地震應(yīng)急專題地圖快速化產(chǎn)出研究

鄭樹平，楊 斌，程紫燕

(1.山西省地震局，山西 太原 030021；2.太原大陸裂谷動力學(xué)國家野外科學(xué)觀測研究站，山西 太原 030025)

0 引言

專題地圖是突出、完善地顯示一種或幾種特定要素，使地圖內(nèi)容、用途成為專題化地圖，由底圖要素和專題要素組成。專題地圖不僅可以表示現(xiàn)象的現(xiàn)狀及其分布，而且能表示出現(xiàn)象的發(fā)展動態(tài)和發(fā)展規(guī)律，為決策提供科學(xué)依據(jù)[1]。

地震發(fā)生后，能夠快速開展有效的救援工作對于減少地震損失至關(guān)重要。地震應(yīng)急專題地圖能夠在震后為指揮者提供震區(qū)行政區(qū)劃、人口、經(jīng)濟、交通等基本信息，同時對地震災(zāi)情的破壞范圍和破壞程度進行初步估計，為指揮應(yīng)急救援工作提供輔助依據(jù)。目前，地震應(yīng)急專題地圖在重大地震應(yīng)急救援工作中得到了廣泛應(yīng)用，這也對快速化產(chǎn)出專題地圖提出新的要求。

文中運用ArcGIS作為出圖工具，針對地震應(yīng)急期的不同時段和需求，研究專題地圖產(chǎn)出流程，確定專題地圖制作內(nèi)容和技術(shù)要求，提高專題地圖產(chǎn)出速度和質(zhì)量，為地震應(yīng)急決策和災(zāi)后救援提供有效的信息支撐。

1 基于ArcGIS的地震應(yīng)急專題地圖

基于ArcGIS的地震專題地圖制作是將各種地震專題數(shù)據(jù)圖形化，在地圖上直觀、快捷、方便地顯示出來，也就是利用屬性表中一列或多列數(shù)據(jù)編制專題地圖的方法[2]?？衫斫鉃橛貌煌念伾珌韰^(qū)分大小或性質(zhì)不同的屬性數(shù)據(jù)，用符號大小反映數(shù)值大小，用點的疏密表達數(shù)值大小，用直方圖、餅圖顯示數(shù)據(jù)等。通過專題地圖的方式將數(shù)據(jù)圖形化，使數(shù)據(jù)以更直觀的形式在地圖上體現(xiàn)出來，清楚地看出在數(shù)據(jù)記錄中難以發(fā)現(xiàn)的模式和趨勢，為指揮決策提供依據(jù)。

2 地震應(yīng)急專題地圖的特點

(1) 階段性。

地震應(yīng)急專題地圖與其他專題地圖不同的是：圖中必須要嵌入地震烈度影響的區(qū)域，特別是在地震發(fā)生后，及時模擬出地震影響場，對于政府及時了解災(zāi)情和損失分布是非常重要的[3]。地震影響場的范圍大小與震中位置、震級有直接關(guān)系，這些要素只有在地震發(fā)生后才知道。因此，地震應(yīng)急專題圖的制作就分為震前和震后兩個階段，震前的制作流程與其他專題地圖相似，震后的需要根據(jù)地震要素進行調(diào)整。

(2) 及時性。

地震發(fā)生后，指揮者需要第一時間了解震區(qū)的基本情況和災(zāi)情信息，以便及時指揮應(yīng)急救援工作。因此，就要求地震應(yīng)急專題地圖在震后必須能夠快速產(chǎn)出，同時，要根據(jù)震情的需要，先產(chǎn)出最需要的專題地圖；其次，要根據(jù)災(zāi)情的變化，不斷產(chǎn)出修正后的專題地圖。

(3) 易讀性。

地震應(yīng)急專題圖要提供給指揮者最需要的信息，指揮者在拿到地圖后能夠快速得到需要的信息。因此，哪些圖層需要顯示，哪些圖層不需要顯示，都應(yīng)事先設(shè)計好，突出專題地圖的易讀性比美觀性更重要。

