張 郁，王敘泉

(廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院測量1隊，廣東廣州 510060)

城市應(yīng)急平臺作為應(yīng)對城市突發(fā)事件的綜合處理系統(tǒng)，實現(xiàn)快速、準確、全面的地名、地址查詢定位是其高性能服務(wù)的保障［1-2］。

目前應(yīng)急平臺實現(xiàn)地名查詢的普遍方式是建立地名庫。在地名庫中存儲地名和坐標信息，只要輸入地名就可以通過對應(yīng)的坐標在地圖上定位顯示。這種地名查詢存在不足，主要表現(xiàn)為地名庫不能涵蓋所有地理要素的地名信息，會出現(xiàn)查不到地圖中包含的地理要素的現(xiàn)象。針對這種情況，提出了結(jié)合基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)的輔助地名查詢方法和利用地理編碼技術(shù)實現(xiàn)地名查詢，并對這兩種方法進行了相關(guān)驗證。

1 應(yīng)急平臺地名查詢方法

1.1 城市應(yīng)急平臺

西方發(fā)達國家城市化水平高，他們在城市應(yīng)急平臺建設(shè)方面也處于領(lǐng)先地位。特別是美國，其龐大的應(yīng)急管理體系，被喻為“一架永不休息的機器”。美國政府應(yīng)急管理體系由3個層次組成:聯(lián)邦政府、國土安全部及派出機構(gòu)(10個區(qū)域代表處);州政府應(yīng)急管理辦公室;地方政府應(yīng)急管理機構(gòu)。為了應(yīng)對各種可能的公共安全事件，日本政府通過完善相關(guān)的立法，建立危機管理體制和建設(shè)公共安全應(yīng)急平臺等手段，使日本成為世界上應(yīng)急管理最富成效的國家之一。

我國城市應(yīng)急平臺建設(shè)起步較晚，但發(fā)展十分迅猛。目前，我國各大城市已建立起應(yīng)急聯(lián)動平臺，起到對各部門聯(lián)合部署、調(diào)動，對突發(fā)事件快速反應(yīng)、協(xié)同應(yīng)對的作用。平臺采用先進的“3S”和空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)，以計算機網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，以應(yīng)急處理救護為核心，建立了一個集RS、GIS、GPS、MIS、ES 等技術(shù)于一體，準確、高效、快速、全面、規(guī)范的城市應(yīng)急聯(lián)動指揮系統(tǒng)。充分利用GIS的技術(shù)特點和優(yōu)勢，使城市應(yīng)急資源信息采集、信息發(fā)布、動態(tài)監(jiān)測、分析、管理、決策與空間信息管理融為一體，直觀、形象、動態(tài)地顯示各種城市資源的空間分布狀況以及變化趨勢等［3］。

1.2 基于地名庫的地名查詢方法

目前城市應(yīng)急平臺的地名數(shù)據(jù)是通過建立獨立地名數(shù)據(jù)庫的形式來組織管理的。當(dāng)需要地名查詢時，將待查詢的地名與地名數(shù)據(jù)庫中的記錄一一匹配，把符合匹配條件的地名讀取出來，通過地名數(shù)據(jù)庫存儲的坐標在地圖上定位。這種方式進行地名查詢效率很高，在應(yīng)急平臺中廣泛應(yīng)用。城市應(yīng)急平臺地名數(shù)據(jù)庫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(地名類別，如學(xué)校為SCH，醫(yī)院為HSP，政府機關(guān)為DP)，F(xiàn)_ID(實體號，用于指向地名對應(yīng)的實體)，NAME(地名名稱)，X、Y(地名坐標)等。傳統(tǒng)方案地名地址查詢流程示意圖如圖1所示。

圖1 傳統(tǒng)方案地名地址查詢流程示意圖

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

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

為解決城市應(yīng)急平臺中地名查詢方法的不足，筆者設(shè)計了一種基于圖層的輔助查詢方法。其主要思想是對地理圖層中的信息進行挖掘利用，將具有地名信息的圖層應(yīng)用到地名查詢中來，實現(xiàn)兩種方案的混合查詢［4］。其基本思路為:進行地名查詢定位時，將地名查詢分兩步進行，第一步是將待查詢地名與地名數(shù)據(jù)庫中的地名數(shù)據(jù)進行匹配，找出相匹配的地名。當(dāng)?shù)孛麕熘写嬖谂c待查詢地名相匹配項時，返回查詢結(jié)果，查詢結(jié)束;當(dāng)?shù)孛麕熘胁淮嬖谂c待查詢地名相匹配項時，則開始進行第二步查詢，將待查詢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)圖層上依然沒有相匹配的地名，則提示用戶所查詢地名不存在，查詢結(jié)束。其查詢流程圖如圖2所示。

