數(shù)字化城市門號(hào)編碼及應(yīng)用

楊 鵬 ,張怡帆,劉 芳,楊道富

（1.河海大學(xué)，江蘇 南京210098；2.南開大學(xué)，天津300071；3.浙江大學(xué)，浙江 杭州 310028；4. 黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 開封 475003）

0 引言

數(shù)字城市建設(shè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)信息化的重要組成部分，其建設(shè)具有明確的計(jì)劃、任務(wù)、目標(biāo)以及相關(guān)政策。 數(shù)字城市發(fā)展綱要確定了數(shù)字城市地理信息系統(tǒng)“十五”建設(shè)的信息框架，將基礎(chǔ)性的空間信息作為各行各業(yè)地理信息研究的重點(diǎn)。 數(shù)字城市門號(hào)編碼是基礎(chǔ)性的空間信息之一。 實(shí)現(xiàn)數(shù)字化城市門號(hào)編碼網(wǎng)絡(luò)化和在駕駛室導(dǎo)向屏上快速查詢，是城市門號(hào)編碼和管理的創(chuàng)新，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。 科學(xué)的城市門號(hào)編碼系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)規(guī)范城市門號(hào)，包含街道的距離、方向、左右等信息。

1 數(shù)字化城市門號(hào)編碼的基本原則及方法

1.1 數(shù)字化城市門號(hào)編碼的基本原則

（1）門號(hào)編碼定位的唯一性，有固定永久獨(dú)立的法定權(quán)屬（像身份證、汽車牌號(hào)一樣的法定權(quán)屬）和固定的含義（體現(xiàn)方位和距離）是編碼的核心。 （2）門號(hào)編碼在動(dòng)態(tài)變化的城市建設(shè)中具有相對(duì)永久性、穩(wěn)定性、獨(dú)立性、定位性，互不干擾和互不影響，是其基本要求。（3）根據(jù)門號(hào)編碼的快速輸入、查尋、檢索要求，編碼應(yīng)多使用字母代號(hào)和數(shù)字，少用漢字。 （4）根據(jù)門號(hào)編碼的屬性，分析各種可能出現(xiàn)的特殊情況，如拆遷、改建、合并、先后開發(fā)次序不同、業(yè)主的變更等因素，應(yīng)做到不影響其區(qū)域和距離定位，不改變相鄰或其他門號(hào)編碼固有的地理信息和權(quán)屬。 （5）門號(hào)編碼結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單易懂，具有大眾性，有利于快速判斷方位和距離。 編碼應(yīng)能因需要而合并和拆分，預(yù)留擴(kuò)充余地，適應(yīng)城市發(fā)展和動(dòng)態(tài)變化的需要。 （6） 考慮門號(hào)編碼和使用軟件的兼容性。（7）應(yīng)制定相應(yīng)的法律法規(guī)，強(qiáng)制執(zhí)行，不允許各自為政。 由公安機(jī)關(guān)的戶籍管理部門監(jiān)管，工商管理部門配合。民政部門和公安部門應(yīng)及時(shí)受理用戶申請(qǐng)，并嚴(yán)格按規(guī)定進(jìn)行審查、定號(hào)、編制、安裝。 為公安、郵政、通訊、房管、交通、工商、稅務(wù)、銀行、保險(xiǎn)、城市管理等部門統(tǒng)一使用法定的門牌號(hào)提供依據(jù)。

