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基于Python代码实现批量提取栅格数据

  • 2026-09-12 02:30:06
基于Python代码实现批量提取栅格数据

一、前言

Arcgis中很多空间分析在具体分析过程中基本是重复进行的，所以批量操作可以极大提高效率，所以今天带来源码用于Arcgis批量提取栅格数据，提取栅格数据分为两种常见场景，一是按掩膜提取（矢量边界裁剪）；二是按照属性提取（栅格值筛选）两种常见场景，栅格数据主要包含tif和img两种格式，举个例子，手上有全国2000-2025年的夜光数据（tif），想要提取广东省的夜间灯光数据，这种情景下就很适用。或者手里面有全国2000-2025年的夜光数据（tif），想要提取出DN大于20的夜间灯光范围，以上举的两种案例均非常适用。

二、具体代码

-- coding: cp1252 -- # ArcGIS 10.3 Python2.7 专属编码声明，解决中文乱码

import arcpy
import os
import sys
import traceback

= 第一步：ArcGIS 10.3 环境初始化（批量提取核心配置）=

def init_arcgis_env(output_folder, scratch_folder=None):
"""
初始化ArcGIS 10.3运行环境，解决批量提取常见问题
:param output_folder: 提取结果输出文件夹
:param scratch_folder: 临时文件存储路径（可选）
:return: 环境配置成功返回True，失败返回False
"""
try:

核心环境参数（批量提取必设）

arcpy.env.overwriteOutput = True

允许覆盖重复结果，避免批量中断

arcpy.env.addOutputsToMap = False

关闭自动加载图层，提升提取速度

arcpy.env.workspace = output_folder

设置默认工作空间

arcpy.env.scratchWorkspace = scratch_folder if scratch_folder else arcpy.env.scratchWorkspace
arcpy.env.parallelProcessingFactor = "100%"

启用多核并行，加快批量提取

授权空间分析扩展（栅格提取必备）

if arcpy.CheckExtension("Spatial") == "Available":
arcpy.CheckOutExtension("Spatial")
print(u"✅ 空间分析扩展模块授权成功")
else:
raise Exception(u"❌ 空间分析扩展未授权，请检查ArcGIS 10.3许可")

Python2.7 中文编码修复（ArcGIS 10.3 关键）

reload(sys)
sys.setdefaultencoding('utf-8')

创建输出/临时文件夹（避免路径不存在报错）

if not os.path.exists(output_folder):
os.makedirs(output_folder)
if scratch_folder and not os.path.exists(scratch_folder):
os.makedirs(scratch_folder)
print(u"✅ ArcGIS 10.3 环境初始化完成")
return True
except Exception as e:
print(u"❌ 环境初始化失败：{}".format(str(e)))
traceback.print_exc()
return False

=第二步：批量栅格提取核心函数 =

def batch_extract_raster(
input_raster_folder,

待提取栅格文件夹

extract_type,

提取类型："mask"（掩膜提取）/"attribute"（属性提取）

output_folder,

结果输出文件夹

mask_shp=None,

掩膜提取用的矢量边界（extract_type="mask"时必填）

raster_value=None,

属性提取的栅格值（extract_type="attribute"时必填，如">15"）

scratch_folder=None

临时文件路径

):
"""
ArcGIS 10.3 批量提取栅格数据（支持掩膜/属性两种提取方式）
:param input_raster_folder: 待提取栅格文件夹（支持tif/img/bil等格式）
:param extract_type: 提取类型，可选 "mask" 或 "attribute"
:param output_folder: 结果输出文件夹
:param mask_shp: 掩膜矢量边界路径（如.shp），mask模式必填
:param raster_value: 属性提取的栅格值条件（如">15"、"==1"），attribute模式必填
:param scratch_folder: 临时文件路径（可选）
"""

先初始化环境

if not init_arcgis_env(output_folder, scratch_folder):
sys.exit(1)
try:

1. 筛选文件夹内所有栅格数据（ArcGIS 10.3 支持的栅格格式）

arcpy.env.workspace = input_raster_folder

切换到输入文件夹

raster_list = arcpy.ListRasters()

自动识别所有栅格格式，比手动遍历更适配ArcGIS

if not raster_list:
raise Exception(u"❌ 输入文件夹{}中未找到栅格数据".format(input_raster_folder))
total_count = len(raster_list)
print(u"\n📌 共检测到{}个栅格数据，开始批量提取...".format(total_count))

2. 批量处理每个栅格

for idx, raster_name in enumerate(raster_list):

拼接完整路径

input_raster = os.path.join(input_raster_folder, raster_name)

输出文件名（保留原名称+提取类型后缀）

raster_base = os.path.splitext(raster_name)[0]
output_raster = os.path.join(output_folder, u"{}_{}_extract.tif".format(raster_base, extract_type))
print(u"\n🔍 正在处理 {}/{}：{}".format(idx+1, total_count, raster_name))

3. 按提取类型执行操作

if extract_type == "mask":