3 地震應(yīng)急專題地圖的分類

通過分析地震案例與應(yīng)急演練內(nèi)容，學(xué)習地震應(yīng)急預(yù)案，確定地震應(yīng)急專題地圖在不同時段的產(chǎn)出順序。在此，筆者結(jié)合多年從事應(yīng)急工作的經(jīng)驗，對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行整理，在兼顧易讀性的基礎(chǔ)上，對專題地圖產(chǎn)出順序和內(nèi)容進行總結(jié)(見第39頁表1)，以便在地震應(yīng)急中更好地提供震區(qū)的基本信息和災(zāi)情信息。

表1 地圖分類和內(nèi)容示例

4 制圖要素

(1) 地理底圖。

地理底圖要素的表示程度，既能闡明某專題內(nèi)容所發(fā)生的環(huán)境，有助于讀圖，又要清晰易讀，不至于干擾主題內(nèi)容[4]。底圖要素包括經(jīng)緯線、行政區(qū)界線、居民點、交通、水系、地貌等。其中，經(jīng)緯線圖層要素是專題地圖中必須包括的，網(wǎng)格寬度要根據(jù)比例尺調(diào)整，其他圖層要素可根據(jù)專題地圖特點進行取舍與調(diào)整。如，在危險源專題地圖中，居民點信息對判斷災(zāi)情有很大幫助，可以把居民點的底圖信息詳細些；在救援隊伍專題地圖中，交通狀況對快速派遣最近的救援隊伍有指導(dǎo)意義。

(2) 圖面設(shè)計。

圖面設(shè)計包括比例尺、圖例、文字說明和圖面整飾等。制圖比例尺要根據(jù)地震影響范圍面積大小適當調(diào)整，破壞性地震發(fā)生后，地震烈度Ⅷ度以上的區(qū)域是指揮者最關(guān)心的區(qū)域，因此，在產(chǎn)出人口、學(xué)校、危險源、次生災(zāi)害等專題地圖時，出圖范圍一定要保證這些區(qū)域的專題要素清晰易讀。圖面應(yīng)繪制內(nèi)圖廓；圖例的內(nèi)容排列遵循一定的邏輯性，圖例可置于內(nèi)圖廓左、右下角；圖名的字體應(yīng)選擇黑體，置于圖廓上方居中，圖名格式需統(tǒng)一；編制單位、時間等置于下圖廓外，文字大小視圖面整體效果確定。

(3) 色彩設(shè)計。

專題地圖的色彩配置既要講究和諧又要有對比，專題地圖的底圖要素色彩應(yīng)弱一些，專題要素則選用對比度較強的顏色，用色相表示制圖現(xiàn)象的質(zhì)量特征，用色度來表示制圖現(xiàn)象的數(shù)量差異。同時，在設(shè)色上尊重傳統(tǒng)用色習慣，如，藍色一般表示與水系有關(guān)的圖層要素，盡量不要用藍色表示其他圖層要素。因此，專題地圖的色彩配置在突出專題的情況下，應(yīng)該更加符合人的審美觀。

5 模板制作

專題地圖制作是一個復(fù)雜的過程，制圖對象既有其自身的特征，也具有與其他各種地圖制圖相似的共同特征，這就是專題地圖模板的來源。專題地圖模板是指導(dǎo)普通制圖者完成一幅專題地圖制作的方案，它由一系列用戶界面組成，包含一個或多個模板階段，將大量復(fù)雜的制圖專業(yè)工作包含在模板中，引導(dǎo)制圖者進入人機交互。在每個階段，制圖者只需要選擇適當?shù)哪０暹x項，給出制圖參數(shù)，進行簡單的操作和選擇，有系統(tǒng)地進行數(shù)據(jù)處理和符號化，便可完成專題地圖制作。開發(fā)模板庫，保存地震常用圖式的制圖模板，可以大大提高制圖效率和制圖質(zhì)量[5]。為提高地震應(yīng)急專題地圖的產(chǎn)出速度，需制作地圖模板，模板如第40頁圖1所示。

