基于ArcGIS和Illustrator的地震應急專題圖制作

陳中宇 吳宇參 呂郁青

（1.中國人民解放軍32016 部隊，甘肅 蘭州 730000；2.自然資源部測繪標準化研究所，陜西 西安 710054）

地震災害是由地震引起的強烈地面振動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產損失的災害。中國位于亞歐板塊，屬地震多發地區。按中國地震局要求，相關單位需在震后第一時間開展緊急會商等工作。為最大限度提升救援效率，救援人員需在第一時間制作生成輔助決策的報告文檔和地震應急專題圖。地震應急專題圖是了解災區背景、震情災情、救援進展最直觀的方式，為政府部門作出抗震救災決策提供重要依據[1]。

本文以青海省果洛州瑪多縣地震應急專題圖制作為例，從數據準備、數據處理、底圖制作、圖面美化和地圖輸出等方面，對基于ArcGIS 和Illustrator制作地震應急專題圖的方法進行探討，并總結Illustrator 在制圖中的優勢及符號化處理技巧，為相關專題地圖的制作提供參考。

1 地震應急專題圖制作

1.1 數據來源

基礎矢量數據來自全國基礎地理信息數據庫。國家基礎地理信息數據庫建設歷經二十余年，形成了覆蓋全國陸地范圍，包括正射影像數據庫（DOM）、地形要素數據庫（DLG）、數字高程模型數據庫（DEM）和地形圖制圖數據庫（DTM）四種類型的基礎地理信息資源，公眾可在國家基礎地理信息中心全國地理信息資源目錄服務系統免費下載和使用。

地震應急專題圖制作主要基于上述基礎矢量數據及后期收集到的相關專題資料。地震發生后，政府及救援單位關注重點為4.0 級及以上地震區域的災區范圍、鄉鎮人口數量和密度及各鄉鎮距離等信息。全國基礎地理信息數據庫資源為應急救援行動提供了準確的基礎數據[2]。同時全國基礎地理信息數據庫提供了1∶5 萬、1∶25 萬、1∶100 萬等多個尺度及不同現勢性版本的數據，為個性化專題圖制作提供數據支撐。

1.2 制作流程

地震應急專題圖制作主要分為底圖制作和圖面美化。在ArcMap 中完成已有數據整理、基礎底圖導入（如影像圖、基礎地理要素的矢量數據等）、地震經緯度坐標點導入和展點、要素名稱標注，指北針、比例尺的制作及制圖綜合等。將處理完的數據導入Illustrator，對數據要素進行符號化處理和修飾，完成專題圖制作。地震應急專題圖制作流程如圖1 所示。

圖1 地震應急專題圖制作流程

1.2.1 底圖制作

（1）數據整理。確定圖幅大小，選定適當比例尺及制圖范圍，將搜集到的基礎矢量數據導入ArcGIS。對相關圖層進行排列，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）數據導入。導入地震坐標點。由于經緯度生成的坐標點坐標格式為WGS1984，為保證數據的一致性，坐標系選擇CGCS2000。打開ArcToolbox 找到數據管理工具→投影和變換→要素→投影→選擇要投影數據→選擇保存位置→選擇輸出坐標系→完成。

（3）要素名稱標注。對重要的基礎要素進行標注說明，如重要的道路編號、行政區名稱、居民地名稱、水系名稱等。ArcGIS 的地圖標注模塊對標注的內容、方式、字體式樣、大小、方向和顏色等都可以參數化設置，可單擊右鍵→屬性→圖層屬性→標注，對文本字符串、文本符號、放置屬性及比例范圍進行修改。還可使用預定義的標注樣式，根據地震應急專題圖的應用需要，建立個性化樣式[3]。對于專題圖中標注、符號、圖形等構圖要素間的沖突，ArcGIS 提供了完備的沖突協調避讓功能。通過設置各類地圖要素的避讓策略和權重值，可以有效協調解決專題圖中各地圖要素間的避讓關系。需要注意的是，在標注時可暫不考慮注記擺放位置以及壓蓋關系處理，在后期Illustrator 中對標注和要素進行重新擺放。

（4）制圖綜合。制圖綜合是整個專題圖編制過程中最具復雜性和專業性的環節。地震應急專題圖經過數據篩選、圖層疊放次序設置和構圖要素沖突協調等綜合處理后，要全面準確地表達重點內容，達到傳遞突出信息的效果，為后期災后救援等活動提供必要支持，因而對個別重要等級較低的要素進行綜合取舍。

首先，考慮專題圖將用于什么目的，例如緊急響應、災害評估，根據不同的目的、不同的應用場景，選擇不同的內容進行表示。其次，編制時對已獲取的數據進行綜合分析處理，保留重要內容，去掉干擾和多余要素，確保內容質量和信息傳達效果。再次，通過調整專題圖中各要素的疊放次序，使得信息傳達準確、清晰協調，避免沖突與混淆。在不同的要素圖層間，要將點圖層（如地震位置點）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，按重要性等級排列，最重要的圖層（如鐵路、高等級公路）放在最上層。

