Примеры вычисления полей в Python

Ввод значений с клавиатуры – не единственный способ редактирования значений в таблице. В некоторых случаях вам может потребоваться выполнить математические вычисления для получения значения поля отдельной записи или даже всех записей. Можно выполнять как простые, так и сложные вычисления над всеми либо только выбранными записями. Кроме того, в полях атрибутивных таблиц можно вычислить длину, периметр и прочие геометрические свойства. В разделах ниже приводятся примеры использования калькулятора поля. Вычисления выполняются с помощью Python, SQL и Arcade.

Этот раздел описывает примеры скриптов Python для Вычисления поля. Более подробно о выражениях Arcade, см. Руководство ArcGIS Arcade. Более подробно о выражениях SQL см. в разделе Вычислить значения полей.

Примечание:

• Синтаксис Python требует правильного использования отступов. Для определения каждого логического уровня используются от двух до четырех пробелов. Приводите в соответствие начало и конец каждого блока, и будьте последовательны.
• Поля в выражениях вычислений Python заключаются в восклицательные знаки (!!).
• При наименовании переменных следует помнить, что Python чувствителен к регистру, поэтому имя value не равнозначно имени Value.
• Завершив ввод, можно нажать кнопку Экспортировать, если вы хотите записать введенные данные в файл. С помощью кнопки Импортировать вы сможете найти и выбрать из имеющихся файл с выражением для вычисления.

Простые вычисления

Ряд вычислений можно производить, используя только короткое выражение.

Примеры простых строчек

Строки поддерживаются несколькими строковыми функциями Python, в том числе capitalize, rstrip и replace.

Сделать заглавной первую букву текста в поле CITY_NAME.

!CITY_NAME!.capitalize()

Убрать все пробелы на концах строк в поле CITY_NAME .

!CITY_NAME!.rstrip()

Заменить написание "california" на "California" в поле STATE_NAME.

!STATE_NAME!.replace("california", "California")

Доступ к символам в текстовом поле осуществляется путем индексации и разделения в Python. Индексация возвращает символы в индексном местоположении; разделение – группу символов. В следующей таблице предположим, что это строковое поле !fieldname! со значением "abcde".

Пример	Объяснение	Результат
!fieldname![0]	Первый символ	"a"
!fieldname![-2]	Второй символ с конца	"d"
!fieldname![1:4]	Второй, третий и четвертый символы	"bcd"

Python также поддерживает форматирование строк с использованием метода format().

Скомбинировать поля FieldA и FieldB, разделенные двоеточием.

"{}:{}".format(!FieldA!, !FieldB!)

• Часто используемые текстовые операции Python

Простые математические примеры

Python предоставляет инструменты для обработки чисел. Python также поддерживает ряд числовых и математических функций, в том числе, math, cmath, decimal, random, itertools, functools и operator.

Оператор	Объяснение	Пример	Результат
x + y	x плюс y	1,5 + 2,5	4.0
x – y	x минус y	3,3 – 2,2	1.1
x * y	x умножить на y	2,0 * 2,2	4.4
x / y	x разделить на y	4,0 / 1,25	3.2
x // y	x разделить на y (с округлением)	4.0 // 1.25	3.0
x % y	x по модулю y	8 % 3	2
-x	отрицательное выражение от x	x = 5 -x	-5
+x	x остается без изменений	x = 5 +x	5
x ** y	x возвести в степень y	2 ** 3	8

Умножить

!Rank! * 2

Вычислить объем сферы по заданному полю с радиусами.

4.0 / 3.0 * math.pi * !Radius! ** 3

Прежние версии:

В ArcGIS Pro используется Python 3, а в ArcGIS Desktop – Python 2. В Python 2 используются математические целые числа, то есть деление двух целочисленных значений всегда дает в результате целочисленное значение (3 / 2 = 1). В Python 3 при делении целочисленных значений результат будет числом с плавающей точкой (3 / 2 = 1.5).

Встроенные функции Python

Python содержит ряд встроенных функций, включая max, min, round и sum.

• Встроенные функции Python

Вычисление максимального значения для каждой записи в списке полей.

max([!field1!, !field2!, !field3!])

Вычисление суммы для каждой записи в списке полей.

sum([!field1!, !field2!, !field3!])

Использование блоков кода

С помощью выражений Python и параметра Блок кода вы можете сделать следующее:

• Используйте в выражении любые функции Python.
• Получать доступ к функциям и объектам геообработки.
• Получать доступ к свойствам геометрии
• Получать доступ к новому оператору случайных значений.
• Переклассифицировать значения с использованием логики if-then-else.

