应急公安专题符号库制作技术研究

张晓楠，刘汉生，王慧芳

(1. 空军航空大学，吉林 长春 130022；2. 信息工程大学，河南 郑州 450001)

应急公安专题符号库制作技术研究

张晓楠1，刘汉生2，王慧芳2

(1. 空军航空大学，吉林 长春 130022；2. 信息工程大学，河南 郑州 450001)

从公安应急指挥保障和业务需求出发，针对目前应急公安专题符号存在的样式欠完善、规范欠统一、制作程序繁杂等问题，提出应急公安专题符号的概念及分类分级体系，基于Illustrator制作了应急公安专题符号，并基于ArcGIS构建了应急公安专题符号库，取得了较好的用户评价效果，并为提高应急公安专题地图的制作效率和显示效果发挥作用。

应急公安；分类分级；符号设计；符号库；Illustrator；ArcGIS

公安部门在日常工作中积累了大量业务数据，这些数据真实地反映了各种犯罪事件的时空分布特征、数量特征及发展演变规律。将这些数据以应急公安专题符号的形式表示在应急公安专题图上，可以有效辅助公安机关在情报分析、风险评估、应急指挥等方面的工作[1-5]。

然而，随着应急公安信息的不断丰富与扩展，当前的应急公安专题符号样式已显得不够完善，地图制图系统自带的符号库难以满足公安部门的制图需求；同时，缺乏应急公安专题符号的设计规范，符号无法准确体现其所代表的应急公安信息之间的内在联系；此外，缺乏统一规范的应急公安专题符号库，制图人员每次制图时都需要手工配置应急公安专题符号，程序复杂繁琐，导致应急公安专题地图符号化效率低下。

因此，为了促进应急公安专题符号的共享，减少制图过程中重复劳动，提高应急公安专题地图制图的标准化、自动化程度，本文从公安应急指挥保障和业务需求出发，在分析应急公安专题符号分类分级体系的基础上，研究基于Illustrator和ArcGIS的应急公安专题符号库制作技术，为犯罪风险评估、趋势预测、案件侦破、警力部署等领域的分析、管理与决策提供可视化支持。

1 应急公安专题符号库概述

1.1 应急公安专题符号的概念及分类

没有符号，就不会有人的认知和实践活动[6]。符号是人类用以认知和改造客观世界、表达主观情感的有力工具，具有视觉特性和空间特性。尤其是地图符号，作为表达地图内容的基本手段和信息载体，它不仅能够表示事物的空间位置、形状、质量和数量特征，还可以表示各个事物之间的相互联系及区域总体特征[7-9]。

应急公安专题符号是把地图和地图符号的一般理论应用到应急及公安工作中产生的部门符号，是应急公安事件与专题地图符号相结合的产物。它是针对公安部门业务需求和业务数据特征，对应急公安专题要素采用图形符号的方法进行可视化表达设计的符号。应急公安专题符号旨在反映突发事件，将社会安全和突发事件信息传递给公安应急部门，帮助决策者全面认识和掌握突发事件的发展变化、应急区划和治理规划，从而在短时间内作出有效响应，以减少突发社会安全事件所带来的人员伤亡和财产损失。

可见，应急公安专题符号能够为社会安全突发事件的分析、救援、部署提供现势性信息，使决策者制定应急方案时有据可依，同时，对于提高应急专题地图信息传输效率和表现能力，更好地提供应急公安专题地图的快速制图服务至关重要。然而，应急公安专题符号蕴含的信息纷繁复杂，且没有成熟的图式和设计规范，如果设计时不考虑要素之间的关系，符号设计就会缺乏系统性，影响其最终显示效果。因此，为了确保应急公安专题符号能够被很好地理解与应用，就必须确定应急公安专题符号的种类，并进行合理地分级。对于不同类、不同级的专题要素，应根据分类分级特点，有针对性地进行设计，保证同类要素符号的一致性、不同类要素符号的差异性，以提高信息传输的效率和符号设计的可用性。

