城市應(yīng)急平臺(tái)地名查詢(xún)方法研究

張 郁，王敘泉

(廣州市城市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院測(cè)量1隊(duì)，廣東廣州 510060)

城市應(yīng)急平臺(tái)作為應(yīng)對(duì)城市突發(fā)事件的綜合處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確、全面的地名、地址查詢(xún)定位是其高性能服務(wù)的保障［1-2］。

目前應(yīng)急平臺(tái)實(shí)現(xiàn)地名查詢(xún)的普遍方式是建立地名庫(kù)。在地名庫(kù)中存儲(chǔ)地名和坐標(biāo)信息，只要輸入地名就可以通過(guò)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)在地圖上定位顯示。這種地名查詢(xún)存在不足，主要表現(xiàn)為地名庫(kù)不能涵蓋所有地理要素的地名信息，會(huì)出現(xiàn)查不到地圖中包含的地理要素的現(xiàn)象。針對(duì)這種情況，提出了結(jié)合基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)的輔助地名查詢(xún)方法和利用地理編碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)地名查詢(xún)，并對(duì)這兩種方法進(jìn)行了相關(guān)驗(yàn)證。

1 應(yīng)急平臺(tái)地名查詢(xún)方法

1.1 城市應(yīng)急平臺(tái)

西方發(fā)達(dá)國(guó)家城市化水平高，他們?cè)诔鞘袘?yīng)急平臺(tái)建設(shè)方面也處于領(lǐng)先地位。特別是美國(guó)，其龐大的應(yīng)急管理體系，被喻為“一架永不休息的機(jī)器”。美國(guó)政府應(yīng)急管理體系由3個(gè)層次組成:聯(lián)邦政府、國(guó)土安全部及派出機(jī)構(gòu)(10個(gè)區(qū)域代表處);州政府應(yīng)急管理辦公室;地方政府應(yīng)急管理機(jī)構(gòu)。為了應(yīng)對(duì)各種可能的公共安全事件，日本政府通過(guò)完善相關(guān)的立法，建立危機(jī)管理體制和建設(shè)公共安全應(yīng)急平臺(tái)等手段，使日本成為世界上應(yīng)急管理最富成效的國(guó)家之一。

我國(guó)城市應(yīng)急平臺(tái)建設(shè)起步較晚，但發(fā)展十分迅猛。目前，我國(guó)各大城市已建立起應(yīng)急聯(lián)動(dòng)平臺(tái)，起到對(duì)各部門(mén)聯(lián)合部署、調(diào)動(dòng)，對(duì)突發(fā)事件快速反應(yīng)、協(xié)同應(yīng)對(duì)的作用。平臺(tái)采用先進(jìn)的“3S”和空間數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，以應(yīng)急處理救護(hù)為核心，建立了一個(gè)集RS、GIS、GPS、MIS、ES 等技術(shù)于一體，準(zhǔn)確、高效、快速、全面、規(guī)范的城市應(yīng)急聯(lián)動(dòng)指揮系統(tǒng)。充分利用GIS的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，使城市應(yīng)急資源信息采集、信息發(fā)布、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、分析、管理、決策與空間信息管理融為一體，直觀、形象、動(dòng)態(tài)地顯示各種城市資源的空間分布狀況以及變化趨勢(shì)等［3］。

1.2 基于地名庫(kù)的地名查詢(xún)方法

目前城市應(yīng)急平臺(tái)的地名數(shù)據(jù)是通過(guò)建立獨(dú)立地名數(shù)據(jù)庫(kù)的形式來(lái)組織管理的。當(dāng)需要地名查詢(xún)時(shí)，將待查詢(xún)的地名與地名數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄一一匹配，把符合匹配條件的地名讀取出來(lái)，通過(guò)地名數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的坐標(biāo)在地圖上定位。這種方式進(jìn)行地名查詢(xún)效率很高，在應(yīng)急平臺(tái)中廣泛應(yīng)用。城市應(yīng)急平臺(tái)地名數(shù)據(jù)庫(kù)核心表字段中一般包括以下字段:OBJECTID(索引字段)，P_ID(地名編碼)，P_CLASS(地名類(lèi)別，如學(xué)校為SCH，醫(yī)院為HSP，政府機(jī)關(guān)為DP)，F(xiàn)_ID(實(shí)體號(hào)，用于指向地名對(duì)應(yīng)的實(shí)體)，NAME(地名名稱(chēng))，X、Y(地名坐標(biāo))等。傳統(tǒng)方案地名地址查詢(xún)流程示意圖如圖1所示。

圖1 傳統(tǒng)方案地名地址查詢(xún)流程示意圖

這種方式最大的不足表現(xiàn)為地名庫(kù)不能涵蓋所有地理要素的地名信息，會(huì)出現(xiàn)查不到地圖中包含的地理要素的現(xiàn)象，這對(duì)應(yīng)急平臺(tái)性能有很大的負(fù)面影響。

