城市应急平台地名查询方法研究

张 郁，王叙泉

(广州市城市规划勘测设计研究院测量1队，广东广州 510060)

城市应急平台作为应对城市突发事件的综合处理系统，实现快速、准确、全面的地名、地址查询定位是其高性能服务的保障［1-2］。

目前应急平台实现地名查询的普遍方式是建立地名库。在地名库中存储地名和坐标信息，只要输入地名就可以通过对应的坐标在地图上定位显示。这种地名查询存在不足，主要表现为地名库不能涵盖所有地理要素的地名信息，会出现查不到地图中包含的地理要素的现象。针对这种情况，提出了结合基础空间数据的辅助地名查询方法和利用地理编码技术实现地名查询，并对这两种方法进行了相关验证。

1 应急平台地名查询方法

1.1 城市应急平台

西方发达国家城市化水平高，他们在城市应急平台建设方面也处于领先地位。特别是美国，其庞大的应急管理体系，被喻为“一架永不休息的机器”。美国政府应急管理体系由3个层次组成:联邦政府、国土安全部及派出机构(10个区域代表处);州政府应急管理办公室;地方政府应急管理机构。为了应对各种可能的公共安全事件，日本政府通过完善相关的立法，建立危机管理体制和建设公共安全应急平台等手段，使日本成为世界上应急管理最富成效的国家之一。

我国城市应急平台建设起步较晚，但发展十分迅猛。目前，我国各大城市已建立起应急联动平台，起到对各部门联合部署、调动，对突发事件快速反应、协同应对的作用。平台采用先进的“3S”和空间数据库技术，以计算机网络为基础，以应急处理救护为核心，建立了一个集RS、GIS、GPS、MIS、ES 等技术于一体，准确、高效、快速、全面、规范的城市应急联动指挥系统。充分利用GIS的技术特点和优势，使城市应急资源信息采集、信息发布、动态监测、分析、管理、决策与空间信息管理融为一体，直观、形象、动态地显示各种城市资源的空间分布状况以及变化趋势等［3］。

1.2 基于地名库的地名查询方法

目前城市应急平台的地名数据是通过建立独立地名数据库的形式来组织管理的。当需要地名查询时，将待查询的地名与地名数据库中的记录一一匹配，把符合匹配条件的地名读取出来，通过地名数据库存储的坐标在地图上定位。这种方式进行地名查询效率很高，在应急平台中广泛应用。城市应急平台地名数据库核心表字段中一般包括以下字段:OBJECTID(索引字段)，P_ID(地名编码)，P_CLASS(地名类别，如学校为SCH，医院为HSP，政府机关为DP)，F_ID(实体号，用于指向地名对应的实体)，NAME(地名名称)，X、Y(地名坐标)等。传统方案地名地址查询流程示意图如图1所示。

图1 传统方案地名地址查询流程示意图

这种方式最大的不足表现为地名库不能涵盖所有地理要素的地名信息，会出现查不到地图中包含的地理要素的现象，这对应急平台性能有很大的负面影响。

2 结合基础空间数据的辅助地名查询方法

为解决城市应急平台中地名查询方法的不足，笔者设计了一种基于图层的辅助查询方法。其主要思想是对地理图层中的信息进行挖掘利用，将具有地名信息的图层应用到地名查询中来，实现两种方案的混合查询［4］。其基本思路为:进行地名查询定位时，将地名查询分两步进行，第一步是将待查询地名与地名数据库中的地名数据进行匹配，找出相匹配的地名。当地名库中存在与待查询地名相匹配项时，返回查询结果，查询结束;当地名库中不存在与待查询地名相匹配项时，则开始进行第二步查询，将待查询定位的地名与空间数据图层中具有地名信息的空间数据进行地名匹配，找出相匹配的地名。若空间数据图层中存在待查询地名，则返回相匹配的地名要素，将其在地图上定位显示;若空间数据图层上依然没有相匹配的地名，则提示用户所查询地名不存在，查询结束。其查询流程图如图2所示。

图2 基于图层的地名查询流程图

这种改进方案能有效地解决使用独立地名数据库进行地名查询存在的不足，首先它解决了由于地名库的不完整性导致的地名查询不到的不足，其次它有效利用了地理空间数据，能大大降低由于地名数据不完备对平台性能造成的负面影响。但这种方法可移植性不高，且这种基于图层的地名查询在最差条件下搜索时间过长，在一定程度上影响了系统的整体性能。

3 基于地理编码的地名查询方法

3.1 基于地理编码的地名查询

地理编码是将描述空间位置的地址“坐标”化的映射过程。可利用地理编码来实现地址与地理坐标之间的对应关系。其实现地址匹配的基本流程如图3所示。

图3 地址匹配的基本流程图

按照编码流程，输入地址后首先对地址进行解析，根据地址编码模型将地址解析为地理编码过程所需的一组或多组不同的标准地址元素;解析出来的地址有不同的组合形式，接下来需要为地址创建多种表示，将各种表现形式一一列出;之后为各个可能的匹配项计算得分，以得分高低确定各候选项与要进行地理编码的地址匹配程度;各候选项都将被指定一个得分，得分范围为0～100，根据匹配得分可匹配出最佳候选项;最后将使用与最佳候选项相对应的要素作为匹配的地址生成位置［5］。