针对公安业务的实际需求和应急公安信息的现状，参考公安行业信息相关分类标准，本文初步构建了应急公安专题符号的分类分级体系。根据要素属性，将其分为人员、单位、目标、案事件、警用设备、基础设施、分区、状态等8个一级大类，基本覆盖了应急公安关注的所有专题信息。在每一级大类符号下又根据其属性分为若干二级子类。二级子类若可以继续往下分，则再分成若干三级子类，直到分到某一种确切的专题要素为止，如图1所示。

图1 应急公安专题符号分类分级体系

以案事件类为例，它作为应急公安专题地图表示的重要要素，种类相对较多，是应急公安专题符号设计的重点。案事件类可分为刑事案件、群体性事件、金融突发事件、影响市场稳定的突发事件、民族和宗教事件、恐怖袭击事件、涉外事件、信息安全事件和其他社会安全事件等9个二级子类。以二级子类中的刑事案件为例，又可分为危害国家安全案、以危险方法危害公共安全案、破坏社会主义市场经济秩序案、侵犯公民人身权利案、破坏民族平等和宗教信仰案、侵犯财产案、扰乱公共秩序案、贪污受贿案、渎职案等9个三级子类。同理，三级子类中的侵犯财产案又细分为抢劫案、盗窃案、诈骗案、抢夺案、侵占挪用案、敲诈勒索案及故意毁坏财物案等7类，如图2所示。

图2 案事件专题符号分类分级体系(部分)

1.2 应急公安专题符号库制作基本思路

地图符号库是将常用符号经过分类整理后存贮到计算机系统中的符号的有序集合，是一个实现管理地图符号的数据库系统，通常用于符号信息的存储、检索、修改以及重组[10]。它以电子地图或GIS系统的支持模块而存在，为空间数据提供地图符号化显示的基础[11]。应急公安专题符号库是一种基于GIS和社会安全应急的符号库，简言之，它就是一个管理应急公安专题符号的数据库，其制作的基本思路如图3所示。

图3 应急公安专题符号库制作的基本思路

首先，根据公安业务专题数据库，参考公安行业信息分类标准，建立应急公安专题符号分类分级体系。进而利用Illustrator/Photoshop/ArcGIS等软件，参考已有相关图式规范，进行符号类型设计和视觉变量设计，得到初步的专题符号。最后，通过设计样图进行反复试验，经修改优化后得到最终的应急公安专题符号库。

2 基于Illustrator的应急公安专题符号制作

2.1 制作流程

在应急公安专题符号库制作过程中，应急公安专题符号的设计是关键，它直接决定着应急公安信息的可视化效果，影响着应急公安信息在基础地理底图上视觉层次的构建，间接制约着整个应急公安专题地图的成图质量。本文中，利用Illustrator软件强大的矢量图形绘制与编辑功能[12-13]，完成应急公安专题符号的制作，其制作流程如图4所示。

在AI环境下进行应急公安专题符号的设计与制作，以EMF文件格式进行输出，初步得到EMF格式的专题符号。进而设置符号的相关参数，并用以配置应急公安专题样图。经判断符号以及输出样图的可视化效果，决定是否进行符号的再设计。若取得满意效果，则应急公安专题符号制作完成，否则反复迭代进行重新设计，直至满意为止。

图4 基于Illustrator的应急公安专题符号制作流程

2.2 关键问题

在应急公安专题符号的制作过程中着重解决了以下关键问题：

1)文字对象的图形转换处理

如果在应急公安专题符号中需用到字符，在符号最终导出为EMF文件之前，将字符对象转换为图形，作为普通图形对象来处理。这样，就可以防止文字对象在缩放或编辑过程中，因填充和描边关系的变化而引起的文字外观上的改变。

2)图形简洁光滑的技术处理

为尽量减少对其它要素的压盖或影响，应急公安专题符号在地理底图上配置时对尺寸有一定的限制，这就要求符号设计时不仅要形象，还需注意构图应尽量简洁。此外，除构图需要采用折线(如多边形、星形等)外，符号中的图形边线应采用光滑曲线而非连续折线表示。