2 結(jié)合基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)的輔助地名查詢(xún)方法

為解決城市應(yīng)急平臺(tái)中地名查詢(xún)方法的不足，筆者設(shè)計(jì)了一種基于圖層的輔助查詢(xún)方法。其主要思想是對(duì)地理圖層中的信息進(jìn)行挖掘利用，將具有地名信息的圖層應(yīng)用到地名查詢(xún)中來(lái)，實(shí)現(xiàn)兩種方案的混合查詢(xún)［4］。其基本思路為:進(jìn)行地名查詢(xún)定位時(shí)，將地名查詢(xún)分兩步進(jìn)行，第一步是將待查詢(xún)地名與地名數(shù)據(jù)庫(kù)中的地名數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，找出相匹配的地名。當(dāng)?shù)孛麕?kù)中存在與待查詢(xún)地名相匹配項(xiàng)時(shí)，返回查詢(xún)結(jié)果，查詢(xún)結(jié)束;當(dāng)?shù)孛麕?kù)中不存在與待查詢(xún)地名相匹配項(xiàng)時(shí)，則開(kāi)始進(jìn)行第二步查詢(xún)，將待查詢(xún)定位的地名與空間數(shù)據(jù)圖層中具有地名信息的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行地名匹配，找出相匹配的地名。若空間數(shù)據(jù)圖層中存在待查詢(xún)地名，則返回相匹配的地名要素，將其在地圖上定位顯示;若空間數(shù)據(jù)圖層上依然沒(méi)有相匹配的地名，則提示用戶(hù)所查詢(xún)地名不存在，查詢(xún)結(jié)束。其查詢(xún)流程圖如圖2所示。

圖2 基于圖層的地名查詢(xún)流程圖

這種改進(jìn)方案能有效地解決使用獨(dú)立地名數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行地名查詢(xún)存在的不足，首先它解決了由于地名庫(kù)的不完整性導(dǎo)致的地名查詢(xún)不到的不足，其次它有效利用了地理空間數(shù)據(jù)，能大大降低由于地名數(shù)據(jù)不完備對(duì)平臺(tái)性能造成的負(fù)面影響。但這種方法可移植性不高，且這種基于圖層的地名查詢(xún)?cè)谧畈顥l件下搜索時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，在一定程度上影響了系統(tǒng)的整體性能。

3 基于地理編碼的地名查詢(xún)方法

3.1 基于地理編碼的地名查詢(xún)

地理編碼是將描述空間位置的地址“坐標(biāo)”化的映射過(guò)程?？衫玫乩砭幋a來(lái)實(shí)現(xiàn)地址與地理坐標(biāo)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。其實(shí)現(xiàn)地址匹配的基本流程如圖3所示。

圖3 地址匹配的基本流程圖

按照編碼流程，輸入地址后首先對(duì)地址進(jìn)行解析，根據(jù)地址編碼模型將地址解析為地理編碼過(guò)程所需的一組或多組不同的標(biāo)準(zhǔn)地址元素;解析出來(lái)的地址有不同的組合形式，接下來(lái)需要為地址創(chuàng)建多種表示，將各種表現(xiàn)形式一一列出;之后為各個(gè)可能的匹配項(xiàng)計(jì)算得分，以得分高低確定各候選項(xiàng)與要進(jìn)行地理編碼的地址匹配程度;各候選項(xiàng)都將被指定一個(gè)得分，得分范圍為0～100，根據(jù)匹配得分可匹配出最佳候選項(xiàng);最后將使用與最佳候選項(xiàng)相對(duì)應(yīng)的要素作為匹配的地址生成位置［5］。

3.2 地理編碼模型設(shè)計(jì)

我國(guó)地址一般是由行政區(qū)劃+次級(jí)地址+子地址3部分組合而成，行政區(qū)劃一般到街道、鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)，農(nóng)村地址行政區(qū)劃至村一級(jí)［6-7］。

行政區(qū)劃分為省級(jí):市(直轄市)、省、自治區(qū)、特別行政區(qū)等;地區(qū)級(jí):地區(qū)、盟、自治州、(地級(jí))市等;縣級(jí):(縣級(jí))市、縣、自治縣、旗、自治旗、(市轄)區(qū)等;鄉(xiāng)級(jí):鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、街道辦等;居民地:村、莊、屯、里等。

次級(jí)地址是進(jìn)一步描述的地址，內(nèi)容比較復(fù)雜，可歸納為以下兩類(lèi):①道路通名:如路、大道、道、大街、街、巷、胡同、條等;②住宅小區(qū)通名:如里、區(qū)、園、村、坊、莊、居、寓、苑、墅等。