3.2 地理编码模型设计

我国地址一般是由行政区划+次级地址+子地址3部分组合而成，行政区划一般到街道、乡镇级，农村地址行政区划至村一级［6-7］。

行政区划分为省级:市(直辖市)、省、自治区、特别行政区等;地区级:地区、盟、自治州、(地级)市等;县级:(县级)市、县、自治县、旗、自治旗、(市辖)区等;乡级:乡、镇、街道办等;居民地:村、庄、屯、里等。

次级地址是进一步描述的地址，内容比较复杂，可归纳为以下两类:①道路通名:如路、大道、道、大街、街、巷、胡同、条等;②住宅小区通名:如里、区、园、村、坊、庄、居、寓、苑、墅等。

子地址是次级地址的补充，主要包括:①门牌号通名:如号、栋等;②突出建筑通名:如大厦、广场、饭店、中心、大楼、酒店、馆、场、城等信息点(POI)。

结合我国地址命名特点，可按照地址描述在空间范围上呈现的层次关系进行地址分级，对我国地址进行编码［8-9］。例如“广州市越秀区建设大马路10号珠江规划大厦”，首先对地址的行政区划进行编码，可按照我国统一的区划代码进行编码，按GB/T2260的规定执行，更低一级的区划可自行设定代码，广州市越秀区编码为440103;次级地址编码按照道路(住宅小区)进行统一编码，确保每条道路(住宅小区)对应一个代码，如可将建设大马路代码设为0099;同样对子地址进行统一无重复编码，即可形成一个唯一的编码来描述地址，如可将珠江规划大厦编码为0100。则可将地址描述为如表1所示的编码。

表1 地址编码分级实例

3.3 地址标准化

根据图3所示流程，在进行地址匹配时，待匹配地址描述的是多层级地址组合的字符串，首先要将这个地址描述进行分词处理，去掉无用信息，对照别名表，采用正则表达式匹配等方法，对地址进行规范化处理。将地址描述组合成符合地理编码模型的标准地址。如“广州市规划院”规范化处理后为“广州市规划勘测设计研究院”。

3.4 地址匹配

地址匹配是实现描述地址坐标化映射的重要部分。地址描述的准确度与精度有很大的差别，这就意味着匹配精度的差别。按照地址组合形式，若地址匹配到面状区域，如行政区划，这时为了简化，将映射出的坐标为多边形的最小外接矩形中心;若地址匹配到线状地物，如街道，这时，将映射出的坐标为线段的中点;若地址匹配到点状地物，这时，将映射出该点地物的坐标。

将描述的地址进行标准化处理后，根据地址元素的组合，在地址表中进行检索匹配，根据地址的层级包容关系，匹配出符合程度的待选地址。对可能符合条件的待选地址需进一步匹配打分，按照得分高低，正序排列，并选取得分高的作为符合条件的匹配。地址匹配效果界面如图4所示，查询地址“衡山路”，衡山路的匹配结果将显示到图上，并能查看其他信息。

3.5 逆地址匹配

图4 地理编码匹配效果界面图

逆地址匹配是将坐标转换为标准地址的过程。首先按照设定的值(如20 m)对坐标点进行缓冲区分析，得到范围内所包含的地物信息作为待匹配对象，然后根据地物离坐标的远近进行排序，将距离最短的地物作为符合条件的最佳匹配地址。

4 结论

我国应急平台发展迅速，技术不断更新。笔者对平台的地名查询方法进行了相关研究，为解决传统方式中地名查不到的现象，结合基础空间数据的辅助地名查询方法能较好地解决这个问题，但这种方法存在可移植性差、查询速度不理想的问题。笔者利用国外已经成熟的地理编码技术，结合我国地址命名特点设计了适用于我国地址的地理编码模型并实现了分析应用。基于地理编码的地名查询定位方式比其他方法更加高效、快捷、准确，具有实际意义。

［1］GOLDBERG W D.A geocoding best practices guide［M］. ［S.l.］:University of Southern California，2008:17-98.

［2］朱建伟，王泽民.地理编码原理及其本地化解决方案［J］.北京测绘，2004(2):24-27.

［3］薛明，肖学年.关于地理编码几个问题的思考［J］.北京测绘，2007(2):54-56.

［4］刘旭东，陈德人，王惠敏.一种改进的协同过滤推荐算法［J］.武汉理工大学学报:信息与管理工程版，2010，32(4):550-553.

［5］叶海波.城市地址编码的技术及应用［D］.北京:中国石油大学图书馆，2009.

［6］王宏伟.美国应急管理的发展历程［J］.国际资料信息，2007(1):9-14.

［7］司艾标.城市应急管理研究［D］.青岛:青岛大学图书馆，2008.

［8］郭美.城市应急联动系统中GIS子系统的设计与实现［D］.长沙:湖南大学图书馆，2010.

［9］郭会，宋关福，马柳青，等.地理编码系统设计与实现［J］.计算机工程，2009，35(1):250-252.