基于ArcGIS和Illustrator的地震应急专题图制作

陈中宇 吴宇参 吕郁青

（1.中国人民解放军32016 部队，甘肃 兰州 730000；2.自然资源部测绘标准化研究所，陕西 西安 710054）

地震灾害是由地震引起的强烈地面振动及伴生的地面裂缝和变形，造成各类建筑物倒塌和损坏，交通、通讯中断等人畜伤亡和财产损失的灾害。中国位于亚欧板块，属地震多发地区。按中国地震局要求，相关单位需在震后第一时间开展紧急会商等工作。为最大限度提升救援效率，救援人员需在第一时间制作生成辅助决策的报告文档和地震应急专题图。地震应急专题图是了解灾区背景、震情灾情、救援进展最直观的方式，为政府部门作出抗震救灾决策提供重要依据[1]。

本文以青海省果洛州玛多县地震应急专题图制作为例，从数据准备、数据处理、底图制作、图面美化和地图输出等方面，对基于ArcGIS 和Illustrator制作地震应急专题图的方法进行探讨，并总结Illustrator 在制图中的优势及符号化处理技巧，为相关专题地图的制作提供参考。

1 地震应急专题图制作

1.1 数据来源

基础矢量数据来自全国基础地理信息数据库。国家基础地理信息数据库建设历经二十余年，形成了覆盖全国陆地范围，包括正射影像数据库（DOM）、地形要素数据库（DLG）、数字高程模型数据库（DEM）和地形图制图数据库（DTM）四种类型的基础地理信息资源，公众可在国家基础地理信息中心全国地理信息资源目录服务系统免费下载和使用。

地震应急专题图制作主要基于上述基础矢量数据及后期收集到的相关专题资料。地震发生后，政府及救援单位关注重点为4.0 级及以上地震区域的灾区范围、乡镇人口数量和密度及各乡镇距离等信息。全国基础地理信息数据库资源为应急救援行动提供了准确的基础数据[2]。同时全国基础地理信息数据库提供了1∶5 万、1∶25 万、1∶100 万等多个尺度及不同现势性版本的数据，为个性化专题图制作提供数据支撑。

1.2 制作流程

地震应急专题图制作主要分为底图制作和图面美化。在ArcMap 中完成已有数据整理、基础底图导入（如影像图、基础地理要素的矢量数据等）、地震经纬度坐标点导入和展点、要素名称标注，指北针、比例尺的制作及制图综合等。将处理完的数据导入Illustrator，对数据要素进行符号化处理和修饰，完成专题图制作。地震应急专题图制作流程如图1 所示。

图1 地震应急专题图制作流程

1.2.1 底图制作

（1）数据整理。确定图幅大小，选定适当比例尺及制图范围，将搜集到的基础矢量数据导入ArcGIS。对相关图层进行排列，底层为影像图，上层为交通、水系、居民地图层，最上层为注记层和专题图层。

（2）数据导入。导入地震坐标点。由于经纬度生成的坐标点坐标格式为WGS1984，为保证数据的一致性，坐标系选择CGCS2000。打开ArcToolbox 找到数据管理工具→投影和变换→要素→投影→选择要投影数据→选择保存位置→选择输出坐标系→完成。

（3）要素名称标注。对重要的基础要素进行标注说明，如重要的道路编号、行政区名称、居民地名称、水系名称等。ArcGIS 的地图标注模块对标注的内容、方式、字体式样、大小、方向和颜色等都可以参数化设置，可单击右键→属性→图层属性→标注，对文本字符串、文本符号、放置属性及比例范围进行修改。还可使用预定义的标注样式，根据地震应急专题图的应用需要，建立个性化样式[3]。对于专题图中标注、符号、图形等构图要素间的冲突，ArcGIS 提供了完备的冲突协调避让功能。通过设置各类地图要素的避让策略和权重值，可以有效协调解决专题图中各地图要素间的避让关系。需要注意的是，在标注时可暂不考虑注记摆放位置以及压盖关系处理，在后期Illustrator 中对标注和要素进行重新摆放。

（4）制图综合。制图综合是整个专题图编制过程中最具复杂性和专业性的环节。地震应急专题图经过数据筛选、图层叠放次序设置和构图要素冲突协调等综合处理后，要全面准确地表达重点内容，达到传递突出信息的效果，为后期灾后救援等活动提供必要支持，因而对个别重要等级较低的要素进行综合取舍。

首先，考虑专题图将用于什么目的，例如紧急响应、灾害评估，根据不同的目的、不同的应用场景，选择不同的内容进行表示。其次，编制时对已获取的数据进行综合分析处理，保留重要内容，去掉干扰和多余要素，确保内容质量和信息传达效果。再次，通过调整专题图中各要素的叠放次序，使得信息传达准确、清晰协调，避免冲突与混淆。在不同的要素图层间，要将点图层（如地震位置点）放到最上层，线图层（如境界、地震波传播方向）次之，面图层（如植被、水体）放在最下层；在同类要素图层间，按重要性等级排列，最重要的图层（如铁路、高等级公路）放在最上层。

（5）导出至Illustrator。确定好比例尺，选择固定范围裁剪全部要素，检查上述操作过程，保证所需数据和要素均已完成操作，避免出现遗漏。点击文件→导出地图，选择AI 格式，300dpi，保存后即可在Illustrator 中进行图面美化处理。