3)保证符号稳定性的技术处理

Illustrator中的边线与地图中的线要素类似，一般为线要素的路径或面要素的轮廓线。边线有描边、颜色、粗细、端点、边角、对齐和虚线等多个属性，它们共同决定了边线的外观表现。当需要整体缩放边线(线要素)时，系统会根据其属性自动重新配置其外观，这一特性严重地影响了符号的稳定性。在频繁地缩放符号以适应地理底图的过程中，会造成符号自身构图特性的变化，尤其是线要素宽窄属性的改变，使得整个图形面目全非。图5显示出两种缩放方式对符号外观的影响，与图5(a)原图相比，图5(c)1/2缩放效果(不选“比例缩放描边和效果”)的构图变化巨大，特别是图形描边，在系统重新配置外观后发生了很大变化；图5(b)1/2缩放效果(勾选“比例缩放描边和效果”)的构图与有较小差别，但顶角处描边的变化较为明显。这两种典型的图形缩放方式均引发了图形外观构图的变化，且变化主要集中在图形的描边。因此，为保证符号的稳定性，在输出前将符号中的图形扩展为不带描边的填充图形(即设置图形的描边属性为“无”)。

图5 边线对符号外观的影响

4)符号色彩模式的选择处理

如果应急公安专题符号库用于屏幕输出，设置符号色彩时就选用色域最广的RGB模式或HSB模式；如果基于符号库配置的应急公安专题图用于打印输出或印刷，就选用CMYK模式，以保证符号与输出专题图色彩的一致性。

5)符号入库的技术处理

EMF格式的符号文件与符号库中对应符号应保持一致的尺寸。ArcGIS自带符号库中的符号尺寸均不大于18点，换算后约为6 mm，因此,在Illustrator中制作符号时可直接将其设为最终尺寸。为方便制作，也可先设计较大尺寸的符号，输出时再进行缩放，但需要考虑图形的描边属性对符号外观的影响。

3 基于ArcGIS的应急公安专题符号库制作

3.1 符号库制作原则

在上述研究基础上，即可基于ArcGIS制作应急公安专题符号库了。在设计制作符号库时，应始终遵循以下原则，力求使制作的应急公安专题符号发挥出最大的效能。

1)系统性。在内部分类上应科学规范，使符号体系完整、逻辑严密、结构清晰、易于归纳。在组织形式上应能充分表现出应急公安专题符号的分类分级关系，满足公安业务需求。

2)易用性。符号库应符合应急公安地理信息系统的应用特点，符号简洁抽象，清晰易读，层次感强，通用性好。同时，符号库成果导入ArcGIS时应方便快捷，符号说明表描述清晰，指导意义强。

3)可扩充性。整个符号库的制作要有利于后期的管理和维护，应提供开放式的管理与操作，随着新案件、新政策等的不断变化，可及时扩充符号库，以保应急公安专题图的设计需要。

3.2 符号库制作流程

ArcGIS环境中，除了简单符号外，还内置了多个专题符号库，涵盖了交通、通信、农业、林业、环境、地质、气象、犯罪等众多领域，方便相关行业地理信息的可视化应用[14-15]。但应急公安信息有着自身的特点，种类繁多且专业性较强，尚需科学划分、制作符合用户使用习惯的应急公安专题符号库。遵照以上原则，基于ArcGIS制作应急公安专题符号库，其具体流程如图6所示。

图6 基于ArcGIS制作应急公安专题符号库流程

首先，打开ArcGIS的样式管理器，并在管理器中新建样式库“应急”，如图7所示。

图7 ArcGIS样式管理器中新建样式“应急”