Тип выражения	Блок кода
Python 3	Поддерживает функциональные возможности Python. Блок кода задается с помощью функций Python (def). Свойства геометрии выражаются с помощью объектов геообработки, например объекты point, где применимо.
Arcade	Поддерживает функциональные возможности Arcade.
SQL	Поддерживает выражения SQL. SQL-выражения были реализованы для лучшей поддержки вычислений с использованием сервисов объектов и многопользовательских баз геоданных, особенно в отношении производительности. Вместо того, чтобы выполнять вычисления для одного объекта или строки одновременно, один запрос отправляется к базе данных или сервису объектов.

Прежние версии:

В ArcGIS Desktop инструмент Вычислить поле поддерживает типы выражений VB, PYTHON и PYTHON_9.3. Тип выражения VB, поддерживаемый в некоторых продуктах, не поддерживается в 64-битных продуктах, и в том числе в ArcGIS Pro.

Ключевые слова PYTHON и PYTHON_9.3 все еще поддерживаются в ArcGIS Pro для сохранения обратной совместимости, но не указываются в списке выбора. Скрипты Python, использующие ключевые слова, продолжат работать корректно.

Единственное различие между типом выражения Python 3 и устаревшим ключевым словом PYTHON_9.3 заключается в том, что Python 3 возвращает значения в полях данных как объекты Python datetime.

Примечание:

Тип выражения Python 3 не связан с версией Python, установленной с ArcGIS Pro. Это просто исторически связанное с Python стороннее ключевое слово (после PYTHON и PYTHON_9.3).

Функции Python задаются с помощью ключевого слова def, за которым идет имя функции и ее входные аргументы. Можно написать функцию Python, которая будет принимать любое число входных аргументов (в т.ч. и отсутствие аргументов). Значение возвращается из функции с помощью выражения return. Имя функции остаётся на ваш выбор (не используйте пробелы и не начинайте с цифр).

Примечание:

Если функция с выражением return не возвращает значения, будет возвращено None.

Примечание:

Синтаксис Python требует правильного использования отступов. Для определения каждого логического уровня используются четыре пробела. Приводите в соответствие начало и конец каждого блока, и будьте последовательны.

Примеры кода – math

Для использования всех приведенных ниже математических примеров используйте тип выражения Python 3.

Округлить значения поля до двух десятичных знаков.

Expression:
round(!area!, 2)

Используйте модуль math для конвертации метров в футы. Конвертация возводит в степень 2 и умножает на площадь.

Expression:
MetersToFeet((float(!shape.area!)))

Code Block:
import math
def MetersToFeet(area):
    return math.pow(3.2808, 2) * area

Вычисления полей с использованием логики Python

Логические структуры могут быть включены в блок кода через выражения if, else и elif.

Классифицировать на основании значений поля.

Expression:
Reclass(!WELL_YIELD!)

Code Block:
def Reclass(WellYield):
    if (WellYield >= 0 and WellYield <= 10):
        return 1
    elif (WellYield > 10 and WellYield <= 20):
        return 2
    elif (WellYield > 20 and WellYield <= 30):
        return 3
    elif (WellYield > 30):
        return 4

Примеры кода – геометрия

Помимо следующих примеров кода см. раздел Преобразование геометрических единиц, расположенный ниже, для получения дополнительной информации о преобразовании геометрических единиц.

Вычислить площадь объекта.

Expression:
!shape.area!

Вычислить максимальную x-координату объекта.

Expression:
!shape.extent.XMax!

Вычислить количество вершин объекта.

Expression:
getVertexCount(!shape!)

Code Block:
def getVertexCount(feat):    
    partnum = 0

    # Count the number of points in the current multipart feature
    partcount = feat.partCount
    pntcount = 0

    # Enter while loop for each part in the feature (if a singlepart 
    # feature, this will occur only once)
    while partnum < partcount:
        part = feat.getPart(partnum)
        pnt = part.next()

        # Enter while loop for each vertex
        while pnt:
            pntcount += 1   
            pnt = part.next()
   
            # If pnt is null, either the part is finished or there 
            # is an interior ring
            if not pnt: 
                pnt = part.next()
        partnum += 1
    return pntcount

Для точечного класса пространственных объектов сдвинуть x-координату каждой точки на 100.

Expression:
shiftXCoordinate(!SHAPE!)

Code Block:
def shiftXCoordinate(shape):
    shiftValue = 100
    point = shape.getPart(0)
    point.X += shiftValue
    return point

Информация о единицах измерения геометрии

Свойства площади и длины в поле геометрии можно изменить с помощью типов единиц, обозначаемых знаком @.

Более подробно о поддерживающихся единицах измерения длины и площади в геообработке

Примечание:

Если данные хранятся в географической системе координат и поддерживаются линейные единицы (например, футы), вычисления длин будут конвертированы по геодезическому алгоритму.

