

        使用arcgis工具实现的话，可以先用“汇总统计数据”按地类名称分组汇总面积。然后再将结果与表B，通过匹配“地类名称和DL”字段进行“连接字段”。

---

2.4.图斑的复杂规则编号

        2.4.1.案例1：重复值顺序编号，不重复情况特殊处理

        要求：如下表中，填写“单元支号”字段，为“单元号”进行同值顺序编号。

       若“单元号”存在重复，则从“001”开始，为相同值进行顺序编号； 若“单元号”的值不存在重复，则“单元支号”填入“000”。

        

        实现思路：此要求其实与常规的“同值顺序编号”基本类似①，仅多出一步对不重复的值进行单独赋值“000”②。

        ①首先，我们可以编写一个简单的重复值编号函数。

        表达式：

aa(!单元号!)

        代码块：

# 定义一个用于计数的字典
count_dir = {}
def aa(dyh):
    # 将字典引入函数
    global count_dir
    # 如果字典中不存在该单元号（键），则添加该键并将其值设为0
    if dyh not in count_dir.keys():
        count_dir[dyh] = 0
    # 计数
    count_dir[dyh] += 1
    # 返回文本类型的编号，并补0至3位
    return str(count_dir[dyh]).zfill(3)

        运行结果：如下图，实现了对“单元号”相同的图斑进行了顺序编号。

        

        但未实现题目中“单元号不存在重复时，填写000”的要求。如最后一行“单元号” 110101A003 仅存在一个，但“单元支号”为001。

        ②下一步开始实现对不重复的情况处理：

        表达式：与上一步相同

        代码块：（在上一步的基础上进行新增和修改）

# ------新增部分（开始）-------
# 导入 arcpy 包
import arcpy
# 填写被计算要素的路径
fc_path = u'D:\\测试\\test.gdb\\TB'   # 填写规则见下文中说明
# 使用arcpy中SearchCursor查询游标 获取所有单元号 并建立列表（list）
dyh_list = [row.getValue(u"单元号") for row in arcpy.SearchCursor(fc_path)]
# ------新增部分（结束）-------
 
# 定义一个用于计数的字典
count_dir = {}
def aa(dyh):
    # 将字典引入函数
    global count_dir, dyh_list      # （新增引入存放所有单元号的列表）
    # 如果字典中不存在该单元号（键），则添加该键并将其值设为0
    if dyh not in count_dir.keys():
        count_dir[dyh] = 0
    # 计数
    count_dir[dyh] += 1
    
    # 原 return 语句
    # return str(count_dir[dyh]).zfill(3)
    
    # ------新增部分（调整return规则）-------
    # 判断 如果 单元号 在 列表 中只出现过一次（不重复的情况）
    if dyh_list.count(dyh) == 1:
        # 则填入“000”
        return "000"   
    else:
        # 与原 return 语句一致
        return str(count_dir[dyh]).zfill(3)

        运行结果：此时最后一行 “单元号”为110101A003 的 “单元支号”就被编为“000”了。

        

        关于上方代码块内路径的说明：

        若你使用的时ArcMap 10.X ，对应的python版本是2.7。若在路径中存在中文，则必须添加 “u”（表示使用unicode编码），且路径中的分隔符需用“\\”双斜杠。

        若使用的是arcgis pro 任意版本，无需对中文进行特殊处理，仅在字符串前加“r”（表示不进行转义）即可（无需双斜杠）。

# ------示例-------
# arcmap 10.x
# 路径中存在中文的情况（字符串前加 u ；双斜杠分隔）
fc_path = u'D:\\测试\\test.gdb\\TB'   
# 不存在中文的情况（调用部分函数可能出现错误，若出现可按存在中文的情况下调整）
fc_path = r'D:\test\test.gdb\TB'        
 
# arcgis pro 
fc_path = r'D:\test\test.gdb\TB'    # 任意情况

---

        2.4.2.案例2：在python环境下进行整库维护标识码（BSM）（非字段计算器）

        如本小节标题，为个数据库的标识码字段进行编号，所有要素之间编号不重复。

        代码如下：（注，此处只遍历了所有要素类，并未获取表）此代码会替换掉原始“编号字段”内的所有内容，请注意备份数据。

# 导入 arcpy os包
import arcpy, os
# 待编号的数据库路径
data_path = u'D:\\测试\\xxx.gdb'   # 填写规则见上一节
initial = 0         # 编号的初始值
fd_name = "BSM"     # 需要编号的字段名
# 定义工作空间
arcpy.env.workspace = data_path
 
# 获取所有的要素数据集
datasets = arcpy.ListDatasets(feature_type='feature')
datasets = [''] + datasets if datasets is not None else []
 
# 遍历要素数据集
for ds in datasets:
    # 遍历要素数据集中的所有要素类
    for fc in arcpy.ListFeatureClasses(feature_dataset=ds):
        # 拼接得到要素的路径
        fc_path = os.path.join(arcpy.env.workspace, ds, fc)
        
        # 判断要素类中是否存在 标识码 字段
        if fd_name in arcpy.ListFields(fc_path):
            
            # 使用 UpdateCursor 更新游标 遍历 要素类的所有行
            cursor = arcpy.UpdateCursor(fc_path)
            for row in cursor:
                # 修改值 可使用 “str(initial).zfill(数值)” 在编号前补零 但字段类型必须为 文本
                row.setValue(fd_name, initial)
                # 更新
                cursor.updateRow(row)
                # 编号 +1
                initial += 1

        可复制入arcmap的python窗口下运行：（位置如下图）

        运行时建议，无论是否修改，先将代码复制入文本文档，再复制入python窗口内运行。（运行需按两下回车键“enter”）

---

其他：

1.不同类型的数据在使用字段计算器时的注意事项

        部分数据类型无法实现，在计算字段时，值字段内包含被计算字段（有点绕）。示例如下：

        @数据情况：有两个字段，一个是类型，一个是编号。

        @目的：只使用1次字段计算器，将类型和编号字段的拼接值填写入编号字段。

        计算前   计算后 

        Python:

!类型! + !编号!

        @此时，计算字段既要从编号字段提取值，又要向编号字段内填写值。

        若使用pythohn解析程序计算时需要用到这种方法，请注意mdb(个人地理数据库)内所有类型的要素或表格，均无法使用此方法。VB解析程序无此情况。