基于GIS的台湾地区地震应急专题图规范设计与应用_张树君.pdf

收稿日期：2022-08-10基金项目：地震应急青年重点任务（CEAEDEM202209）作者简介：张树君（1987-），男，硕士，工程师，主要从事地震应急与数据制图工作。E-mail:第43卷 第1期2023年03月华南地震SOUTH CHINA JOURNAL OF SEISMOLOGYVol.43，NO.1Mar.，2023张树君，王青平，朱耿青，等.基于GIS的台湾地区地震应急专题图规范设计与应用J.华南地震，2023，43（1）：89-98.ZHANG Shujun，WANGQingping，ZHU Gengqing，et al.Specification Design and Application of Earthquake Emergency Thematic Map in Taiwan Based on GISJ.South Chinajournal of seismology，2023，43（1）：89-98基于GIS的台湾地区地震应急专题图规范设计与应用张树君，王青平，朱耿青，郑超，王辉山（福建省地震局，福州 350003）摘要：基于现代制图学理论，结合台湾地区地震实际情况，从制图要素和图幅整饰两个方面探讨该区域地震应急专题图规范化。根据以往经验通过反复对比，最终确定了台湾地区地震应急专题图规范设计。将该规范在ArcGIS平台上进行应用，实现了台湾地震应急专题图规范化、自动化出图，很大程度上提升应对台湾破坏性地震的应急响应水平。关键字：台湾地震；GIS；地震应急专题图中图分类号：P315.9文献标识码：A文章编号：1001-8662（2023）01-0089-10DOI：10.13512/j.hndz.2023.01.11Specification Design and Application of EarthquakeEmergency Thematic Map in Taiwan Based on GISZHANG Shujun，WANG Qingping，ZHU Gengqing，ZHENG Chao，WANG Huishan（Fujian Earthquake Agency，Fuzhou 350003，China）Abstract：Based on the theory of modern cartography and combining with the actual situation of earthquakes inTaiwan region,this paper discusses the specification of earthquake emergency thematic map from two aspects ofcartographic elements and map decoration.According to the previous experience and through repeated comparison,the specification design of earthquake emergency thematic map in Taiwan area is finally determined.Thespecification is applied on ArcGIS platform to realize the standardization and automatic drawing of Taiwanearthquake emergency thematic map，which significantly improves the level of emergency response to thedevastating earthquake in Taiwan.Keywords：Taiwan earthquake；GIS；Earthquake emergency thematic map43卷华南地震0 引言地震应急专题图能够直观、准确展示地震灾区自然环境、人文状况，为地震应急响应工作提供重要参考依据1。福建省东临台湾海峡，而台湾又是我国地震最为频发的地区。特殊的历史政治原因，以往我们在台湾地震方面的应急产品产出十分匮乏，特别是专题图方面存在不规范、不美观、出图效率低、地震专题内容缺失等一系列问题，无论是数据还是质量都无法满足当前地震应急响应工作的需求2。因此制定台湾地震应急专题图规范，实现台湾地震应急专题图标准化、自动化出图显得尤为迫切。1 研究区域与数据1.1 研究区域台湾省位于我国东南海域，东北为硫球群岛，南界巴士海峡，西隔台湾海峡与福建省相望3。由于地处欧亚大陆板块与菲律宾板块相接触的活动带上，因板块碰撞而引起的地震非常频繁，是我国地震频度最高、强度最大的地区。据统计，自1900年以来台湾省及周边海域共发生7级以上强震50余次，其中8级大震2次4。1.2 基础地理空间数据本文采用125万的基础地理信息数据制作台海地震应急专题图的底图。具体数据按照性质划分为矢量数据和栅格影像两种类型，空间参考统一为CGCS2000大地坐标，数据现实性为2020年度。具体情况见表1。1.3 地震专题数据地震专题数据中历史地震来源于中国地震台网和福建省地震台网；断裂带数据通过人工矢量化获取；烈度区是根据线性椭圆经验模型分析的预估计算结果。具体情况见列表2。