6 制圖流程

地震應(yīng)急專題地圖的制作，既要遵循一般專題地圖的出圖規(guī)則，又有其自身的行業(yè)特點。首先，要針對地震應(yīng)急期的不同時段和需求，對產(chǎn)出哪些專題地圖進行分類，專題地圖內(nèi)容也要進行選擇；專題地圖制作內(nèi)容確定后，就要依照規(guī)范，對地理底圖、圖面、色彩進行設(shè)計，完成一般專題地圖的制作過程。根據(jù)應(yīng)急需求，地震應(yīng)急專題地圖的產(chǎn)出必須快，以便及時有效地提供信息，因此，需要制作專題地圖模板，這些工作都可以在地震應(yīng)急準備期內(nèi)完成。地震發(fā)生后，在應(yīng)急響應(yīng)期內(nèi)，技術(shù)人員可以依照出圖順序，依次打開做好的專題地圖模板，加載相關(guān)的地震要素，進行相應(yīng)的設(shè)置，即可完成專題地圖的制作過程。地震應(yīng)急專題地圖的制作流程如第40頁圖2所示。

7 快速出圖

(1) 人工出圖。

模擬地震發(fā)生，在應(yīng)急響應(yīng)期內(nèi)依據(jù)制圖流程快速制作地震應(yīng)急專題地圖。第一步：通過地震應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)計算本次地震的影響場，系統(tǒng)計算完成后，導(dǎo)出影響場，替換模板中的影響場圖層數(shù)據(jù)；第二步：根據(jù)本次地震的震中位置，運用ArcGIS生成震中圖層，替換模板中的震中圖層數(shù)據(jù)；第三步，按照出圖順序依次打開模板，在影響場圖層上運用“zoom to layer”工具，調(diào)整地圖到影響場區(qū)域；第四步，根據(jù)出圖需要，適當調(diào)整圖幅大小，修改地圖名，調(diào)整比例尺，出圖時間由系統(tǒng)自動產(chǎn)生；第五步，檢查無誤后，出圖。第一張專題地圖制作完成后，可從第三步開始，依次產(chǎn)出其他專題地圖。

圖1 模板示例

圖2 制圖流程

(2) 軟件出圖。

在應(yīng)急響應(yīng)任務(wù)重、時間緊的情況下，可選擇快速出圖軟件。在應(yīng)急準備期內(nèi)，將制作好的模板導(dǎo)入到專題地圖軟件模塊，設(shè)置專題地圖輸出相關(guān)參數(shù)，如，評估后自動輸出、縮放到地震影響范圍，標題前添加震級等。在應(yīng)急響應(yīng)期內(nèi)，地震影響場計算完成后，出圖軟件自動確定震中所在位置并加載影響場，根據(jù)出圖設(shè)置，自動進行專題地圖的快速出圖。

8 結(jié)語

對地震應(yīng)急專題地圖的制作進行分析和研究，得出，開發(fā)專題地圖模板，提高制圖質(zhì)量和產(chǎn)出速度，能夠在震后快速產(chǎn)出專題地圖，更好地為抗震救災(zāi)指揮決策提供服務(wù)。制作專題地圖，多是使用ArcGIS自帶的符號，因此，有必要針對地震行業(yè)的特點進行地圖符號設(shè)計，更好地表達專題地圖信息。專題地圖的制作還需要參考更多的行業(yè)標準，不斷提高規(guī)范程度，在今后不斷地開發(fā)完善。

參考文獻：

[1] 黃仁濤，龐小平，馬晨燕.專題地圖編制[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2003:151-163.

[2] 潘 燕.一種基于GIS的專題地圖制作模式[J].測繪通報，2005(9)：38-40.

[3] 王輝山，陳 琳，于威宇，等.基于ArcGIS的地震專題地圖繪制[J].高原地震，2011,23(2)：49-53.

[4] 張克權(quán)，黃仁濤.專題地圖編制[M].北京：測繪出版社，1982:63.

[5] 李東平，盧愛剛，孫建國.基于GIS的地震專題地圖制圖中的功能開發(fā)[J].西北地震學(xué)報，2006,28(3):285-287.