（5）導出至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，保證所需數據和要素均已完成操作，避免出現遺漏。點擊文件→導出地圖，選擇AI 格式，300dpi，保存后即可在Illustrator 中進行圖面美化處理。

1.2.2 圖面美化

（1）建立符號庫。前期需統一在Illustrator 規范建立相關要素的符號庫，包括重要城市、一般城市、港口、機場、井泉、政府部門、軍事基地、警察局、消防局等點要素，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。符號化流程如圖2 所示。

圖2 符號化流程

一般的點狀符號在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。對于特殊點狀符號，用一般的制作方法不能完整表現出地理位置和空間關系的屬性，可通過“變換”功能對點狀圖形進行移動、縮放、旋轉、對稱等操作，將圖形進行變換和組合，從而制作出種類多樣、滿足需求的點狀符號。以鄉鎮要素標注為例，將繪制好的符號導入符號庫，替換掉由ArcGIS 導出的要素符號，重復上述操作，直到每個要素均替換完成，確保每個要素均進行了字符鏈接，在后續只需修改鏈接的符號，即可進行批量修改。

線狀符號制作主要涉及寬度、顏色、線條樣式等，對于一些特殊線狀符號，結構更復雜，且具有自己的特性，處理時要滿足美觀的同時兼顧空間位置的精準性。本文以行政邊界和河流為例，對不同類型線要素進行符號化處理。

①行政邊界符號化：這類線要素主要通過修改顏色、寬度和虛線間隔及重復排列呈現形態表達，該方法也適用于對高速、國道、縣道一般的分界線符號化。

②河流符號化：1∶100 萬全國基礎地理信息數據庫的河流是實地繪制，從ArcGIS 導入Illustrator后，要素節點和拐點密集，制圖時處理這類特殊符號的難度較大，符號化過程包括節點抽稀和漸變繪制。節點抽稀，即在ArcGIS 中使用Smooth 工具或在Illustrator 中使用平滑工具對節點進行抽稀處理；漸變繪制，即在Illustrator 中使用描邊工具快速調整河流粗細。首先新建一條線段，使用工具欄的寬度工具，對線段左側進行拉伸處理，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，點擊想要漸變的河流，使用寬度配置文件進行處理。

③面狀要素符號化：面狀要素符號化包括內部顏色填充、透明度調整和描邊修改。內部顏色填充，即選擇要素，雙擊填充，根據規范要求輸入相應CMYK 顏色值；透明度調整，即通過調整面要素透明度，達到美觀的同時，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，描邊本質上是線狀符號，可以按照線狀符號制作的一般方法來繪制[4]。符號化后的某地區境界與漸變河流如圖3 所示。

圖3 符號化后的某地區境界與漸變河流

（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、抗震救災情況、現場實景照片、地震影響范圍分布等相關信息合理擺放，置于圖內。圖飾修整是出圖工序的最后一步，在完成所有要素的符號化處理及專題要素的添加后，遵循布局合理原則，對文字壓蓋、擺放位置、指北針、圖例、比例尺、圖框等進行合理布置，完成最終出圖效果。因比例尺已在ArcGIS 中完成制作，無需對其進行變化，指北針和圖例可根據圖幅大小，擺放在適當位置。圖框制作可使用純色和花紋進行修飾，純色是對線條寬度和顏色進行調整，花紋制作可按照線狀符號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）成果導出。Illustrator 支持如bmp、png、jpg、TIFF 等多種格式導出，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，同時導出不會改變成果圖片長寬。TIFF 格式保存的文件失真度較小，建議選擇此種格式。

2 優勢分析

專題圖編制常使用ArcGIS 軟件，但在矢量要素符號化和圖面效果表達方面還存在一定缺陷，因而結合Illustrator 平面設計軟件進行地圖二次加工，可增強出圖的美觀性，使地震應急專題圖內容更加聚焦，表達更加直觀，而前期規范統一的符號庫預置，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 進行制圖，有效結合了兩個軟件的優勢，提高了專題制圖效率，也使成圖效果更加美觀，內容層次更加豐富。當符號庫完備、技術流程相對固定之后，使用ArcGIS 和Illustrator制圖將會更加便捷。這次雖以地震應急專題圖制作為例，但許多方法同樣適用于其他專題類地圖的制作。

3 結語

編制地震應急專題圖是地震發生后抗震救災工作的重要內容之一，利用不同的技術手段編制地震應急專題圖對優化震后抗震救災工作起到至關重要的作用。本文對基于ArcGIS 與Illustrator 編制地震應急專題圖的具體流程進行了探討，總結在符號化和標注設計上的優勢，為相關專題圖編制提供參考。