1.2 城市門號(hào)編碼方法

（1）采用經(jīng)緯里程法。 目前城市門號(hào)編碼混亂，主要是由于靜態(tài)的序號(hào)編碼與動(dòng)態(tài)的城市發(fā)展不相適應(yīng)引起的。 當(dāng)今確定建筑物地面位置的最好方法是經(jīng)緯坐標(biāo)和里程（樁號(hào)），可以通過GPS 定位器，快速確定建筑物的坐標(biāo)和兩點(diǎn)間的距離。 （2）應(yīng)當(dāng)做到使用方便、簡(jiǎn)捷、科學(xué)、容易記憶。根據(jù)城市門戶的調(diào)查結(jié)果，單開門的最小寬度是0.8~1.0 m，所以門號(hào)的最小單位以m 計(jì)數(shù)，不會(huì)重復(fù)。 由于編碼不連續(xù)是城市門號(hào)的通病，所以可不求編碼連續(xù)，只求距離準(zhǔn)確、易于查找。 （3）結(jié)合城市的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，應(yīng)先確定每條街道的起點(diǎn)和終點(diǎn)。 按照看地圖的習(xí)慣，東西向街道以西為起點(diǎn)（從左到右），南北向和斜向街道以北為起點(diǎn)（從上到下），不規(guī)則的曲線街道按起點(diǎn)和終點(diǎn)連線的方向來判斷， 代以斜向街道。 較長(zhǎng)街道分段編號(hào)（如某某街道的東、中、西段，南、中、北段)，或者尊重當(dāng)?shù)厥忻竦氖褂昧?xí)慣，沿用原來街道的編碼起向。 對(duì)于新建街道，可以根據(jù)其發(fā)展和輻射方向定起點(diǎn)。 （4）將街道兩側(cè)分左L（Left）右R（Right）編碼，或者按單雙號(hào)編碼。 當(dāng)街道起點(diǎn)和終點(diǎn)為十字路口時(shí)， 以道路的中心線交點(diǎn)為準(zhǔn)。曲線街道應(yīng)以道路中心曲線的法向所指的門定位，并以其中心線的樁號(hào)里程命名。 （5）街道相交的十字路口門號(hào)會(huì)有雙重性， 建議當(dāng)主次干道相交時(shí)，門號(hào)優(yōu)先編入主干道；相同街道相交時(shí)，門號(hào)優(yōu)先編入南北街道。 （6）街道門號(hào)編碼用里程表示比較理想。 （7）街道門號(hào)編碼與居住者、所有者（或使用者）、企事業(yè)單位等應(yīng)具有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。在城市拆遷、改造動(dòng)態(tài)變化中，保持原有門號(hào)編碼的用戶具有相對(duì)穩(wěn)定的專用權(quán)和所有權(quán)。 （8）街道門號(hào)編碼，一般取沿街大門中間相近的里程編號(hào)，也可以在門界所有權(quán)里程范圍內(nèi)選業(yè)主喜歡的門號(hào)數(shù)字。這樣，一個(gè)城市甚至全國(guó)門號(hào)都不會(huì)重復(fù)。調(diào)查顯示，臨大街建筑物用戶的土地一般要求征用到街道中心線，也可以選土地使用權(quán)內(nèi)的里程編號(hào)。 （9）街道門號(hào)編碼以構(gòu)建和諧社會(huì)為出發(fā)點(diǎn)，由用戶提出申請(qǐng)，城鎮(zhèn)派出所核實(shí)批準(zhǔn)，列入戶籍管理，進(jìn)入數(shù)字城市地理信息管理系統(tǒng)，由省市加入數(shù)字中國(guó)地理信息管理系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)字中國(guó)和數(shù)字地球門號(hào)的健全。 （10）建議街道門號(hào)編碼以法律的形式確定下來，像郵政編碼和汽車牌號(hào)一樣，用行政的手段強(qiáng)制推行，5～10 年后， 就像郵政編碼一樣逐漸被人們接受。

2 數(shù)字化城市門號(hào)編碼的基本結(jié)構(gòu)

2.1 固定起點(diǎn)，分左右、定距離的編碼結(jié)構(gòu)

結(jié)合城市的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，按照看地圖的習(xí)慣，首先確定每條街道的起點(diǎn)（一般南北方向的街道北端為起點(diǎn)，東西方向的街道西端為起點(diǎn)），然后定編號(hào)方向、定門號(hào)距離，最后由街道（可以用經(jīng)緯數(shù)字）、左右（用L 或R 代替樁號(hào)公里后的加號(hào)）、距離（單位為m）3 項(xiàng)組成門號(hào)的新型結(jié)構(gòu)。即用“街道名+左右（街道左側(cè)用“L”表示，右側(cè)用“R”表示）+距離”的基本結(jié)構(gòu)，如：開封市的宋都御街01 L 126 可以理解為宋都御街距北起點(diǎn)（龍亭）1 km126 m 處左側(cè)（在東側(cè)）的商鋪門號(hào)，而“西門大街01 L 828”是西門大街距西起點(diǎn)（大梁門）1 km 828 m 處左側(cè)（在北側(cè)）的商鋪門號(hào)。 街道同一側(cè)兩個(gè)門號(hào)的差值就是兩門之間的距離。 這種方法為方案1。

