地理編碼庫建設(shè)難點(diǎn)及設(shè)計實現(xiàn)思路研究

馬慧珍++馬金毅++李光艷

摘 要：本文基于筆者多年從事地理數(shù)據(jù)庫建設(shè)的相關(guān)工作經(jīng)驗，以地理編碼庫的設(shè)計為研究對象，論文首先分析了地理編碼庫建設(shè)的難點(diǎn)，進(jìn)而探討了GIS軟件的地理編碼方法及存在的不足，在此基礎(chǔ)上，筆者詳細(xì)闡述了地理編碼庫的設(shè)計實現(xiàn)過程，全文是筆者長期工作實踐基礎(chǔ)上的理論升華，相信對從事相關(guān)工作的同行能有所裨益。

關(guān)鍵詞：數(shù)字城市 地理編碼庫 GIS軟件

中圖分類號：P208 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（a）-0022-02

“數(shù)字城市”就是以計算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)和大規(guī)模存儲技術(shù)為基礎(chǔ)，以寬帶網(wǎng)絡(luò)為紐帶，以地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)為核心，利用遙感（RS）、GPS、3維仿真等技術(shù)手段，對城市進(jìn)行多分辨、多尺度、多時空和多類型的3維描述，利用信息技術(shù)手段把城市的過去、現(xiàn)狀和未來在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行數(shù)字化虛擬描述。地理編碼是數(shù)字城市建設(shè)的重要組成部分，它使分散于各個部門間無序的信息資源得到分類整合，建立各類信息間的有機(jī)聯(lián)系，構(gòu)建起空間信息和屬性信息、屬性信息與屬性信息之間的框架模型，使得不同的數(shù)據(jù)類型、不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)互操作得以實現(xiàn)。本文以石家莊市數(shù)字城市建設(shè)為背景，探討地理編碼庫的設(shè)計過程。

1 地理編碼庫建設(shè)的難點(diǎn)

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對老城區(qū)的系統(tǒng)改造，新城區(qū)不斷擴(kuò)展，城市格局在不斷發(fā)生變化。但是由于歷史和現(xiàn)實原因造成地名、地址錯綜復(fù)雜，混亂無序，缺乏規(guī)律性；街道門牌編號混亂，同一門牌號有幾戶使用；地名命名方法隨性復(fù)雜，缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。同時，各個部門根據(jù)自己的需要，為了方便本部門的工作，都會根據(jù)本部門的應(yīng)用系統(tǒng)特點(diǎn)，建立自己實用的編碼系統(tǒng)，具有獨(dú)特的地理網(wǎng)格單元劃分標(biāo)準(zhǔn)，如公共場所活動區(qū)、單位內(nèi)部物業(yè)管理區(qū)等。在建設(shè)時也沒有考慮使編碼具有在空間單元上統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)的地理參考系統(tǒng)，結(jié)果在不同系統(tǒng)的數(shù)字城市管理中，最小單元劃分區(qū)域都不盡相同，這就使得不同字體間很難實現(xiàn)信息資源共享，造成了資源的浪費(fèi)。

2 GIS軟件的地理編碼方法及存在的不足

ArcView是由美國環(huán)境系統(tǒng)研究所（ESRI）開發(fā)并銷售的地理信息系統(tǒng)軟件，在這個軟件中有地理編碼的功能，它可以單個定位也可以批量處理。不過，首先要有一個參考主題，此主題是經(jīng)過地址編碼的基礎(chǔ)地理信息表，如道路圖或行政區(qū)劃圖，然后才可以進(jìn)行地址匹配，進(jìn)行地址匹配時地理特征數(shù)據(jù)源必須包含一些與地理特征有關(guān)的地址屬性。這樣ArcView才能根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則把地理特征數(shù)據(jù)源匹配到參考主題上。在匹配過程中ArcView把參考主題中的地址與地理特征數(shù)據(jù)源中的地址屬性相比較，從而確定是否匹配。當(dāng)找到一對匹配的地址與屬性之后，ArcView就將具有該屬性的地理特征的坐標(biāo)分配給這個地址。如果找不到可匹配的地址與屬性，可分兩種情況處理：若地址有誤，可以修改地址中的錯誤；否則，可以放寬編碼參考中的匹配參數(shù)，由此獲得較大的匹配成功率。

