陳中宇 吳宇參 呂郁青

（1.中國人民解放軍32016 部隊(duì)，甘肅 蘭州 730000；2.自然資源部測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)化研究所，陜西 西安 710054）

地震災(zāi)害是由地震引起的強(qiáng)烈地面振動(dòng)及伴生的地面裂縫和變形，造成各類建筑物倒塌和損壞，交通、通訊中斷等人畜傷亡和財(cái)產(chǎn)損失的災(zāi)害。中國位于亞歐板塊，屬地震多發(fā)地區(qū)。按中國地震局要求，相關(guān)單位需在震后第一時(shí)間開展緊急會(huì)商等工作。為最大限度提升救援效率，救援人員需在第一時(shí)間制作生成輔助決策的報(bào)告文檔和地震應(yīng)急專題圖。地震應(yīng)急專題圖是了解災(zāi)區(qū)背景、震情災(zāi)情、救援進(jìn)展最直觀的方式，為政府部門作出抗震救災(zāi)決策提供重要依據(jù)[1]。

本文以青海省果洛州瑪多縣地震應(yīng)急專題圖制作為例，從數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)處理、底圖制作、圖面美化和地圖輸出等方面，對(duì)基于ArcGIS 和Illustrator制作地震應(yīng)急專題圖的方法進(jìn)行探討，并總結(jié)Illustrator 在制圖中的優(yōu)勢(shì)及符號(hào)化處理技巧，為相關(guān)專題地圖的制作提供參考。

1 地震應(yīng)急專題圖制作

1.1 數(shù)據(jù)來源

基礎(chǔ)矢量數(shù)據(jù)來自全國基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫。國家基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)歷經(jīng)二十余年，形成了覆蓋全國陸地范圍，包括正射影像數(shù)據(jù)庫（DOM）、地形要素?cái)?shù)據(jù)庫（DLG）、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)庫（DEM）和地形圖制圖數(shù)據(jù)庫（DTM）四種類型的基礎(chǔ)地理信息資源，公眾可在國家基礎(chǔ)地理信息中心全國地理信息資源目錄服務(wù)系統(tǒng)免費(fèi)下載和使用。

地震應(yīng)急專題圖制作主要基于上述基礎(chǔ)矢量數(shù)據(jù)及后期收集到的相關(guān)專題資料。地震發(fā)生后，政府及救援單位關(guān)注重點(diǎn)為4.0 級(jí)及以上地震區(qū)域的災(zāi)區(qū)范圍、鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口數(shù)量和密度及各鄉(xiāng)鎮(zhèn)距離等信息。全國基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫資源為應(yīng)急救援行動(dòng)提供了準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[2]。同時(shí)全國基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫提供了1∶5 萬、1∶25 萬、1∶100 萬等多個(gè)尺度及不同現(xiàn)勢(shì)性版本的數(shù)據(jù)，為個(gè)性化專題圖制作提供數(shù)據(jù)支撐。

1.2 制作流程

地震應(yīng)急專題圖制作主要分為底圖制作和圖面美化。在ArcMap 中完成已有數(shù)據(jù)整理、基礎(chǔ)底圖導(dǎo)入（如影像圖、基礎(chǔ)地理要素的矢量數(shù)據(jù)等）、地震經(jīng)緯度坐標(biāo)點(diǎn)導(dǎo)入和展點(diǎn)、要素名稱標(biāo)注，指北針、比例尺的制作及制圖綜合等。將處理完的數(shù)據(jù)導(dǎo)入Illustrator，對(duì)數(shù)據(jù)要素進(jìn)行符號(hào)化處理和修飾，完成專題圖制作。地震應(yīng)急專題圖制作流程如圖1 所示。

圖1 地震應(yīng)急專題圖制作流程

1.2.1 底圖制作

（1）數(shù)據(jù)整理。確定圖幅大小，選定適當(dāng)比例尺及制圖范圍，將搜集到的基礎(chǔ)矢量數(shù)據(jù)導(dǎo)入ArcGIS。對(duì)相關(guān)圖層進(jìn)行排列，底層為影像圖，上層為交通、水系、居民地圖層，最上層為注記層和專題圖層。

（2）數(shù)據(jù)導(dǎo)入。導(dǎo)入地震坐標(biāo)點(diǎn)。由于經(jīng)緯度生成的坐標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)格式為WGS1984，為保證數(shù)據(jù)的一致性，坐標(biāo)系選擇CGCS2000。打開ArcToolbox 找到數(shù)據(jù)管理工具→投影和變換→要素→投影→選擇要投影數(shù)據(jù)→選擇保存位置→選擇輸出坐標(biāo)系→完成。