掩膜提取（矢量边界裁剪栅格）

if not mask_shp or not os.path.exists(mask_shp):
raise Exception(u"❌ mask模式必须指定有效的矢量边界文件")
arcpy.gp.ExtractByMask_sa(input_raster, mask_shp, output_raster)
elif extract_type == "attribute":

属性提取（按栅格值筛选）

if not raster_value:
raise Exception(u"❌ attribute模式必须指定栅格值条件（如'>15'）")

构建提取条件（ArcGIS 10.3 ExtractByAttributes 语法）

where_clause = u"VALUE {}".format(raster_value)
arcpy.gp.ExtractByAttributes_sa(input_raster, where_clause, output_raster)
else:
raise Exception(u"❌ 不支持的提取类型{}，仅支持mask/attribute".format(extract_type))
print(u"✅ 提取完成：{}".format(output_raster))
print(u"\n🎉 所有栅格提取完成！结果保存至：{}".format(output_folder))
except Exception as e:
print(u"❌ 批量提取失败：{}".format(str(e)))
traceback.print_exc()

打印详细报错堆栈，便于排查ArcGIS 10.3专属问题

finally:

释放扩展模块（ArcGIS 10.3 必须手动释放，否则会占用许可）

arcpy.CheckInExtension("Spatial")
print(u"\n🔍 空间分析扩展模块已释放")

=第三步：主函数（参数配置）=

if __name__ == "__main__":

-------------------------- 请根据需求修改以下参数 --------------------------

基础参数

INPUT_RASTER_FOLDER = r"E:\data\night_light"

待提取栅格文件夹（如夜光数据）

OUTPUT_FOLDER = r"E:\data\extract_result"

提取结果输出文件夹

SCRATCH_FOLDER = r"E:\data\scratch"

临时文件文件夹（可选）

提取类型配置（二选一，注释掉不用的）

【选项1：掩膜提取（矢量裁剪）】

EXTRACT_TYPE = "mask"
MASK_SHP = r"E:\data\city_boundary.shp"

城市边界矢量（掩膜用）

RASTER_VALUE = None

mask模式无需设置

【选项2：属性提取（栅格值筛选）】

EXTRACT_TYPE = "attribute"

MASK_SHP = None # attribute模式无需设置

RASTER_VALUE = ">15" # 筛选栅格值>15的区域（如夜光数据提取建成区）

-------------------------------------------------------------------

执行批量提取

batch_extract_raster(
input_raster_folder=INPUT_RASTER_FOLDER,
extract_type=EXTRACT_TYPE,
output_folder=OUTPUT_FOLDER,
mask_shp=MASK_SHP,
raster_value=RASTER_VALUE,
scratch_folder=SCRATCH_FOLDER
)

三、代码关键说明

环境适配：
开头

-- coding: cp1252 --是 ArcGIS 10.3 Python 2.7 的专属编码声明，解决中文乱码；

arcpy.ListRasters()替代手动遍历文件夹，更适配 ArcGIS 10.3 支持的栅格格式（如 img/bil 等）；
强制释放Spatial扩展模块，避免 ArcGIS 10.3 许可被占用。
核心功能：
掩膜提取（mask）：通过矢量边界（如城市 shp）裁剪栅格，适合按行政边界提取区域栅格；
属性提取（attribute）：按栅格值筛选（如夜光数据 > 15 的像素），适合提取建成区、碳排放相关栅格。
参数说明：
RASTER_VALUE支持的条件：>15（大于 15）、<10（小于 10）、==1（等于 1）、>=5（大于等于 5），符合 ArcGIS 10.3 栅格计算器语法；
输入文件夹支持多格式栅格（tif/img/bil 等），无需手动筛选。

四、ArcGIS 10.3 运行步骤（快速落地）

修改参数：将代码中INPUT_RASTER_FOLDER、OUTPUT_FOLDER等路径替换为本地实际路径；
选择提取模式：注释 / 取消注释EXTRACT_TYPE，配置对应参数（mask 模式填矢量路径，attribute 模式填栅格值条件）；
运行脚本：按之前教的 ArcGIS 10.3 运行方式（Python 窗口 / IDLE/CMD），以管理员身份执行；
查看结果：输出文件夹中会生成「原文件名_提取类型_extract.tif」格式的栅格，可直接在 ArcMap 中加载验证。

五、常见问题解决（ArcGIS 10.3 专属）

问题现象
解决方法
提示 “ExtractByMask_sa 不存在”
未授权 Spatial 扩展，手动在 ArcMap 中勾选「自定义→扩展模块→Spatial Analyst」
中文路径提取结果乱码
确保脚本开头编码声明正确，输出文件夹路径用英文，避免空格 / 特殊字符
批量提取卡死
关闭 ArcMap 中多余图层，设置arcpy.env.addOutputsToMap = False，清理临时文件夹
提示 “栅格格式不支持”
用arcpy.ListRasters()替代手动遍历（代码已内置），避免识别非 ArcGIS 支持的栅格
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