其次，在Marker Symbols中新建点符号，利用在Illustrator中设计的符号文件创建相应的点符号，如图8所示。

依照此方式，完全创建出所需的全部应急公安专题符号，实现符号的入库，结果如图9所示。

图8 用符号文件创建点符号

图9 应急公安专题符号入库

应急公安专题符号库建好后，在ArcGIS中将样式基本确定的相应基础地理底图打开，加载专题图层，将应急公安专题符号配置到图面上，调整符号尺寸、图层可视化范围等参数，判断应急公安专题样图的可视化效果。对于不合适或效果欠佳的符号，再重新制作后进行替换，直到效果满意为止。

在样图屏幕配置检查完成后，如有打印输出任务，还需要将样图打样输出。同样需判断输出样图中的符号是否存在问题，或是否达到用户要求，根据需要修订符号并作输出检查。最终确认无误后，保存制作的符号库文件和相应的EMF图片文件集。

这里值得指出的是，ArcGIS符号库中的符号类型多样，以点状符号(或称标记符号)为例，又可分为简单符号、字符符号、箭头符号以及图片符号4类。为保证符号在地图显示过程中的绘制速度，一般会建议采用简单符号或字符符号。然而，完全采用这二类符号并不能满足应急公安专题符号的设计要求，难以体现其分类分级特点。同时，这二类符号构图简单，色彩单一，大多数情况下图面效果较差，虽借助蒙版和符号组合功能会有所改善，但严重影响符号的绘制效率。为此，就需要一种既能支持符号清晰易绘又能展示符号分类分级体系的制作方案。所以，选择图片符号加以解决。在两类图片符号中，BMP为栅格格式，EMF为矢量格式。为保持Illustrator和ArcGIS中地图的矢量要素特性，本文采用矢量格式的EMF图片符号作为创建符号时的主要方式。

3.3 应急公安专题样图实例

建立应急公安专题符号库之后，笔者采用实例考察与访谈结合的方式，对设计的应急公安专题符号应用情况进行了探讨。结果显示，应急公安专题符号的设计符合用户的认知习惯，且用户对设计符号所表达的应急公安信息理解较好，对设计符号的评价较高。根据制作的应急公安专题符号库，本文进行了应急公安专题样图实例设计，如图10和图11所示。

从输出的样图可以看出，以应急公安专题符号库为基础进行专题图制作，不仅样式美观，信息齐全，而且可以减少重复工作，有利于促进符号的共享与应用，提高制图效率，极大地方便用户。

图10 单位及基础设施样图

4 结束语

应用应急公安专题符号库制作技术，形成可导入ArcGIS进行地图制图的符号库文件.style以及符号设计工程文件.ai，目前制作了大量应急公安专题地图，并在“海峡西岸公共安全应急指挥与位置服务系统”中得到了良好的应用，为提高应急公安专题地图的制作速度和显示效果发挥了较大作用。同时，尚存在一些不足之处有待进一步完善，如符号库中缺少三维符号、动态符号等。

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[责任编辑：刘文霞]

Research on symbol library production technology for emergency public security

ZHANG Xiaonan1， LIU Hansheng2， WANG Huifang2

(1. Air Force Aviation University, Changchun 130022，China;2. Information Engineering University, Zhengzhou 450001,China)

Starting from the public security emergency command safeguard and business needs, as to the current problems such as the incomplete style, the lack of unity, and the complex production process, a public security special symbol, concept and classification of emergency public security special symbol is put forward. The emergency public security special symbols are made based on Illustrator, and then the thematic symbol library is produced based on ArcGIS, which has achieved the users evaluation and played a larger role for improving the production efficiency and display effect for the emergency public security thematic map.

emergency public security; classification; symbol design; symbol library; Illustrator; ArcGIS

引用著录：张晓楠，刘汉生，王慧芳.应急公安专题符号库制作技术研究[J].测绘工程，2017，26(6)：11-17.

10.19349/j.cnki.issn1006-7949.2017.06.003

2016-06-19

国家自然科学基金资助项目(41471336)

张晓楠(1986-)，男，讲师，博士.

P208

A

1006-7949(2017)06-0011-07