（3）要素名稱標(biāo)注。對(duì)重要的基礎(chǔ)要素進(jìn)行標(biāo)注說明，如重要的道路編號(hào)、行政區(qū)名稱、居民地名稱、水系名稱等。ArcGIS 的地圖標(biāo)注模塊對(duì)標(biāo)注的內(nèi)容、方式、字體式樣、大小、方向和顏色等都可以參數(shù)化設(shè)置，可單擊右鍵→屬性→圖層屬性→標(biāo)注，對(duì)文本字符串、文本符號(hào)、放置屬性及比例范圍進(jìn)行修改。還可使用預(yù)定義的標(biāo)注樣式，根據(jù)地震應(yīng)急專題圖的應(yīng)用需要，建立個(gè)性化樣式[3]。對(duì)于專題圖中標(biāo)注、符號(hào)、圖形等構(gòu)圖要素間的沖突，ArcGIS 提供了完備的沖突協(xié)調(diào)避讓功能。通過設(shè)置各類地圖要素的避讓策略和權(quán)重值，可以有效協(xié)調(diào)解決專題圖中各地圖要素間的避讓關(guān)系。需要注意的是，在標(biāo)注時(shí)可暫不考慮注記擺放位置以及壓蓋關(guān)系處理，在后期Illustrator 中對(duì)標(biāo)注和要素進(jìn)行重新擺放。

（4）制圖綜合。制圖綜合是整個(gè)專題圖編制過程中最具復(fù)雜性和專業(yè)性的環(huán)節(jié)。地震應(yīng)急專題圖經(jīng)過數(shù)據(jù)篩選、圖層疊放次序設(shè)置和構(gòu)圖要素沖突協(xié)調(diào)等綜合處理后，要全面準(zhǔn)確地表達(dá)重點(diǎn)內(nèi)容，達(dá)到傳遞突出信息的效果，為后期災(zāi)后救援等活動(dòng)提供必要支持，因而對(duì)個(gè)別重要等級(jí)較低的要素進(jìn)行綜合取舍。

首先，考慮專題圖將用于什么目的，例如緊急響應(yīng)、災(zāi)害評(píng)估，根據(jù)不同的目的、不同的應(yīng)用場(chǎng)景，選擇不同的內(nèi)容進(jìn)行表示。其次，編制時(shí)對(duì)已獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析處理，保留重要內(nèi)容，去掉干擾和多余要素，確保內(nèi)容質(zhì)量和信息傳達(dá)效果。再次，通過調(diào)整專題圖中各要素的疊放次序，使得信息傳達(dá)準(zhǔn)確、清晰協(xié)調(diào)，避免沖突與混淆。在不同的要素圖層間，要將點(diǎn)圖層（如地震位置點(diǎn)）放到最上層，線圖層（如境界、地震波傳播方向）次之，面圖層（如植被、水體）放在最下層；在同類要素圖層間，按重要性等級(jí)排列，最重要的圖層（如鐵路、高等級(jí)公路）放在最上層。

（5）導(dǎo)出至Illustrator。確定好比例尺，選擇固定范圍裁剪全部要素，檢查上述操作過程，保證所需數(shù)據(jù)和要素均已完成操作，避免出現(xiàn)遺漏。點(diǎn)擊文件→導(dǎo)出地圖，選擇AI 格式，300dpi，保存后即可在Illustrator 中進(jìn)行圖面美化處理。

1.2.2 圖面美化

（1）建立符號(hào)庫。前期需統(tǒng)一在Illustrator 規(guī)范建立相關(guān)要素的符號(hào)庫，包括重要城市、一般城市、港口、機(jī)場(chǎng)、井泉、政府部門、軍事基地、警察局、消防局等點(diǎn)要素，省界、市界、縣界、主要鐵路、次要鐵路、高速公路、主要公路、次要公路、其他道路、線狀河流等線狀要素，湖泊、大面積的辮狀河流、連塊的居民地等面狀要素。符號(hào)化流程如圖2 所示。

圖2 符號(hào)化流程

一般的點(diǎn)狀符號(hào)在Illustrator 中只需使用繪圖工具制作即可，如鋼筆、多邊形生成工具等，通過控制矢量圖形的描邊、填充、圖形樣式，可得到任意線型和矢量圖形的描邊。對(duì)于特殊點(diǎn)狀符號(hào)，用一般的制作方法不能完整表現(xiàn)出地理位置和空間關(guān)系的屬性，可通過“變換”功能對(duì)點(diǎn)狀圖形進(jìn)行移動(dòng)、縮放、旋轉(zhuǎn)、對(duì)稱等操作，將圖形進(jìn)行變換和組合，從而制作出種類多樣、滿足需求的點(diǎn)狀符號(hào)。以鄉(xiāng)鎮(zhèn)要素標(biāo)注為例，將繪制好的符號(hào)導(dǎo)入符號(hào)庫，替換掉由ArcGIS 導(dǎo)出的要素符號(hào)，重復(fù)上述操作，直到每個(gè)要素均替換完成，確保每個(gè)要素均進(jìn)行了字符鏈接，在后續(xù)只需修改鏈接的符號(hào)，即可進(jìn)行批量修改。

線狀符號(hào)制作主要涉及寬度、顏色、線條樣式等，對(duì)于一些特殊線狀符號(hào)，結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，且具有自己的特性，處理時(shí)要滿足美觀的同時(shí)兼顧空間位置的精準(zhǔn)性。本文以行政邊界和河流為例，對(duì)不同類型線要素進(jìn)行符號(hào)化處理。