2.2 自定起點(diǎn)，分單雙號(hào)、定距離的編碼結(jié)構(gòu)

根據(jù)城市門號(hào)編碼的歷史和現(xiàn)狀，尊重當(dāng)?shù)厥忻竦氖褂昧?xí)慣，沿用原來街道的編碼起向，或按照新建街道的發(fā)展和輻射方向， 采用自定街道起點(diǎn)、定門號(hào)距離（單位為米）、定街道單雙號(hào)3 項(xiàng)內(nèi)容組成門號(hào)編碼新型結(jié)構(gòu)，即用“街道名+起點(diǎn)方向+距離（體現(xiàn)單雙號(hào)）”的基本結(jié)構(gòu)。 “街道名”采用現(xiàn)有的街道名稱；“起點(diǎn)方向”用東、西、南、北英文開頭的第一個(gè)字母“E、W、S、N”分別代替；“距離”是指某門戶至街道起點(diǎn)處的實(shí)際長(zhǎng)度。 依據(jù)“東單西雙”或“南單北雙”的原則，取單號(hào)或雙號(hào)編碼，如圖1 所示。

圖1 自定起點(diǎn)，分單雙號(hào)、定距離編碼Fig.1 Encoding of sperating even,odd number,setting distance of self-setting starting point

圖1中，“西門大街E1128”表示距西門大街東起點(diǎn)1128m 處北側(cè)的商鋪門號(hào)，“曹門大街W1163”，表示距曹門大街西起點(diǎn)1 163 m 處南側(cè)的商鋪門號(hào)。 這種方法為方案2。

3 開封數(shù)字化城市門號(hào)編碼應(yīng)用研究（以方案1 為例）

3.1 宋都御街?jǐn)?shù)字化城市門號(hào)編碼實(shí)例

根據(jù)數(shù)字城市門號(hào)編碼的方法和編碼的基本結(jié)構(gòu)， 對(duì)歷史文化名城開封的宋都御街進(jìn)行勘測(cè)、度量，設(shè)計(jì)、確定了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的門牌號(hào)，供借鑒和參考。 宋都御街?jǐn)?shù)字城市門號(hào)編碼實(shí)測(cè)結(jié)果如表1所示。

3.2 開封電子地圖數(shù)字化城市門號(hào)網(wǎng)絡(luò)查詢?cè)O(shè)計(jì)

利用我們?cè)O(shè)計(jì)的數(shù)字城市門號(hào)編碼系統(tǒng)，可以構(gòu)建全國(guó)數(shù)字化城市門號(hào)編碼網(wǎng)絡(luò)電腦查詢系統(tǒng)和司機(jī)駕駛室GPS 汽車導(dǎo)航系統(tǒng)。

在電腦或司機(jī)駕駛室GPS 導(dǎo)向屏上打開界面菜單，首先登陸Google（中文名是谷歌），然后按照地球→中國(guó)→河南→開封的順序，進(jìn)入開封市電子地圖，打開圖面。 當(dāng)鼠標(biāo)沿電子地圖街道移動(dòng)時(shí)，可以按門號(hào)順序瞬間顯示單位、 商店名稱和街道門號(hào)。找到目標(biāo)后，單擊左鍵顯示門號(hào)編碼。 單擊街道位置，可以分段分組顯示單位、商店名稱和門號(hào)（如河大附中、河大醫(yī)學(xué)院、黃河水院等）。 由于資金、時(shí)間、精力有限，目前僅完成了數(shù)字化城市門號(hào)編碼網(wǎng)絡(luò)電腦查詢系統(tǒng)的部分街道和點(diǎn)位 （如圖2 所示）。宋都御街只顯示左側(cè)局部。已經(jīng)達(dá)到了在開封市電子地圖上快速查詢單位、住戶、商店名稱的目的。 根據(jù)數(shù)字城市門號(hào)，可以判斷其方位和距離。