表1 台湾基础地理空间数据列表Table 1 List of Taiwan basic geospatial data数据集名称行政区划数据交通数据人口数据自然地理数据网络在线数据数据名称省、市、县行政中心省界市、县界乡、镇界铁路高速二级公路三级公路市区街道火车站飞机场码头乡镇人口公里网格人口遥感影像数据高程模型滑坡数据天地图地形晕渲图天地图彩色地图天地图海洋地形图数据性质矢量点矢量线矢量线矢量线矢量线矢量线矢量线矢量线矢量线矢量点矢量点矢量点矢量面栅格栅格栅格矢量面栅格矢量栅格数据精度1:25万1:25万1:25万11 km2 m3030 m1:25万90第1期张树君等：基于GIS的台湾地区地震应急专题图规范设计与应用表2 台湾地震专题数据列表Table 2 List of Taiwan thematic seismic data数据集名称历史地震断裂带地震影响场数据名称强震中强震活断层线性经验模型线源经验模型数据性质矢量点矢量点矢量线矢量面数据精度1:25万1:25万1:25万备注6.0级以上4.56.0级人工矢量化7.0级以上7.0级一下2 地震应急专题图规范设计与我国大部分省份不同，台湾省地处东太平洋中，四周皆为海洋，其地震应急专题图的规范设计有着特殊性，特别是对海洋色彩要求很高，因此本规范引用了天地图的海洋地形数据，很大程度上提升了图件美观性，增强了立体效果。具体而言台湾地区地震应急专题图规范设计主要有制图要素和图幅整饰两部分组成。2.1 制图要素制图要素包括图件图层、比例尺、空间参考、专题内容、图例共五个方面。（1）图件图层要素。专题图的图层是构成专题图的核心要素，是按照一定顺序叠加排列的空间数据集合5，主要分两类：一是主题图层；二是底图。底图一般是为衬托主题而放置在最底层的图层，一般包括地形、行政区划、经纬线图层等，其中经纬线要素是所有专题图必须包含的，其他图层要素可以根据地震应急专题图特点进行取舍调整。各个底图的要素符号表达均参考国家基本比例尺地图图式相关规定。（2）比例尺。根据地震影响范围面积大小，适当调整制图比例尺，制图比例尺须取整，统一采用直线比例尺表示6。表3 专题图图层构成列表Table 3 Layer composition list of thematic map图件名称震中位置图震区历史地震分布图震中与主要城市距离图数据集行政区划数据地震专题数据底图行政区划数据地震专题数据底图行政区划数据地震专题数据底图图层省、市、县行政中心省界、市界、县界、乡界震中断裂带天地图彩色地图省、市、县行政中心省界、市界、县界震中历史地震地震影响场断裂带天地图海洋地形图省、市、县行政中心省界、市界、县界震中天地图彩色地图图层属性矢量点矢量线矢量点矢量线在线地图矢量点矢量线矢量点矢量点矢量面矢量线在线地图矢量点矢量线矢量点在线地图（转下表）9143卷华南地震（接表3）图件名称震区数字高程图震区人口密度图震区交通图数据集行政区划数据地震专题数据底图行政区划数据地震专题数据人口数据底图行政区划数据地震专题数据交通数据底图图层省、市、县行政中心省界、市界、县界震中地震影响场浅蓝色背景配色省、市、县行政中心省界、市界、县界震中地震影响场人口公里网格天地图彩色地图省、市、县行政中心省界、市界、县界震中地震影响场公路铁路码头飞机场天地图彩色地图图层属性矢量点矢量线矢量点矢量面矢量点矢量线矢量点矢量面栅格在线地图矢量点矢量线矢量点矢量面矢量线矢量线矢量点矢量点在线地图（3）空间参考。空间参考统一采用 CGCS2000大地坐标；投影系统是高斯克吕格投影，3分带，中央经度120。制图底图和专题内容采用统一的空间参照系统。（4）专题内容。台海地震应急专题图件主要分以下几个主题内容：震中位置图；震区历史地震分布图；震中距附近各大城市距离分布图；震区数字高程图；震区人口密度分布图；震区交通分布图。（5）图例。图例包括基础地理底图图例和专题地图图例。图例包括符号、色彩、标注三个要素。2.2 图幅整饰图幅整饰是指对图面外貌相关内容的美化和规格化7。具体包括对指北针、编制单位、编制时间、图件说明、图名、比例尺、图例等元素大小、符号、位置的定义。（1）符号设计。专题图中的符号分三类：点状符号、线状符号、面状符号。ArcGIS中通过使用符号管理器（StyleManager）对所有的符号库进行管理，包括新建、修改、删除等各种操作8。表4是利用ArcGIS的符号管理器的图元组合机制制作的各种要素符号。（2）色彩设计。色彩配置是专题地图要素表达与视觉设计的重要环节，亦是一项依赖于配色经验的技术9。在配置地震应急专题图件时既要丰富美观，但又不能压盖主题，所以色彩配置总体不能太突兀。本文中所有颜色均采用RGB模式，表5、表6、分别是人口密度、数字高程色彩值。（3）标注设计。标注是图层属性的文字显示，用以指明各种空间要素的名称，是专题图不可或缺的一部分10。标注的位置、字体、大小很大程度上影响着整体图件的显示效果。92第1期张树君等：基于GIS的台湾地区地震应急专题图规范设计与应用表5 专题图要素色彩设计表（人口密度）Table 5 Color design table of thematic map elements(population density)表4 专题图要素符号设计表Table 4 Symbol design table of thematic map elements类型数123456人口数/（人）050515005011000100150005001100001000150000色带R值56121206255255255G值1682012372041020B值000000名称省级行政中心市级行政中心县级行政中心乡级行政中心省界市、县界乡、镇界断裂带公路铁路飞机场码头震中符号图幅A3A3A3A3A3A3A3A3A3A3A3A3A3大小1512108310.520.83.51820289343卷华南地震表6 专题图要素色彩设计表（数字高程）Table 6 Color design table of thematic map elements(digital elevation)类型数123456高程值/m0200201400401600601800801100010011200色带R值5680167252252227G值16817321420517694B值0921091518811（4）布局设计。专题图布局设计包括地图页面大小、版式设置；经纬网线、坐标网线、图名、图例、比例尺、制图单位、日期等要素