基于AE 的地震應(yīng)急專題圖快速生成系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

魏艷旭WEI Yan-xu；王寶坤WANG Bao-kun；賈軍鵬JIA Jun-peng；楊凡YANG Fan；劉曉丹LIU Xiao-dan

（河北省地震局，石家莊 050000）

（Hebei Seismological Bureau，Shijiazhuang 050000，China）

0 引言

地震災(zāi)害具有破壞性大、突發(fā)性、多次生災(zāi)害、救援難度大等特點(diǎn)，近年來(lái)我國(guó)地震活動(dòng)頻繁，地震救援任務(wù)繁重，快速有效的實(shí)施地震救援對(duì)于減少地震損失至關(guān)重要。專題地圖著重表示自然或社會(huì)現(xiàn)象中的某一種或幾種要素，地震應(yīng)急專題圖能夠把應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)中各種豐富的災(zāi)區(qū)數(shù)據(jù)通過(guò)圖件展示出來(lái)，是了解災(zāi)區(qū)背景資料的最為直觀的方式，為政府的抗震救災(zāi)決策提供有力支持。

目前地震應(yīng)急專題圖制作主要借助通用型GIS 軟件，由于軟件本身操作的復(fù)雜性以及功能的欠缺，地圖制作及符號(hào)化都需要人機(jī)交互的時(shí)間，在應(yīng)急工作中受到制約[1]，不能滿足快速出圖的需求，而對(duì)GIS 不是很熟悉的工作人員更難做到高效率的工作，因此，對(duì)地震應(yīng)急專題地圖快速生成系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)具有重要的實(shí)踐價(jià)值和理論意義。

本文研究的主要內(nèi)容一是利用ArcGIS 的mxd 文件技術(shù)實(shí)現(xiàn)地震應(yīng)急專題圖模板的制作，形成一套適用于地震災(zāi)害救援的地震應(yīng)急專題圖制圖模板，模板包含基礎(chǔ)信息及各類專題信息。二是利用ArcGIS Engine 的二次開(kāi)發(fā)技術(shù)，采用C#語(yǔ)言，建立脫離ArcGIS 桌面的地震應(yīng)急專題圖制作平臺(tái)，把制作好的MXD 模板文件裝載到PageLayoutControl 控件中，通過(guò)簡(jiǎn)單的人機(jī)交互，由系統(tǒng)自動(dòng)完成數(shù)據(jù)處理和符號(hào)化，生成以地震影響場(chǎng)為中心的專題地圖，實(shí)現(xiàn)專題地圖的快速生成，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程圖

1 專題地圖模板的制作

專題制圖的模板化是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，制圖對(duì)象既有其自身的特征，也具有與其它各種地圖制圖相似的共同特征，這就是專題制圖中模板的來(lái)源。同一個(gè)圖種可以用一個(gè)制圖模板來(lái)完成制圖程序。開(kāi)發(fā)模板庫(kù)，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[2]。

模板的制作采用ArcGIS 的mxd 文件技術(shù)實(shí)現(xiàn)，利用ArcMap 進(jìn)行專題地圖模板的制作，地震應(yīng)急專題圖制圖標(biāo)準(zhǔn)包括基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、地震專題數(shù)據(jù)、圖面配置及地圖整飾等部分。地圖整體配置設(shè)計(jì)要充分利用地圖幅面，地震應(yīng)急專題地圖的制圖要素有：制圖底圖、專題內(nèi)容、制圖比例尺、空間參照系統(tǒng)、圖例、圖面整飾六個(gè)方面，圖面整飾包括對(duì)圖名、圖例、比例尺、指北針、編制單位、編制人員、編制時(shí)間、圖標(biāo)規(guī)格等。為便于使用，按照專題類別、模板樣式、紙張類別等因素對(duì)模板進(jìn)行分類制作。

2 專題地圖快速生成功能實(shí)現(xiàn)

專題地圖快速生成功能實(shí)現(xiàn)有幾個(gè)技術(shù)要點(diǎn)，提取震中數(shù)據(jù)，提取影響場(chǎng)數(shù)據(jù)，調(diào)整mxd 顯示范圍和顯示中心以及專題圖的輸出。程序把做好的地震應(yīng)急專題地圖模板自動(dòng)復(fù)制到固定的文件夾中，軟件平臺(tái)左側(cè)設(shè)計(jì)了專題圖列表和圖層控制兩個(gè)菜單，點(diǎn)擊列表中專題圖名稱，右側(cè)就顯示相應(yīng)的專題地圖，相應(yīng)的圖層控制列表中顯示該專題地圖的圖層。