圖2 基于圖層的地名查詢流程圖

這種改進方案能有效地解決使用獨立地名數(shù)據(jù)庫進行地名查詢存在的不足，首先它解決了由于地名庫的不完整性導(dǎo)致的地名查詢不到的不足，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)不完備對平臺性能造成的負面影響。但這種方法可移植性不高，且這種基于圖層的地名查詢在最差條件下搜索時間過長，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方法

3.1 基于地理編碼的地名查詢

地理編碼是將描述空間位置的地址“坐標”化的映射過程?？衫玫乩砭幋a來實現(xiàn)地址與地理坐標之間的對應(yīng)關(guān)系。其實現(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，輸入地址后首先對地址進行解析，根據(jù)地址編碼模型將地址解析為地理編碼過程所需的一組或多組不同的標準地址元素;解析出來的地址有不同的組合形式，接下來需要為地址創(chuàng)建多種表示，將各種表現(xiàn)形式一一列出;之后為各個可能的匹配項計算得分，以得分高低確定各候選項與要進行地理編碼的地址匹配程度;各候選項都將被指定一個得分，得分范圍為0～100，根據(jù)匹配得分可匹配出最佳候選項;最后將使用與最佳候選項相對應(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

我國地址一般是由行政區(qū)劃+次級地址+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，農(nóng)村地址行政區(qū)劃至村一級［6-7］。

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

次級地址是進一步描述的地址，內(nèi)容比較復(fù)雜，可歸納為以下兩類: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。

子地址是次級地址的補充，主要包括:①門牌號通名:如號、棟等;②突出建筑通名:如大廈、廣場、飯店、中心、大樓、酒店、館、場、城等信息點(POI)。

結(jié)合我國地址命名特點，可按照地址描述在空間范圍上呈現(xiàn)的層次關(guān)系進行地址分級，對我國地址進行編碼［8-9］。例如“廣州市越秀區(qū)建設(shè)大馬路10號珠江規(guī)劃大廈”，首先對地址的行政區(qū)劃進行編碼，可按照我國統(tǒng)一的區(qū)劃代碼進行編碼，按GB/T2260的規(guī)定執(zhí)行，更低一級的區(qū)劃可自行設(shè)定代碼，廣州市越秀區(qū)編碼為440103;次級地址編碼按照道路(住宅小區(qū))進行統(tǒng)一編碼，確保每條道路(住宅小區(qū))對應(yīng)一個代碼，如可將建設(shè)大馬路代碼設(shè)為0099;同樣對子地址進行統(tǒng)一無重復(fù)編碼，即可形成一個唯一的編碼來描述地址，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 地址編碼分級實例

3.3 地址標準化

根據(jù)圖3所示流程，在進行地址匹配時，待匹配地址描述的是多層級地址組合的字符串，首先要將這個地址描述進行分詞處理，去掉無用信息，對照別名表，采用正則表達式匹配等方法，對地址進行規(guī)范化處理。將地址描述組合成符合地理編碼模型的標準地址。如“廣州市規(guī)劃院”規(guī)范化處理后為“廣州市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院”。

3.4 地址匹配

地址匹配是實現(xiàn)描述地址坐標化映射的重要部分。地址描述的準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，這時為了簡化，將映射出的坐標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，將映射出的坐標為線段的中點;若地址匹配到點狀地物，這時，將映射出該點地物的坐標。

將描述的地址進行標準化處理后，根據(jù)地址元素的組合，在地址表中進行檢索匹配，根據(jù)地址的層級包容關(guān)系，匹配出符合程度的待選地址。對可能符合條件的待選地址需進一步匹配打分，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轉(zhuǎn)換為標準地址的過程。首先按照設(shè)定的值(如20 m)對坐標點進行緩沖區(qū)分析，得到范圍內(nèi)所包含的地物信息作為待匹配對象，然后根據(jù)地物離坐標的遠近進行排序，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

我國應(yīng)急平臺發(fā)展迅速，技術(shù)不斷更新。筆者對平臺的地名查詢方法進行了相關(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)的輔助地名查詢方法能較好地解決這個問題，但這種方法存在可移植性差、查詢速度不理想的問題。筆者利用國外已經(jīng)成熟的地理編碼技術(shù)，結(jié)合我國地址命名特點設(shè)計了適用于我國地址的地理編碼模型并實現(xiàn)了分析應(yīng)用?；诘乩砭幋a的地名查詢定位方式比其他方法更加高效、快捷、準確，具有實際意義。

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