1.2.2 图面美化

（1）建立符号库。前期需统一在Illustrator 规范建立相关要素的符号库，包括重要城市、一般城市、港口、机场、井泉、政府部门、军事基地、警察局、消防局等点要素，省界、市界、县界、主要铁路、次要铁路、高速公路、主要公路、次要公路、其他道路、线状河流等线状要素，湖泊、大面积的辫状河流、连块的居民地等面状要素。符号化流程如图2 所示。

图2 符号化流程

一般的点状符号在Illustrator 中只需使用绘图工具制作即可，如钢笔、多边形生成工具等，通过控制矢量图形的描边、填充、图形样式，可得到任意线型和矢量图形的描边。对于特殊点状符号，用一般的制作方法不能完整表现出地理位置和空间关系的属性，可通过“变换”功能对点状图形进行移动、缩放、旋转、对称等操作，将图形进行变换和组合，从而制作出种类多样、满足需求的点状符号。以乡镇要素标注为例，将绘制好的符号导入符号库，替换掉由ArcGIS 导出的要素符号，重复上述操作，直到每个要素均替换完成，确保每个要素均进行了字符链接，在后续只需修改链接的符号，即可进行批量修改。

线状符号制作主要涉及宽度、颜色、线条样式等，对于一些特殊线状符号，结构更复杂，且具有自己的特性，处理时要满足美观的同时兼顾空间位置的精准性。本文以行政边界和河流为例，对不同类型线要素进行符号化处理。

①行政边界符号化：这类线要素主要通过修改颜色、宽度和虚线间隔及重复排列呈现形态表达，该方法也适用于对高速、国道、县道一般的分界线符号化。

②河流符号化：1∶100 万全国基础地理信息数据库的河流是实地绘制，从ArcGIS 导入Illustrator后，要素节点和拐点密集，制图时处理这类特殊符号的难度较大，符号化过程包括节点抽稀和渐变绘制。节点抽稀，即在ArcGIS 中使用Smooth 工具或在Illustrator 中使用平滑工具对节点进行抽稀处理；渐变绘制，即在Illustrator 中使用描边工具快速调整河流粗细。首先新建一条线段，使用工具栏的宽度工具，对线段左侧进行拉伸处理，再打开描边工具将做好的线段添加到配置文件，完成河流的渐变工具生成，点击想要渐变的河流，使用宽度配置文件进行处理。

③面状要素符号化：面状要素符号化包括内部颜色填充、透明度调整和描边修改。内部颜色填充，即选择要素，双击填充，根据规范要求输入相应CMYK 颜色值；透明度调整，即通过调整面要素透明度，达到美观的同时，显示面图层以下的压盖要素，使地图更富有层次感；描边修改，描边本质上是线状符号，可以按照线状符号制作的一般方法来绘制[4]。符号化后的某地区境界与渐变河流如图3 所示。

图3 符号化后的某地区境界与渐变河流

（2）专题要素添加及地图整饰。将搜集到的专题信息，如地震基本情况、抗震救灾情况、现场实景照片、地震影响范围分布等相关信息合理摆放，置于图内。图饰修整是出图工序的最后一步，在完成所有要素的符号化处理及专题要素的添加后，遵循布局合理原则，对文字压盖、摆放位置、指北针、图例、比例尺、图框等进行合理布置，完成最终出图效果。因比例尺已在ArcGIS 中完成制作，无需对其进行变化，指北针和图例可根据图幅大小，摆放在适当位置。图框制作可使用纯色和花纹进行修饰，纯色是对线条宽度和颜色进行调整，花纹制作可按照线状符号制作的一般方法来绘制。玛多县地震影像样图如图4 所示。

图4 制作样图

（3）成果导出。Illustrator 支持如bmp、png、jpg、TIFF 等多种格式导出，分辨率选择300dpi。png是无损压损算法的位图格式，支持透明效果。jpg 是一种有损压缩格式，文件尺寸较小，同时导出不会改变成果图片长宽。TIFF 格式保存的文件失真度较小，建议选择此种格式。

2 优势分析

专题图编制常使用ArcGIS 软件，但在矢量要素符号化和图面效果表达方面还存在一定缺陷，因而结合Illustrator 平面设计软件进行地图二次加工，可增强出图的美观性，使地震应急专题图内容更加聚焦，表达更加直观，而前期规范统一的符号库预置，一定程度上减少了专题图编制的工作量，提高了出图效率。

使用ArcGIS 与Illustrator 进行制图，有效结合了两个软件的优势，提高了专题制图效率，也使成图效果更加美观，内容层次更加丰富。当符号库完备、技术流程相对固定之后，使用ArcGIS 和Illustrator制图将会更加便捷。这次虽以地震应急专题图制作为例，但许多方法同样适用于其他专题类地图的制作。

3 结语

编制地震应急专题图是地震发生后抗震救灾工作的重要内容之一，利用不同的技术手段编制地震应急专题图对优化震后抗震救灾工作起到至关重要的作用。本文对基于ArcGIS 与Illustrator 编制地震应急专题图的具体流程进行了探讨，总结在符号化和标注设计上的优势，为相关专题图编制提供参考。