本文介紹基於Python語言中ArcPy模塊，實現ArcMap自動批量出圖，並對地圖要素進行自定義批量設置的方法。

1 任務需求

  首先，我們來明確一下本文所需實現的需求。

  現有通過Python基於Excel數據加以反距離加權空間插值並掩膜圖層所繪製的北京市在2019年05月18日00時至23時（其中不含19時）等23個逐小時PM2.5濃度插值數據柵格圖層，每小時一個圖層，因此共23個圖層；以當日10時為例，該時刻的柵格圖層如下所示。

  我們希望做到的有兩點。首先，我們可以看到前述23個柵格圖層的符號系統都為灰度拉伸的狀態，因此希望按照一個給定的模板圖層文件m.lyr，調整這23個柵格圖層的樣式（即拉伸的顏色），並分別以.lyr格式導出這23個柵格圖層文件；且希望導出圖層文件的文件名包含具體的時刻。如下圖所示。

  第二點希望做到的是，將每一個柵格圖層都設置為彩色後，添加圖名、指北針、比例尺等地圖要素，並導出為圖片格式。以當日10時、20時為例，我們所希望導出的圖片如下所示。

  且希望導出圖片的文件名同樣包含具體的時刻。

2 代碼實現

  瞭解了需求後，我們就基於Python中的ArcPy模塊，進行詳細代碼的撰寫與介紹。

  這裡需要說明的是：在編寫代碼的時候，為了方便執行，所以希望代碼後期可以在ArcMap中直接通過工具箱運行，即用到Python程式腳本新建工具箱與自定義工具的方法；因此，代碼中對於一些需要初始定義的變數，都用到了arcpy.GetParameterAsText()函數。大家如果只是希望在IDLE中運行代碼，那麼直接對這些變數進行具體賦值即可。關於Python程式腳本新建工具箱與自定義工具，大家可以查看ArcMap將Python寫的代碼轉為工具箱與自定義工具詳細瞭解。

  上面提到需要初始定義的變數一共有七個，其中arcpy.env.workspace參數表示當前工作空間；mxd_file參數表示後期批量出圖時，提供地圖要素參考信息的地圖文檔.mxd文件；lyr_file參數表示後期批量出圖時，提供地圖著色參考信息的模板圖層.lyr文件；mask_path參數表示前述插值柵格圖層所保存的路徑；new_lyr_path參數表示插值柵格圖層經過樣式修改，並轉為圖層文件後的保存路徑；png_path參數表示最終出圖結果的保存路徑；dpi參數表示最終出圖結果的圖像解析度，單位為DPI（Dots per Inch）。

  其中，上述第二個參數，即提供地圖要素參考信息的地圖文檔.mxd文件需要由用戶自行創建，併在其中配置好圖名、圖例、指北針、比例尺等地圖要素的名稱、文本、位置、樣式等信息。或許這麼說有點不清楚，大家看下麵這幅圖就能比較容易明白了。

  沒錯，這個提供地圖要素參考信息的地圖文檔.mxd文件其實就是一個在Layout View中設置好各種地圖要素位置、大小、字體、顏色等的地圖文檔文件；它就相當於是一個模板，這個模板里各種地圖要素長什麼樣子，後期我們批量出圖結果圖的地圖要素就長什麼樣子。

  此外，不知道為什麼，在我的ArcMap中似乎偶爾會出現無法有效執行lyr.visible=False或arcpy.mapping.RemoveLayer(data_frame,new_lyr[0])等代碼情況；因此若直接在上述地圖文檔文件中配置圖例，最終出圖結果有時會出現多個圖例堆疊，不能保證出圖結果百分之百完美。基於此，選擇將圖例格式元素（elm.name==”title”）轉換為由一個圖片格式元素（elm.name==”pic”）與兩個文本格式元素（elm.name==”text”）組成的新元素，從而實現最終結果圖中圖例的繪製。

  如果大家還是不明白，可以直接下載我的這一.mxd文件；下載鏈接：https://pan.baidu.com/s/18l0l-kjPfdjV1UYcpkKg-w?pwd=fkxx 。

  具體代碼如下。

# -*- coding: utf-8 -*-
# @author: ChuTianjia

import arcpy

arcpy.env.workspace=arcpy.GetParameterAsText(0)
mxd_file=arcpy.GetParameterAsText(1)
lyr_file=arcpy.GetParameterAsText(2)
mask_path=arcpy.GetParameterAsText(3)
new_lyr_path=arcpy.GetParameterAsText(4)
png_path=arcpy.GetParameterAsText(5)
dpi=arcpy.GetParameterAsText(6)

my_mxd=arcpy.mapping.MapDocument(mxd_file)
data_frame=arcpy.mapping.ListDataFrames(my_mxd)[0]
my_lyr=arcpy.mapping.Layer(lyr_file)
layer_list=arcpy.mapping.ListLayers(my_mxd)

my_mxd.activeView="PAGE_LAYOUT"

tif_file_list=arcpy.ListRasters("BJ_hour_*","TIF")
for raster in tif_file_list:
    # Import the mask layer into ArcMap
    raster_file=mask_path+"\\"+raster
    arcpy.MakeRasterLayer_management(raster_file,raster.strip(".tif"))

    # Modify the style of the mask layer according to the reference layer
    arcpy.ApplySymbologyFromLayer_management(raster.strip(".tif"),lyr_file)
    new_lyr_file=new_lyr_path+"\\"+raster.strip(".tif")+".lyr"

    # Save and import the mask layer after modifying the style
    arcpy.SaveToLayerFile_management(raster.strip(".tif"),new_lyr_file)
    arcpy.AddMessage("{0} has been saved.".format(raster.strip(".tif")+".lyr"))
    
    new_lyr=arcpy.mapping.Layer(new_lyr_file)
    arcpy.mapping.AddLayer(data_frame,new_lyr,"TOP")

    # Modify the image name
    for element in arcpy.mapping.ListLayoutElements(my_mxd,"TEXT_ELEMENT"):
        if element.name=="title":
            element.text="Interpolation Map of PM2.5 Concentration\n at {0}:00 on May 18, 2019, Beijing".format(raster[8:10])

    new_lyr.visible=True

    # Modify the legend (see the program usage document for details)
    max_pixel=arcpy.GetRasterProperties_management(new_lyr,"MAXIMUM").getOutput(0)[0:5]
    min_pixel=arcpy.GetRasterProperties_management(new_lyr,"MINIMUM").getOutput(0)[0:5]
    for element in arcpy.mapping.ListLayoutElements(my_mxd,"TEXT_ELEMENT"):
        if element.name=="MAX":
            element.text="{:0>5.2f}".format(float(max_pixel))
        if element.name=="MIN":
            element.text="{:0>5.2f}".format(float(min_pixel))

    # Export to picture format
    png_file=png_path+"\\"+raster.strip(".tif")+".png"
    arcpy.mapping.ExportToPNG(my_mxd,png_file,resolution=dpi)
    arcpy.AddMessage("{0} has been saved.".format(raster.strip(".tif")+".png"))
    
    new_lyr.visible=False
    arcpy.mapping.RemoveLayer(data_frame,new_lyr[0])

3 運行結果

  執行上述代碼，具體得到的結果其實在本文開頭也就和大家講了，這裡就不再贅述。

  不過還有一點，就是如果大家是在ArcMap中直接通過工具箱運行上述代碼，則可以看到代碼運行過程中出現的提示——程式運行過程中，對每一個時刻的PM2.5濃度數據分別完成圖層格式保存與圖片格式保存等2個操作後，均會輸出執行結果，方便用戶獲知程式的執行情況。

  至此，大功告成。