2.1 影響場(chǎng)提取

地震專題圖與其他專題圖不同之處是圖中必須要嵌入地震影響場(chǎng)，它反映的是圖中受不同地震烈度影響的區(qū)域，特別是在剛發(fā)生地震時(shí)，及時(shí)模擬出地震影響場(chǎng)，能夠快速掌握災(zāi)情和損失分布情況，有利于政府實(shí)施安定民心、應(yīng)急指揮輔助決策及救援[3]。

地震指揮技術(shù)系統(tǒng)在收到地震三要素（時(shí)間、地點(diǎn)、震級(jí)）后，先根據(jù)房屋震害矩陣參數(shù)，結(jié)合災(zāi)區(qū)的人口、經(jīng)濟(jì)、房屋結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)信息，通過(guò)評(píng)估系統(tǒng)計(jì)算災(zāi)區(qū)的損失情況，然后根據(jù)烈度衰減關(guān)系參數(shù)，繪出影響場(chǎng)[4]，影響場(chǎng)以“DZYJ_ZHPG.DZPG_RESULT_DZYXC_PG”為名稱存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，是包含歷次地震的影響場(chǎng)集合。在專題圖快速生成軟件中，通過(guò)輸入地震三要素及簡(jiǎn)單的選擇，程序會(huì)自動(dòng)在評(píng)估軟件的計(jì)算結(jié)果中提取本次地震的影響場(chǎng)，并保存成shp 數(shù)據(jù)以便疊加到專題圖模板中。

2.2 專題圖的輸出

系統(tǒng)生成專題圖有輸出當(dāng)前視圖及輸出全部地圖兩種方式，分別方便用戶瀏覽專題圖以及滿足生成時(shí)間的要求。設(shè)置專題圖輸出范圍用Ienvelope.PutCoords 方法，設(shè)置輸出地圖分辨率用IExport.Resolution 方法。

3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

以通過(guò)地震應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)模擬計(jì)算過(guò)的地震，2013年02月27日16 時(shí)16 分10 秒（北京時(shí)間）**市**縣（北緯40.5 度，東經(jīng)115 度）6.5 級(jí)地震為例，在軟件中輸入?yún)?shù)震中位置（115，40.5），發(fā)震時(shí)刻2013年02月27日16 時(shí)16 分10 秒及震級(jí)6.5，系統(tǒng)自動(dòng)提取影響場(chǎng)、震中、圖名等數(shù)據(jù)，并加載到已經(jīng)做好的專題圖模板中，在軟件工作區(qū)顯示，因?yàn)榈卣饝?yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)中影響場(chǎng)數(shù)據(jù)是由已經(jīng)本地化的烈度衰減關(guān)系生成，所以能夠很好地反應(yīng)實(shí)際地震的烈度范圍和在不同烈度范圍下的人口、交通、水庫(kù)等專題情況。

4 結(jié)論

本文對(duì)地震應(yīng)急專題地圖模板的制作進(jìn)行研究，利用AE 進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，編程實(shí)現(xiàn)了帶地震影響場(chǎng)的地震應(yīng)急專題地圖的快速生成系統(tǒng)，使非GIS 專業(yè)人員能快速的制作出滿足要求的地震應(yīng)急專題地圖，為政府進(jìn)行抗震救災(zāi)、地震現(xiàn)場(chǎng)工作及災(zāi)害評(píng)估工作等提供重要的依據(jù)。

[1]葉洪，周慶，陳國(guó)光等.在中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖編制中GIS 信息系統(tǒng)的應(yīng)用[J].地震地質(zhì)，2004，26(4)：188-195.

[2]李東平，盧愛(ài)剛，孫建.基于GIS 的地震專題圖制圖中的功能開(kāi)發(fā)[J].西北地震學(xué)報(bào)，2006，28(3)：285-287.

[3]聶樹(shù)明.基于GIS 的地震影響場(chǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào)，2008，16(4)：546-555.