表1 宋都御街?jǐn)?shù)字城市門號(hào)編碼實(shí)測(cè)結(jié)果Table 1 Real measuring result of digital city door number encoding of The Imperial Street of the Song Dynasty

圖2 開封電子地圖部分街道網(wǎng)絡(luò)查詢研究成果Fig.2 Network enquiry research result of some street of Kaifeng electronic map

根據(jù)該設(shè)計(jì)思想，如果使全國(guó)數(shù)字化城市門號(hào)編碼網(wǎng)絡(luò)電腦查詢系統(tǒng)和司機(jī)駕駛室GPS 汽車駕駛導(dǎo)航系統(tǒng)聯(lián)系起來，就更方便了。 公安人員異地追擊逃犯或第一次到達(dá)某城市的司機(jī)，不用再下車問路，在駕駛室里通過GPS 導(dǎo)向屏，就可以快速查詢所需要的城市門號(hào)編碼，以便駕車準(zhǔn)確、快速、及時(shí)無誤地找到目的地。

4 結(jié)語

綜上所述，構(gòu)建全國(guó)數(shù)字化城市門號(hào)編碼網(wǎng)絡(luò)電腦查詢系統(tǒng)和GPS 汽車駕駛導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)越性主要包括：（1）用戶通過輸入數(shù)字城市門號(hào)編碼，能從電子地圖上快捷、準(zhǔn)確找到目標(biāo)，了解地理信息等相關(guān)內(nèi)容，進(jìn)行業(yè)務(wù)交流，實(shí)現(xiàn)用戶信息網(wǎng)上查詢。在實(shí)際工作中，也為快速、準(zhǔn)確查找和到達(dá)目的地節(jié)約了大量人力、物力、財(cái)力。 （2）只要新建街道始點(diǎn)和終點(diǎn)確定，門號(hào)編碼就具有相對(duì)的永久性、獨(dú)立性、穩(wěn)定性、專用權(quán)屬性，不再受營(yíng)業(yè)戶合并、拆分，樓房拆遷、改造、新建等因素的影響。 （3）這項(xiàng)門號(hào)編碼的改革也可以給城市公安、消防、救護(hù)、管理、通信、商品貿(mào)易，住戶的訪問查詢和搜索等等帶來方便。 （4）門號(hào)編碼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易懂，有利于快速判斷方位和距離，編碼預(yù)留和擴(kuò)充科學(xué)有序，適應(yīng)城市動(dòng)態(tài)變化快、速發(fā)展的需要。 （5）依托網(wǎng)絡(luò)，市政實(shí)施、政府監(jiān)督，通過法律法規(guī)和行政手段，對(duì)全國(guó)城市街道門號(hào)編碼信息進(jìn)行大規(guī)模的勘測(cè)、 規(guī)劃、設(shè)計(jì)、掛牌、運(yùn)用、管理，建設(shè)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的城市數(shù)字門戶信息體系，是數(shù)字化城市地理信息建設(shè)中10個(gè)組成部分之一，是GPS 坐標(biāo)定位的補(bǔ)充，也是全國(guó)城市街道門號(hào)編碼的一次變革。

[1] 周建鄭.GPS 測(cè)量定位技術(shù)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004：2-6.

[2] 周建鄭.GPS 定位原理與技術(shù)[M]. 鄭州： 黃河水利出版社，2005：18-26.

[3] 徐宇飛，紀(jì)勇. 數(shù)字測(cè)圖技術(shù)[M]. 鄭州：黃河水利出版社，2005：52-68.

[4] 孫福海，祿豐年.3S 測(cè)繪技術(shù)與數(shù)字地球[M]. 哈爾濱：哈爾濱地圖出版社，2005：6-12.