基于ArcPy的界址点坐标交换文件输出

汪元超

（成都市国土规划地籍事务中心，四川 成都 610032）

在勘测定界中，生成专用格式的界址点坐标交换文件，通常的做法是从ArcGIS导出为CAD，将提取的坐标在Excel中编辑后输出到文本文件，再编辑相关的表头和其他信息，这种方法操作繁琐、容易出错、效率低下，也有利用ArcGIS自带的模型构建器或其他语言实现了这种文件的输出，但上述方法都存在自动化程度不高、操作繁琐，不支持多部件、多边形岛（挖孔）等特殊格式的缺陷，为解决这些痛点，并提高工作效率和成果质量，有必要研究如何完美实现勘测定界界址点坐标TXT文件快速输出。

1 文件格式简介

界址点坐标交换文件是原国土资源部制定的以纯文本格式明文存储，以便于读取和管理的标准文件格式。最早是应用于建设用地备案中，后陆续用于制作电子报盘数据、增减挂钩备案、土地开发整理等，是自然资源系统（原国土系统）内广泛使用的一种数据交换文件。

该文件包括文件头属性描述、地块坐标两大块。文件头属性描述为12行的固定格式，格式如图1所示的文件实例。地块坐标部分根据具体的地块数量为行数不定的数据块，其中每一个数据块由该地块的属性描述和该地块的节点坐标组成，地块的属性描述格式为“界址点数，地块面积，地块编号，地块名称，记录图形属性（点、线、面），图幅号，地块用途，地类编码，@”，节点坐标的格式为“点号，地块圈号，X坐标，Y坐标”。需要特别注意以下几点：

（1）地块属性描述中的“地块面积”单位为公顷，需保留4位有效数字。

（2）节点坐标中的“X坐标”“Y坐标”为测量学中定义的坐标轴，分别代表北坐标和东坐标，与ArcGIS、CAD和数学上定义的坐标轴相反。

（3）地块必须闭合，每个地块的最后一个坐标和该地块的第一个坐标一致。

（4）对于有扣挖的宗地，扣挖出来的地块需要使用不同的圈号来表示（如图2所示：一个矩形内部挖掉了一个三角形和一个五边形，矩形的圈号为1，内部的三角形和五边形的圈号在1后面顺序递增，分别为2和3）。

图1为图2所示图形输出后的文件格式实例。

图1 文件格式示例图

图2 示例图形

2 相关基础知识

2.1 ArcPy简介

Python是一种通用的支持动态输入的面向对象的解释型语言，它简洁易读、易于学习、易于扩展，已成为最流行最热门的编程语言。

ArcPy是以ArcgisScripting模块为基础并继承了其功能进而构建的Python站点包。目的是以实用高效的方式通过Python执行地理数据分析、数据转换、数据管理和地图自动化创建基础。

用ArcPy编写ArcGIS应用程序的优势在于，它不仅完整继承了Python的易学、易用、易扩展的特性，还能够完整使用ArcGIS自带的很多工具包，使初学者能够快速入门并编写具有复杂功能的附加模块。

2.2 ArcGIS中的Polygon对象简介

本文编写的相关代码利用了ArcGIS内部的Polylgon对象，因此首先需要了解Polygon对象的相关特性和数据结构。

Polylgon对象是一个或多个Ring对象的有序集合，它可以由单个Ring对象构成，也可以由多个Ring组成。其数据结构如图3所示。

图3 Polylgon对象数据结构示意图

从这张图上可以看出Polygon是Rings构成，而Ring又是由Segment构成，Segment包含线（Line）、圆弧（Circular Arc）、椭圆弧（Elliptic Arc）、贝塞尔曲线（Bezier Curve）4种类型的曲线，这4种曲线都是由Points坐标集合构成。在代码实现的过程中，我们只需要按照这个数据结构构造出Points坐标集合即可。需要注意的是，组成Polygon的是Ring，其中Ring可以分为OuterRing（外环）和InnerRing（内环）。外环和内环都是有方向的，它们的区别是外环的方向是顺时针的，内环的方向是逆时针的。如图4所示。

图4 Ring的内外环示意图

3 代码实现

以图2为例，图中包含2个地块，通过数据访问模块“da.SearchCursor”按行逐条读取数据，可以直接获得要素的节点个数和面积属性。而对于节点坐标，尤其是图2右侧地块这种有挖孔的多边形岛形式（挖孔）的地块，很多文献中是无法处理的，或者处理的方法冗长，这里笔者经过反复调试，通过将读取的每一条要素转成JSON格式再通过字典转成List数组的形式，实现快速读取要素内部部件的每一个节点坐标，除开前面几行固定需要写入的文件头属性描述，核心的节点坐标输出功能只用了20多行代码，整体代码块一共50行即实现了相关功能，充分体现了ArcPy简洁、高效的特性。数据处理流程如图5所示，完整代码如下。

图5 文件输出处理流程图

4 结束语

文本给出了完整的代码，基于ArcPy实现了界址点坐标交换文件的快速输出。相比手动编辑或其他方法，主要的改进和提升：

（1）完美支持多部件、多边形岛（挖孔）等各种特殊格式。

（2）自动化程度高，不需要人工干预。

相关代码已大量运用于实际工作项目中，相比其他方法极大提高了效率和准确性，以前编辑一个地块需要3~5 min，现在只需要不到10 s。

本文仅用不到50行代码即实现了上述功能，充分体现了ArcPy简洁、高效的特点。用ArcPy编写ArcGIS应用程序的优势在于，它不仅完整继承了Python的易学、易用、易扩展的特性，还能够完整使用ArcGIS自带的很多工具包，使初学者也能够快速入门并编写具有复杂功能的附加模块。本文为ArcPy应用于各种矢量和栅格数据的批处理提供了一些方法和思路。