利用ArcGIS Pro制作弧线OD图【ArcGIS Python系列】

利用 ArcGIS Pro 制作弧线 OD 图

Origin-Destination（OD）图是一种用于可视化起点和终点之间关系的地理图表。它在空间上表示出不同地点之间的连接和流动。在 OD 图中，起点和终点通常用节点（点）表示，而它们之间的连接则用线段或弧线表示。

OD 图常用于分析和展示交通、迁移、货物流动等领域的数据。它可以帮助我们理解不同地点之间的交互模式、流量分布和路径选择。通过 OD 图，我们可以识别热门起点和终点、主要交通走廊、流量密集区域等信息，从而支持规划、决策和优化。

在 ArcGIS 中，可以使用网络分析工具和 OD 矩阵分析来生成和可视化 OD 图。通过计算起点和终点之间的距离、时间或其他属性，可以将 OD 数据转换为图表形式，以便更直观地展示地理关系和流动模式。

有两种方法可以生成直线 OD 图：

一是通过起终点坐标和联系量的表（csv），通过XY转线工具生成连接线，因为这种方法的数据全部都通过其他方式生成了，适合嵌入工作流中；

二是通过起点要素和终点要素，使用生成起点-目的地链接 (分析)生成从起点要素到目的地要素生成连接线，适合纯 ArcGIS Pro 的工作流。

此处使用第一种方法。

准备 OD 数据

针对研究的内容，通过 Python 的相关操作生成了含有起点城市、终点城市、起点城市坐标、终点城市坐标和联系量的 csv 表格，导入 arcgis 如图所示：

此表是代表的“2012 年至 2022 年中国城市规划相关期刊作者所在城市间合作网络”数据，from_X和from_Y代表起点城市中心点的经纬度，坐标是 WGS_1984。weight代表期刊合作作者所在城市间的联系次数。

XY 转线

# XY转线的函数：
arcpy.management.XYToLine(in_table, out_featureclass, startx_field, starty_field, endx_field, endy_field, {line_type}, {id_field}, {spatial_reference}, {attributes})

运行 XY 转线工具会根据起点和终点坐标生成直线图，ID 字段填写的字段可以保留到输出要素中，一般我们需要将权重值传递到输出要素中。

空间参考根据坐标系选择输入表的坐标系，

运行之后的直线 OD 图：

直线转弧线

用到了公众号想去南方的小松鼠的一篇文章：《ArcGIS Pro 曲线 OD 图》提供的直线转曲线工具脚本。

脚本实现了批量运行SmoothLine函数，避免手动一个个运行，你可以将以下脚本粘贴到 ArcGIS Pro 自带的 jupyter notebook 中运行，也可以使用工具箱。

脚本参数：必须需要输入一个投影坐标系下的直线要素类，输出一个曲线要素类。

使用 Python 代码运行

import arcpy

def addPoint(x0, y0, x2, y2):
    """计算弧线顶点坐标的函数"""
    if orientation == "顺向":
        x, y = (x2 + x0) / 2 - (y2 - y0) / radian, (y2 + y0) / 2 + (x2 - x0) / radian
    elif orientation == "逆向":
        x, y = (x2 + x0) / 2 + (y2 - y0) / radian, (y2 + y0) / 2 - (x2 - x0) / radian
    return x, y

if __name__ == '__main__':
    # 传入参数 用jupyter notebook需要修改下面四个参数
    input_line = arcpy.GetParameterAsText(0)  # 输入直线要素类
    curveline = arcpy.GetParameterAsText(1) # 输出曲线要素类
    radian = arcpy.GetParameter(2)  # 角度 单位为度 默认为10度
    orientation = arcpy.GetParameterAsText(3)  # 方向  "顺向"或者"逆向"

    # 创建一个临时线要素类addVertex
    addVertex = arcpy.CreateFeatureclass_management("in_memory", "addVertex", "POLYLINE",
                                                    spatial_reference=arcpy.Describe(input_line).spatialReference)

    arcpy.AddField_management(addVertex, "origin", "LONG")

    # 创建与line对应的折线并写入addVertex
    with arcpy.da.SearchCursor(input_line, ["SHAPE@", "OID@"]) as sc:
        with arcpy.da.InsertCursor(addVertex, ["SHAPE@", "origin"]) as ic:
            for row in sc:
                shp = row[0]
                p0 = shp.firstPoint
                p2 = shp.lastPoint
                x1, y1 = addPoint(p0.X, p0.Y, p2.X, p2.Y)
                p1 = arcpy.Point(x1, y1)
                new_geometry = arcpy.Polyline(arcpy.Array([p0, p1, p2]))
                new_row = [new_geometry, row[1]]
                ic.insertRow(new_row)


    # 调用SmoothLine工具，输入折线addVertex生成弧线curveline
    arcpy.cartography.CA.SmoothLine(addVertex, curveline, "BEZIER_INTERPOLATION", "", "", "NO_CHECK")

    # 将原始line的属性信息连接到curveline中
    try:
        arcpy.management.JoinField(curveline, "origin",
                                   input_line, "OID", )
    except:
        arcpy.management.JoinField(curveline, "origin",
                                   input_line, "FID", )

    # Delete in_memory
    arcpy.Delete_management("in_memory")