①行政邊界符號(hào)化：這類線要素主要通過修改顏色、寬度和虛線間隔及重復(fù)排列呈現(xiàn)形態(tài)表達(dá)，該方法也適用于對(duì)高速、國道、縣道一般的分界線符號(hào)化。

②河流符號(hào)化：1∶100 萬全國基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的河流是實(shí)地繪制，從ArcGIS 導(dǎo)入Illustrator后，要素節(jié)點(diǎn)和拐點(diǎn)密集，制圖時(shí)處理這類特殊符號(hào)的難度較大，符號(hào)化過程包括節(jié)點(diǎn)抽稀和漸變繪制。節(jié)點(diǎn)抽稀，即在ArcGIS 中使用Smooth 工具或在Illustrator 中使用平滑工具對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行抽稀處理；漸變繪制，即在Illustrator 中使用描邊工具快速調(diào)整河流粗細(xì)。首先新建一條線段，使用工具欄的寬度工具，對(duì)線段左側(cè)進(jìn)行拉伸處理，再打開描邊工具將做好的線段添加到配置文件，完成河流的漸變工具生成，點(diǎn)擊想要漸變的河流，使用寬度配置文件進(jìn)行處理。

③面狀要素符號(hào)化：面狀要素符號(hào)化包括內(nèi)部顏色填充、透明度調(diào)整和描邊修改。內(nèi)部顏色填充，即選擇要素，雙擊填充，根據(jù)規(guī)范要求輸入相應(yīng)CMYK 顏色值；透明度調(diào)整，即通過調(diào)整面要素透明度，達(dá)到美觀的同時(shí)，顯示面圖層以下的壓蓋要素，使地圖更富有層次感；描邊修改，描邊本質(zhì)上是線狀符號(hào)，可以按照線狀符號(hào)制作的一般方法來繪制[4]。符號(hào)化后的某地區(qū)境界與漸變河流如圖3 所示。

圖3 符號(hào)化后的某地區(qū)境界與漸變河流

（2）專題要素添加及地圖整飾。將搜集到的專題信息，如地震基本情況、抗震救災(zāi)情況、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景照片、地震影響范圍分布等相關(guān)信息合理擺放，置于圖內(nèi)。圖飾修整是出圖工序的最后一步，在完成所有要素的符號(hào)化處理及專題要素的添加后，遵循布局合理原則，對(duì)文字壓蓋、擺放位置、指北針、圖例、比例尺、圖框等進(jìn)行合理布置，完成最終出圖效果。因比例尺已在ArcGIS 中完成制作，無需對(duì)其進(jìn)行變化，指北針和圖例可根據(jù)圖幅大小，擺放在適當(dāng)位置。圖框制作可使用純色和花紋進(jìn)行修飾，純色是對(duì)線條寬度和顏色進(jìn)行調(diào)整，花紋制作可按照線狀符號(hào)制作的一般方法來繪制?，敹嗫h地震影像樣圖如圖4 所示。

圖4 制作樣圖

（3）成果導(dǎo)出。Illustrator 支持如bmp、png、jpg、TIFF 等多種格式導(dǎo)出，分辨率選擇300dpi。png是無損壓損算法的位圖格式，支持透明效果。jpg 是一種有損壓縮格式，文件尺寸較小，同時(shí)導(dǎo)出不會(huì)改變成果圖片長寬。TIFF 格式保存的文件失真度較小，建議選擇此種格式。

2 優(yōu)勢(shì)分析

專題圖編制常使用ArcGIS 軟件，但在矢量要素符號(hào)化和圖面效果表達(dá)方面還存在一定缺陷，因而結(jié)合Illustrator 平面設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行地圖二次加工，可增強(qiáng)出圖的美觀性，使地震應(yīng)急專題圖內(nèi)容更加聚焦，表達(dá)更加直觀，而前期規(guī)范統(tǒng)一的符號(hào)庫預(yù)置，一定程度上減少了專題圖編制的工作量，提高了出圖效率。

使用ArcGIS 與Illustrator 進(jìn)行制圖，有效結(jié)合了兩個(gè)軟件的優(yōu)勢(shì)，提高了專題制圖效率，也使成圖效果更加美觀，內(nèi)容層次更加豐富。當(dāng)符號(hào)庫完備、技術(shù)流程相對(duì)固定之后，使用ArcGIS 和Illustrator制圖將會(huì)更加便捷。這次雖以地震應(yīng)急專題圖制作為例，但許多方法同樣適用于其他專題類地圖的制作。

3 結(jié)語

編制地震應(yīng)急專題圖是地震發(fā)生后抗震救災(zāi)工作的重要內(nèi)容之一，利用不同的技術(shù)手段編制地震應(yīng)急專題圖對(duì)優(yōu)化震后抗震救災(zāi)工作起到至關(guān)重要的作用。本文對(duì)基于ArcGIS 與Illustrator 編制地震應(yīng)急專題圖的具體流程進(jìn)行了探討，總結(jié)在符號(hào)化和標(biāo)注設(shè)計(jì)上的優(yōu)勢(shì)，為相關(guān)專題圖編制提供參考。