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Arcpy进行地图代数栅格运算
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Python利用Arcpy进行栅格运算
ArcGIS栅格计算器介绍Arcpy对栅格文件的读取、创建和写入Arcpy进行栅格数学分析的三角函数和逻辑运算归纳总结实例及运行结果
环境;ArcGIS、Python 2.7
ArcGIS栅格计算器介绍
ArcGIS中的工具箱有栅格计算器工具，它提供的时地图代数功能，可以实现很多复杂的栅格代数运算处理，但栅格计算器工具专门用于 ArcGIS for Desktop 应用程序（仅作为 GP 工具对话框）或模型构建器。它不适用于脚本的编写，而且也不能用于 ArcPy Spatial Analyst 模块。
Arcpy读取栅格： inRaster = arcpy.Raster("D:\\test\\myinputraster.tif")#读取tif文件Arcpy可以创建 常量栅格、正态栅格 和 随机栅格： outConstRaster = CreateConstantRaster(12.7, "FLOAT", 2, Extent(0, 0, 250, 250))#常量栅格创建 outNormalRaster = CreateNormalRaster(2, Extent(0, 0, 150, 150))#正态栅格创建 outRandRaster = CreateRandomRaster(100, 2, Extent(0, 0, 150, 150))#随机栅格创建
 减outMinus = Minus(inRaster1, inRaster2)逐个像元地从第一个输入栅格的值中减去第二个输入栅格的值 乘outTimes = Times(inRaster, inConstant)将两个栅格的值逐个像元地相乘 除outDivide = Divide(inRaster01, inRaster02)将两个栅格的值逐个像元地相除 平方outSquare = Square(inRaster)计算栅格中像元值的平方值 平方根outSQRT = SquareRoot(inRaster)计算栅格中像元值的平方根 幂outPower = Power(inRaster1, inRaster2)对栅格中的像元值进行乘方运算，结果为在另一个栅格中找到的值 取反outNegate = Negate(inRaster)逐个像元地更改输入栅格的像元值符号（乘以 -1） 绝对值outAbs = Abs(inRaster)计算栅格中像元的绝对值 ExpoutExp = Exp(inRaster)计算栅格中各像元以 e 为底的指数 Exp2outExp2 = Exp2(inRaster)计算栅格中各像元以 2 为底的指数 Exp10outExp10 = Exp10(inRaster)计算栅格中各像元以 10 为底的指数 LnoutLn = Ln(inRaster)计算栅格中各像元的自然对数(以 e 为底) Log2outLog2 = Log2(inRaster)计算栅格中各像元以 2 为底的对数 Log 10outLog10 = Log10(inRaster)计算栅格中各像元以 10 为底的对数 上舍入outRoundURaster = RoundUp(inRaster)返回栅格中每个像元的最近的较大整数，但表示为浮点型 下舍入outRoundDRaster = RoundDown(inRaster)返回栅格中每个像元的最近的较小整数，但表示为浮点型 求模outMod = Mod(inRaster1, inRaster2)逐个像元地求出第一个栅格数据除以第二个栅格数据的余数（模） 转为整型outInt = Int(inRaster)通过截断将栅格的每个像元值转换为整型 转为浮点型outFloat = Float(inRaster)将每个栅格像元的值转换为浮点型表达形式
实例及运行结果
由于Arcpy对一些简单的栅格加、减、乘、除等运算进行了符号重载，因此可以直接用+、-、*、/等运算符来进行栅格和常量、栅格与栅格之间的数学运算，PyCharm中的计算NPP的具体实例如下所示： // ArcPy计算NPP代码-Python by jjg #-*- coding: UTF-8 -*- import arcpy from arcpy import env from arcpy.sa import * # Check out the ArcGIS Spatial Analyst extension license arcpy.CheckOutExtension("Spatial") #读取NPP模型的输入数据 NDVI_Raster = arcpy.Raster("H:\\CASA_Model_200101\\200101输入数据\\NDVI\\MOD13Q1.A200101.hdf.250m_16_days_NDVI_projected1_mask(0-1).tif")#读取tif文件 SOL_Raster = arcpy.Raster("H:\\CASA_Model_200101\\200101输入数据\\sun_radiation\\Y2001M1_sun_radi.img")#读取tif文件 ET_Raster = arcpy.Raster("H:\\CASA_Model_200101\\200101输入数据\\ET\\MOD16A2.200101ET_500m_MVC_Projected_mask.tif")#读取tif文件 PET_Raster = arcpy.Raster("H:\\CASA_Model_200101\\200101输入数据\\PET\\MOD16A2.A200101.hdf.PET_500m_MVC_projected_mask.tif")#读取tif文件 T_Raster = arcpy.Raster("H:\\CASA_Model_200101\\200101输入数据\\TAVG_CORR\\Y2001M1_TAVG_CORR.img")#读取tif文件 SRmin = 0.5 SRmax = 1.5 FPARmin = 0.001 FPARmax = 0.95 T_opt = 26 e_max = 0.389 SR = (1 + NDVI_Raster) / (1 - NDVI_Raster) FPAR = FPARmin + (FPARmax - FPARmin) * ((SR - SRmin) / (SRmax - SRmin)) APAR = SOL_Raster * FPAR * 0.5 def func(a): if a > -10: return 0.8 + 0.02 * a - 0.0005 * a * a else: return 0 T1 = func(T_opt) T2 = (1.184/(1+Exp(0.2*(T_opt-10-T_Raster))))*(1/(1+Exp(0.3*(T_Raster -10-T_opt)))) W = 0.5 +0.5* ET_Raster / PET_Raster e = T1 *T2 * W *e_max NPP = APAR * e NPP.save("H:\\CASA_Model_200101\\NPP\\NPP.tif")运行结果如下： |
为此，通过查看ArcGIS 工具箱中的空间分析模块（Spatial Analyst简称sa），发现其中有很多数学分析运算（我们主要用到的多为三角函数和逻辑运算）（见下图） 
因此，为了更好地利用Arcpy中的空间分析工具来进行栅格数据的地图代数运算，需要首先在Python的py文件中导入ArcPy和Spatial Analysis模块，见下面的代码：
Arcpy保存栅格：
掩膜提取后： 
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