Mapinfo也同樣有此功能，其基本原理是相同的。對于線參考主題，通過插值的方法進(jìn)行定位，如解放路18號，參考主題中有解放路1號到36號的記錄，則此地址就定位在中間。對于區(qū)域主題則定位在幾何中心。

對于簡單數(shù)據(jù)庫ArcView和Mapinfo的地理編碼功能都能實現(xiàn)地址匹配。所謂簡單數(shù)據(jù)庫是指記錄量少，地址信息描述規(guī)范。但是對于復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫，如記錄數(shù)在1×104條以上，且地址信息描述混亂，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，那么現(xiàn)有軟件的地理編碼功能就束手無策了。其無法實現(xiàn)的原因主要表現(xiàn)在兩個方面：一是現(xiàn)有地理編碼功能不能進(jìn)行多個參考主題的同步匹配；二是對于區(qū)域主題只能定位在幾何中心，這樣的話如果有多個記錄則會重疊在一起，不利于進(jìn)一步的顯示、統(tǒng)計和分析。鑒于以上分析，制定出一套針對石家莊市數(shù)字城市建設(shè)行之有效的地理編碼庫建設(shè)方法，使之既充分體現(xiàn)城市現(xiàn)狀，又顧城市未來發(fā)展是項目的難點(diǎn)與重點(diǎn)。

3 地理編碼庫的設(shè)計實現(xiàn)過程

地理編碼通過對地理對象在確定的參考系中按一定的規(guī)則賦予唯一的和可識別的代碼，從而唯一的確定地理對象的空間位置，也就是說建立地理對象與代碼之間的映射關(guān)系，它可以是地理對象與地址的映射，也可以是地理對象與坐標(biāo)系統(tǒng)的映射。對于數(shù)字城市建設(shè)，地理編碼是建設(shè)效果的直觀體現(xiàn)，例如要對一個地名進(jìn)行查詢，對一個單位進(jìn)行檢索，首先就是查詢某個名稱，然后通過該名稱來進(jìn)行定位。因此，完整的地理編碼庫，不僅包含了一系列的屬性信息，還應(yīng)該包含定位的空間信息。

3.1 地理編碼庫的主要內(nèi)容

地理編碼庫是數(shù)字城市建設(shè)的基礎(chǔ)工程，將為各部門對城市規(guī)劃、建設(shè)、管理決策及城市應(yīng)急指揮，提供準(zhǔn)確、實時的信息支撐，滿足百姓日常出行對地址定位的需求。通過對地名地址的編碼管理，可以實現(xiàn)統(tǒng)一空間坐標(biāo)，整合各種信息資源，在各部門分散的信息資源庫之間建立有機(jī)聯(lián)系，為實現(xiàn)信息共享、交換和整合提供基礎(chǔ)信息支撐。

為切實滿足各類用戶的實際需求，石家莊市地理編碼庫主要包括行政區(qū)域地名編碼、街巷名編碼、小區(qū)名編碼、標(biāo)志物名編碼、興趣點(diǎn)名編碼和門（樓）址編碼以及預(yù)留編碼等。

3.2 地理編碼庫建設(shè)流程

針對石家莊市的實際情況，在充分利用民政、統(tǒng)計、公安、房產(chǎn)等部門已有的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，通過影像疊加，劃分區(qū)域確定地名地址的采集范圍。同時，進(jìn)行地名地址數(shù)據(jù)庫設(shè)計，地名地址規(guī)范設(shè)計，地址模型設(shè)計等；再由市所轄四區(qū)分別成立專門的地名地址調(diào)查小組，包括外業(yè)調(diào)查人員，內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)整理、檢查人員，地名地址數(shù)據(jù)入庫人員。

（1）外業(yè)調(diào)查人員專門進(jìn)行外業(yè)調(diào)查，實地查看，對所屬區(qū)域的地名地址通過照片拍攝、文字記錄等方式采集回來。

（2）內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)整理、檢查人員主要負(fù)責(zé)對外業(yè)采集回來的數(shù)據(jù)、已有的資料進(jìn)行綜合整理、檢查、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，對不同類型的地名地址數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，按照國家規(guī)定的統(tǒng)一編碼規(guī)則進(jìn)行編碼。endprint

（3）地名地址數(shù)據(jù)入庫人員對整理并編碼后的地名地址數(shù)據(jù)進(jìn)行入庫，增加新的地名地址，更改錯誤的地名地址，刪除廢棄的地名地址，保證地名地址數(shù)據(jù)庫的完整性、有效性、統(tǒng)一性。

