0 引言

大震应急产出，特别是地震应急专题图，作为地震应急部门应对地震事件的重要产品，是政府部门实施应急指挥决策的主要基础图件资料之一，在地震应急救援过程中发挥着重要作用（陈文凯等，2015）。地震应急专题图件是为快速实施地震救援行动提供信息指导的专用地图（曹利民等，2009），涉及地震影响范围、人口、经济、交通、居民点、学校、医院、地质灾害等表现形式，其准确性和时效性对地震灾害预估、应急指挥和紧急救援决策具有重要意义（黄仁桂等，2019）。

随着大数据分析技术和地理信息技术的发展，人口热力图已广泛应用于旅游、交通、市政管理等行业，如：腾讯区域热力图、百度景区热力图、基于LBS人口数据可视化监测系统等（姜保庆等，2016），基本通过电信、移动运营商的无线电通讯网络或社交软件定位、地图导航定位获取位置数据（于丙辰等，2017），并利用地理信息技术、数据挖掘分析技术等手段生成人口热力图。然而，地震应急救援主要使用根据人口调查数据绘制的平均人口分布图，一般是一年或几年前的数据，与当前大数据和地理信息技术的发展形成反差，对震后开展及时、全面、精准的应急救援工作形成制约。

为此，利用基于移动互联网的人口位置大数据和ArcGIS的Web端开发接口ArcGIS API for JavaScript，研制地震人口热力图快速出图程序，在Web端快速、准确绘制地震人口热力图，可自动打印生成JPG格式的高清图件供大震产出平台及时调用发布，在指示疑似受灾地区、估计地震破坏性、指导救援资源配置、预估失联人口等方面具有广泛应用前景，有利于提高地震系统的社会服务能力（肖健等，2015）。

1 ArcGIS API for JavaScript

ArcGIS作为全球领先的地理信息系统（GIS）平台，以地理空间数据库为基础，提供桌面、开发接口、移动互联网等丰富的产品资源，具备地理数据显示、发布、编辑、查询和管理等功能。为了能够将各类数据服务和地图服务在Web端呈现，ArcGIS提供了包括ArcGIS API for JavaScript在内的多种ArcGIS Web API开发接口（陈於立等，2015）。

ArcGIS API for JavaScript是基于Dojo框架和REST风格实现的，其基本编译语言JavaScript是一种脚本语言，在浏览器端运行，无需安装任何插件，浏览器支持程度高，可以为网页添加各式各样的动态功能，同时为用户提供更流畅美观的浏览效果，在网络应用程序开发中使用广泛。ArcGIS API for JavaScript将最新的Web技术与GIS功能结合，既可以实现GIS功能，又可以提高用户体验；通过Dojo提供的控件实现网页外观的创建与交互方式；通过调用GP服务完成复杂的空间分析，调用地图服务实现显示、查询、编辑和分析的功能（张镒谱等，2016）。开发人员可以根据实际需要选择ArcGIS API for JavaScript中不同的接口实现所需功能，本研究主要应用渲染、查询、编辑等功能。

2 程序设计

基于ArcGIS API for JavaScript的地震人口热力图快速出图程序，以JavaScript为脚本语言，匹配HTML标记语言、CSS样式设计语言共同构建，实现图件Web端展示和打印功能的地图服务、要素服务和地理分析工具使用ArcGIS Server发布，移动互联网的人口位置大数据储存在MySQL数据库。程序设计流程见图 1。

根据中国地震台网正式速报的最新国内地震三要素信息，程序自动以震中为中心加载合适范围的网络底图和人口位置数据，并应用ArcGIS API for JavaScript提供的HeatmapRenderer类和QueryTask类，分别对人口数据进行可视化渲染以及震中不同范围内人口总数的查询统计，产出结果可数秒内在Web呈现；如需产出JPG格式高清图件，程序可调用ArcGIS API for JavaScript的Print类和ArcGIS Server发布的打印模板，在数秒内自动打印高清地震人口热力图，供地震信息播报机器人等大震产出平台调用发布（图 1）。

3 程序实现 3.1 数据库建立

通过ArcGIS的空间数据库引擎配置直连，在MySQL数据库中创建地理信息数据库，用于存储第三方公司获取的移动互联网人口位置大数据。移动互联网人口位置大数据为第三方公司（个推公司）基于移动手机APP定位数据获取，并结合不同地域建立模型，拟合综合人口统计信息，可在量级上反映不同地域的真实人口数量。人口位置数据处理为MXD格式，通过ArcGIS Server发布为要素图层，存储在地理信息数据库。发布后的要素图层不仅可在网页中浏览，还可实现热力渲染和空间查询等操作。

3.2 人口分布热力渲染

从第三方公司获取的移动互联网人口位置大数据为固定间隔点数据类型，表示该间隔区间内人口总数。ArcGIS API for JavaScript中HeatmapRenderer类将已发布要素图层点数据，渲染为强调更高密度或加权值区域的栅格可视化热力图层。HeatmapRenderer类使用高斯模糊技术来平均每个点在设定渲染半径区域上的影响，在垂直和水平方向上采用正态分布模型渲染来反映颜色深浅。人口热力图层的渲染效果主要通过属性字段、渲染半径、色阶和数据加载方式等参数调节。

3.3 打印模板制作

ArcGIS Server自带打印模板，但排版和格式等均不能满足地震人口热力图正式产出要求。为此，重新设计制作打印模板，编排整体布局，添加标题、指北针、比例尺、图例、经纬网格和制图单位等要素。制作完成的打印模板通过ArcGIS Server发布，供地震人口热力图快速出图程序的自动打印模块调用。

4 程序应用与产出

2018年2月12日河北廊坊市永清县发生4.3级地震，河北省廊坊市、北京市、天津市、河北省唐山市、沧州市、承德市、衡水市、保定市等地有不同强度震感，因地震发生在首都圈，中国地震局启动四级地震应急响应。

以此次永清4.3级地震为实例，对地震人口热力图快速出图程序进行产出测试。地震发生后，通过中国地震台网获取河北廊坊市永清县4.3级地震正式速报信息，地震人口热力图快速出图程序在Web端自动以震中为中心加载网络地图、渲染人口数据、查询并统计震中20 km、50 km、100 km范围内人口数据，得到人口热力统计图，并在Web端显示，见图 2。此次永清4.3级地震人口热力图快速出图过程在数秒内完成。

为满足地震信息播报机器人等大震产出平台对标准化、高清可移植图件的需求，程序在Web端展示基础上实现自动打印JPG格式高清图件的功能。自动打印后产出2018年2月12日河北廊坊市永清县4.3级地震人口热力图，经地震信息播报机器人及时发布，并收录在中国地震台网中心网站的河北廊坊市永清县4.3级地震综合图集中，收集的人口热力图见图 3。

5 讨论

通过对ArcGIS Web API开发接口ArcGIS API for JavaScript、ArcGIS Server和地理信息数据库的研究，结合当前移动互联网发展对于地震应急产品产出时效性、可移植性的需求，基于移动互联网人口位置大数据，实现地震人口热力图Web端快速成图和自动打印，便于图件移植共享，为上级部门及时开展应急决策、精准部署救援力量提供可靠支撑。

相较已有人口热力图出图技术，本程序采用全球领先的地理信息系统平台，具有更为完善的数据挖掘分析开发类；基于移动互联网人口位置大数据经过模型拟合，能在量级上反映不同地域的真实人口数量；可在Web端秒级产出地震人口热力图，并自动打印生成高清格式图片。同时，应注意到当前各类开发产品的轻量化云端部署趋势，值得本程序开发人员学习借鉴。