子地址是次級(jí)地址的補(bǔ)充，主要包括:①門(mén)牌號(hào)通名:如號(hào)、棟等;②突出建筑通名:如大廈、廣場(chǎng)、飯店、中心、大樓、酒店、館、場(chǎng)、城等信息點(diǎn)(POI)。

結(jié)合我國(guó)地址命名特點(diǎn)，可按照地址描述在空間范圍上呈現(xiàn)的層次關(guān)系進(jìn)行地址分級(jí)，對(duì)我國(guó)地址進(jìn)行編碼［8-9］。例如“廣州市越秀區(qū)建設(shè)大馬路10號(hào)珠江規(guī)劃大廈”，首先對(duì)地址的行政區(qū)劃進(jìn)行編碼，可按照我國(guó)統(tǒng)一的區(qū)劃代碼進(jìn)行編碼，按GB/T2260的規(guī)定執(zhí)行，更低一級(jí)的區(qū)劃可自行設(shè)定代碼，廣州市越秀區(qū)編碼為440103;次級(jí)地址編碼按照道路(住宅小區(qū))進(jìn)行統(tǒng)一編碼，確保每條道路(住宅小區(qū))對(duì)應(yīng)一個(gè)代碼，如可將建設(shè)大馬路代碼設(shè)為0099;同樣對(duì)子地址進(jìn)行統(tǒng)一無(wú)重復(fù)編碼，即可形成一個(gè)唯一的編碼來(lái)描述地址，如可將珠江規(guī)劃大廈編碼為0100。則可將地址描述為如表1所示的編碼。

表1 地址編碼分級(jí)實(shí)例

3.3 地址標(biāo)準(zhǔn)化

根據(jù)圖3所示流程，在進(jìn)行地址匹配時(shí)，待匹配地址描述的是多層級(jí)地址組合的字符串，首先要將這個(gè)地址描述進(jìn)行分詞處理，去掉無(wú)用信息，對(duì)照別名表，采用正則表達(dá)式匹配等方法，對(duì)地址進(jìn)行規(guī)范化處理。將地址描述組合成符合地理編碼模型的標(biāo)準(zhǔn)地址。如“廣州市規(guī)劃院”規(guī)范化處理后為“廣州市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院”。

3.4 地址匹配

地址匹配是實(shí)現(xiàn)描述地址坐標(biāo)化映射的重要部分。地址描述的準(zhǔn)確度與精度有很大的差別，這就意味著匹配精度的差別。按照地址組合形式，若地址匹配到面狀區(qū)域，如行政區(qū)劃，這時(shí)為了簡(jiǎn)化，將映射出的坐標(biāo)為多邊形的最小外接矩形中心;若地址匹配到線狀地物，如街道，這時(shí)，將映射出的坐標(biāo)為線段的中點(diǎn);若地址匹配到點(diǎn)狀地物，這時(shí)，將映射出該點(diǎn)地物的坐標(biāo)。

將描述的地址進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后，根據(jù)地址元素的組合，在地址表中進(jìn)行檢索匹配，根據(jù)地址的層級(jí)包容關(guān)系，匹配出符合程度的待選地址。對(duì)可能符合條件的待選地址需進(jìn)一步匹配打分，按照得分高低，正序排列，并選取得分高的作為符合條件的匹配。地址匹配效果界面如圖4所示，查詢(xún)地址“衡山路”，衡山路的匹配結(jié)果將顯示到圖上，并能查看其他信息。

3.5 逆地址匹配

圖4 地理編碼匹配效果界面圖

逆地址匹配是將坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)地址的過(guò)程。首先按照設(shè)定的值(如20 m)對(duì)坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行緩沖區(qū)分析，得到范圍內(nèi)所包含的地物信息作為待匹配對(duì)象，然后根據(jù)地物離坐標(biāo)的遠(yuǎn)近進(jìn)行排序，將距離最短的地物作為符合條件的最佳匹配地址。

4 結(jié)論

我國(guó)應(yīng)急平臺(tái)發(fā)展迅速，技術(shù)不斷更新。筆者對(duì)平臺(tái)的地名查詢(xún)方法進(jìn)行了相關(guān)研究，為解決傳統(tǒng)方式中地名查不到的現(xiàn)象，結(jié)合基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)的輔助地名查詢(xún)方法能較好地解決這個(gè)問(wèn)題，但這種方法存在可移植性差、查詢(xún)速度不理想的問(wèn)題。筆者利用國(guó)外已經(jīng)成熟的地理編碼技術(shù)，結(jié)合我國(guó)地址命名特點(diǎn)設(shè)計(jì)了適用于我國(guó)地址的地理編碼模型并實(shí)現(xiàn)了分析應(yīng)用?；诘乩砭幋a的地名查詢(xún)定位方式比其他方法更加高效、快捷、準(zhǔn)確，具有實(shí)際意義。

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