地理編碼庫建設(shè)流程如圖1所示。

3.3 地址匹配服務(wù)

地址匹配主要由空間參照數(shù)據(jù)庫、地址拆分及標(biāo)準(zhǔn)化、地址匹配規(guī)則配置及地址匹配部分組成，其核心是地址匹配。系統(tǒng)可以滿足單地址匹配、批地址匹配以及交互匹配的需求。地理編碼系統(tǒng)組成如圖2所示。

地址匹配提供了一種將非空間信息空間化的手段，用戶可將帶有地址信息的屬性數(shù)據(jù)快速轉(zhuǎn)換成空間數(shù)據(jù)，生成自己的專題圖層；而且可以將這些數(shù)據(jù)保存為其他GIS格式如：“Shp”等，為其他GIS應(yīng)用系統(tǒng)使用。

（1）單個地址匹配。

系統(tǒng)提供一個地址匹配的服務(wù)，該服務(wù)可以匹配任意用戶設(shè)置的需要匹配的地名地址數(shù)據(jù)集和匹配關(guān)鍵字。

（2）批量地址匹配。

支持匹配文件的格式為Txt，Excel等格式，并對匹配文件作出一定的規(guī)范，將生成的坐標(biāo)信息存儲起來。將匹配成功的地址轉(zhuǎn)換成空間數(shù)據(jù)，并保存為指定的數(shù)據(jù)格式。

記錄匹配成功的地址和匹配失敗的地址及匹配的準(zhǔn)確度，根據(jù)匹配準(zhǔn)確度用戶還可以進(jìn)行編輯，并且日志可以進(jìn)行保存。

4 結(jié)語

本文主要論述數(shù)字城市中地理編碼庫的建設(shè)，對石家莊市地理編碼庫的建設(shè)過程進(jìn)行了概括，對地理編碼流程進(jìn)行了詳細(xì)的分析，文中論述的建設(shè)方法在實際中得到了應(yīng)用，取得了相應(yīng)的效果，值得借鑒。由于只針對項目實際情況，對地理編碼庫建設(shè)沒有進(jìn)行深入拓展，有待于今后進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫春生，吳軍，陳丹清.三維城市建模中的建筑墻面紋理快速獲取[J].武漢大學(xué)學(xué)報：信息科學(xué)版，2005（9）.

[2] 李華，李淑琴，王錦萍.數(shù)據(jù)城市建設(shè)中空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計研究[J].城市勘測， 2005（2）.

[3] 戴騰，童忠富，祁信舒，等.全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)DEM生產(chǎn)的質(zhì)量控制[J].地理空間信息，2005（1）.

[4] 姜愛林.數(shù)字城市：基本框架、發(fā)展現(xiàn)狀、存在問題與建議—— 2003年數(shù)字城市研究若干問題概述[J].蘇州市職業(yè)大學(xué)學(xué)報，2004（3）.

[5] 陳世培，王鐵軍.關(guān)于數(shù)字?jǐn)z影測量內(nèi)定向的幾個問題[J].測繪與空間地理信息，2004（2）.

[6] 肖樂斌，鐘耳順，劉紀(jì)遠(yuǎn)，等.三維GIS的基本問題探討[J].中國圖象圖形學(xué)報，2001（9）.

[7] 劉紀(jì)平.海量空間數(shù)據(jù)組織與管理初探[J].中國圖象圖形學(xué)報，1998（6）.endprint

（3）地名地址數(shù)據(jù)入庫人員對整理并編碼后的地名地址數(shù)據(jù)進(jìn)行入庫，增加新的地名地址，更改錯誤的地名地址，刪除廢棄的地名地址，保證地名地址數(shù)據(jù)庫的完整性、有效性、統(tǒng)一性。

地理編碼庫建設(shè)流程如圖1所示。

3.3 地址匹配服務(wù)

地址匹配主要由空間參照數(shù)據(jù)庫、地址拆分及標(biāo)準(zhǔn)化、地址匹配規(guī)則配置及地址匹配部分組成，其核心是地址匹配。系統(tǒng)可以滿足單地址匹配、批地址匹配以及交互匹配的需求。地理編碼系統(tǒng)組成如圖2所示。