Внимание:

Преобразование единиц площади в географическую систему координат даёт сомнительные результаты, так как десятичные градусы в разных частях глобуса имеют разную длину.

Вычислить длину пространственного объекта в ярдах.

Expression:
!shape.length@yards!

Вычислить длину пространственного объекта в акрах.

Expression:
!shape.area@acres!

Геодезическая площадь и длина также может быть вычислена с помощью свойств geodesicArea и geodesicLength, с помощью символа @, следующего за ключевым словом единицы измерения.

Вычисление геодезической длины пространственного объекта в ярдах.

Expression:
!shape.geodesicLength@yards!

Вычисление геодезической площади пространственного объекта в акрах.

Expression:
!shape.geodesicArea@acres!

Примеры кода – даты

Дату и время можно вычислить с помощью модулей datetime и time.

Вычислить текущую дату.

Expression:
time.strftime("%d/%m/%Y")

Вычислить текущие дату и время.

Expression:
datetime.datetime.now()

Вычислить дату как 31 декабря 2000.

Expression:
datetime.datetime(2000, 12, 31)

Вычислить количество дней между текущей датой и значением в поле.

Expression:
(datetime.datetime.now() - !field1!).days

Вычислить дату, прибавив 100 дней к значению даты в поле.

Expression:
!field1! + datetime.timedelta(days=100)

Вычислить строку, представляющую дату, используя метод ctime в модуле datetime. В примере создается строка в формате: 'Mon Feb 22 10:15:00 2021'.

Expression:
!field1!.ctime()

Вычислить день недели (например, воскресенье) для значения даты в поле.

Expression:
!field1!.strftime('%A')

Вычислить отформатированную строку из поля даты, используя метод strftime модуля datetime и строку явного формата. В примере создается строка в формате: '02/22/2021, 10:15:00'.

Expression:
!field1!.strftime("%m/%d/%Y, %H:%M:%S")

Примеры кода – текст

Строковые вычисления могут выполняться с использованием различных шаблонов кодирования Python.

Вернуть три самых правых символа.

Expression:
!SUB_REGION![-3:]

Заменить все вхождения заглавной буквы P на прописную p.

Expression:
!STATE_NAME!.replace("P","p")

Конкатенировать два поля, разделив их пробелом.

Expression:
!SUB_REGION! + " " + !STATE_ABBR!

Конвертация в нужный регистр

В этих примерах показаны различные способы конвертации слов таким образом, чтобы каждое слово начиналось с большой буквы, а остальные буквы были прописными.

Expression:
' '.join([i.capitalize() for i in !STATE_NAME!.split(' ')])

Expression:
!STATE_NAME!.title()

Регулярные выражения

Модуль Python re содержит операции сопоставления регулярных выражений, которые используются для сопоставления сложных примеров и правил замещения для строк.

• re – операции регулярных выражений
• Регулярные выражения

Замена St или St. перед новым словом в конце строки словом Street.

Expression:
update_street(!ADDRESS!)

Code Block:
import re
def update_street(street_name):
    return re.sub(r"""\b(St|St.)\Z""",  
                  'Street',
                  street_name)

Накопительные и последовательные вычисления

Накопительные и последовательные вычисления могут выполняться с использованием глобальных переменных.

Вычислить последовательные идентификаторы ID или порядковые номера на основании интервала.

Expression:
autoIncrement(10, 5)

Code Block:
rec = 0
def autoIncrement(start=1, interval=1):
    global rec
    if rec == 0:
        rec = start
    else:
        rec += interval
    return rec

Вычислить накопительные значения числового поля.

Expression:
accumulate(!FieldA!)

Code Block:
total = 0
def accumulate(increment):
    global total
    if total:
        total += increment
    else:
        total = increment
    return total

Вычислить процентное приращение числового поля.

Expression:
percentIncrease(float(!FieldA!))

Code Block:
lastValue = 0
def percentIncrease(newValue):
    global lastValue
    if lastValue:
        percentage = ((newValue - lastValue) / lastValue)  * 100
    else: 
        percentage = 0
    lastValue = newValue
    return percentage

Случайные значения

Случайные значения можно получить с помощью модуля random.

Используйте пакет numpy для вычисления случайных значений с плавающей точкой от 0.0 до 1.0.

Expression:
getRandomValue()

Code Block:
import numpy

def getRandomValue():
    return numpy.random.random()

Используйте модуль random случайных чисел для вычисления случайных целочисленных значений от 0 до 10.

Expression:
random.randint(0, 10)

Code Block:
import random

Вычисление значений null

В выражении Python пустые значения (null) можно вычислить, используя Python None.

Примечание:

Следующее вычисление будет работать, только если поле может содержать нулевые значения.

Используйте Python None для вычисления пустых значений.

Expression:
None