地址匹配提供了一種將非空間信息空間化的手段，用戶可將帶有地址信息的屬性數(shù)據(jù)快速轉(zhuǎn)換成空間數(shù)據(jù)，生成自己的專題圖層；而且可以將這些數(shù)據(jù)保存為其他GIS格式如：“Shp”等，為其他GIS應(yīng)用系統(tǒng)使用。

（1）單個地址匹配。

系統(tǒng)提供一個地址匹配的服務(wù)，該服務(wù)可以匹配任意用戶設(shè)置的需要匹配的地名地址數(shù)據(jù)集和匹配關(guān)鍵字。

（2）批量地址匹配。

支持匹配文件的格式為Txt，Excel等格式，并對匹配文件作出一定的規(guī)范，將生成的坐標(biāo)信息存儲起來。將匹配成功的地址轉(zhuǎn)換成空間數(shù)據(jù)，并保存為指定的數(shù)據(jù)格式。

記錄匹配成功的地址和匹配失敗的地址及匹配的準(zhǔn)確度，根據(jù)匹配準(zhǔn)確度用戶還可以進(jìn)行編輯，并且日志可以進(jìn)行保存。

4 結(jié)語

本文主要論述數(shù)字城市中地理編碼庫的建設(shè)，對石家莊市地理編碼庫的建設(shè)過程進(jìn)行了概括，對地理編碼流程進(jìn)行了詳細(xì)的分析，文中論述的建設(shè)方法在實際中得到了應(yīng)用，取得了相應(yīng)的效果，值得借鑒。由于只針對項目實際情況，對地理編碼庫建設(shè)沒有進(jìn)行深入拓展，有待于今后進(jìn)一步研究。

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（3）地名地址數(shù)據(jù)入庫人員對整理并編碼后的地名地址數(shù)據(jù)進(jìn)行入庫，增加新的地名地址，更改錯誤的地名地址，刪除廢棄的地名地址，保證地名地址數(shù)據(jù)庫的完整性、有效性、統(tǒng)一性。

地理編碼庫建設(shè)流程如圖1所示。

3.3 地址匹配服務(wù)

地址匹配主要由空間參照數(shù)據(jù)庫、地址拆分及標(biāo)準(zhǔn)化、地址匹配規(guī)則配置及地址匹配部分組成，其核心是地址匹配。系統(tǒng)可以滿足單地址匹配、批地址匹配以及交互匹配的需求。地理編碼系統(tǒng)組成如圖2所示。

地址匹配提供了一種將非空間信息空間化的手段，用戶可將帶有地址信息的屬性數(shù)據(jù)快速轉(zhuǎn)換成空間數(shù)據(jù)，生成自己的專題圖層；而且可以將這些數(shù)據(jù)保存為其他GIS格式如：“Shp”等，為其他GIS應(yīng)用系統(tǒng)使用。

（1）單個地址匹配。

系統(tǒng)提供一個地址匹配的服務(wù)，該服務(wù)可以匹配任意用戶設(shè)置的需要匹配的地名地址數(shù)據(jù)集和匹配關(guān)鍵字。

（2）批量地址匹配。

支持匹配文件的格式為Txt，Excel等格式，并對匹配文件作出一定的規(guī)范，將生成的坐標(biāo)信息存儲起來。將匹配成功的地址轉(zhuǎn)換成空間數(shù)據(jù)，并保存為指定的數(shù)據(jù)格式。

記錄匹配成功的地址和匹配失敗的地址及匹配的準(zhǔn)確度，根據(jù)匹配準(zhǔn)確度用戶還可以進(jìn)行編輯，并且日志可以進(jìn)行保存。

4 結(jié)語

本文主要論述數(shù)字城市中地理編碼庫的建設(shè)，對石家莊市地理編碼庫的建設(shè)過程進(jìn)行了概括，對地理編碼流程進(jìn)行了詳細(xì)的分析，文中論述的建設(shè)方法在實際中得到了應(yīng)用，取得了相應(yīng)的效果，值得借鑒。由于只針對項目實際情況，對地理編碼庫建設(shè)沒有進(jìn)行深入拓展，有待于今后進(jìn)一步研究。

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[6] 肖樂斌，鐘耳順，劉紀(jì)遠(yuǎn)，等.三維GIS的基本問題探討[J].中國圖象圖形學(xué)報，2001（9）.

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