集成全景地圖的街道地名服務建設方法

林　箏

(福建省制圖院，福建 福州 350003)

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集成全景地圖的街道地名服務建設方法

林箏

(福建省制圖院，福建 福州 350003)

Method of Creation for Toponym Service on Street Combining Panoramic Map

LIN Zheng

摘要：全景地圖作為移動測量成果已經開始應用于空間數據更新。本文將全景地圖與公開版地圖數據庫結合，進行了街道地名地址的數據采集，建立了標準地名地址庫；通過建立地名規則庫和地址匹配引擎，將非標準地名進行分詞處理后與標準地名地址之間對應匹配，最后發布地名服務，實現了匹配結果的在線查詢和定位。

關鍵詞：全景地圖；地址匹配；地名服務

全景地圖作為一種全新的地圖服務方式目前已經廣泛嵌入到各大地圖網站，除了360°高分辨率、高質量的實景照片能夠給用戶帶來身臨其境的場景體驗之外，全景地圖還融合了高精度的激光點云數據。作為一種全新的測繪成果，全景地圖既有實景照片又自帶坐標，能夠以所見即所得的方式應用于地理空間數據采集與更新。

地名是基礎地理信息的重要組成部分，廣義的地名數據包括地名、地址和興趣點3種形式[1]。地名服務主要提供上述幾類數據的搜索、定位服務，能夠建立空間與非空間信息之間的聯系，在數字城市的地理空間框架建設中起著關鍵的作用[2]。在地名服務建設中引入全景地圖技術，一方面能夠提高地名地址數據獲取的準確性和時效性；另一方面能夠進一步研究全景地圖在地理信息行業應用中的作用。本文探討基于已有地名地址數據，集成全景地圖進行數據采集，并結合地址匹配技術來建立街道地名服務的方法。

一、地名數據庫建設

地名數據庫是地名服務的基礎，目前福建省公開版地圖數據庫已經存儲了20萬條左右的地名地址數據。本文在公開版數據庫的基礎上，利用全景地圖數據采集平臺進行地名地址采集，進而生成標準地名地址數據庫。

1. 全景地圖數據采集平臺

全景地圖主要是通過移動道路測量系統(MMS)來獲取，MMS將激光測距儀、激光掃描儀、GPS、IMU慣性、距離測量單元和CCD相機等傳感器集成于一體[3]，以汽車、船舶等移動載體為平臺，能夠快速掃描行進軌跡周邊多方位帶有坐標的地物近景影像、記錄位置、測量角度等信息[4]。其中三維激光掃描儀利用發生激光器對物體進行測量，能夠快速獲取物體表面的三維空間坐標數據，并返回地物反射信號的強度，從而形成三維激光點云數據[5]。將點云和全景影像精準配準后，通過配套的系統軟件能夠快速生產和發布全景地圖數據，并與各級地理信息共享服務平臺無縫對接。目前全景移動測量系統最常用的方式還是以汽車為載體，掃描道路兩側街景數據，利用全景地圖應用平臺接口能夠搭建三維全景地圖與二維公開版地圖交互平臺，進行街道地名地址數據的采集、存儲與更新。

空間坐標是全景地圖和二維地圖交互的重要參數，由于全景數據與點云數據在同一坐標系下進行了精確配準，在全景地圖上點擊興趣點后，平臺利用點云進行數據運算，能夠直接獲取該全景點的空間坐標。而二維地圖興趣點數據在使用與全景地圖相同的空間參考的情況下，如果在全景地圖點云空間范圍內，就能夠通過坐標運算將自身點位映射到全景地圖上。基于上述原理，能夠通過坐標來獲取公開版地圖中各類空間相關數據，也能夠將全景地圖上采集到的坐標和地名地址數據存儲到標準地名地址庫中。

2. 標準地名地址庫體結構

結構化的地名地址描述規則是由行政區域、基本區域限定物、局部點位置3大類要素構成的。其中行政區劃分為省、市、縣、街道、居委會等；基本區域限定物則包括街、巷、居民小區、村等；局部點位置描述包括門(樓)址、標志物名、興趣點名等[6]。表1中列出了幾種常用的地址描述組合，由于使用的是道路全景地圖數據，因此以下描述均是在行政區劃和道路街巷的基礎上進行擴充的。

表1　幾種常用的地址描述組合

福建省公開版地圖數據庫中現有數據主要包括居民小區、標志物、興趣點3大類地名數據，而在全景地圖上由于分辨率有限和地物遮擋等原因難以辨認街道門牌號，因此門樓址字段將考慮以其他數據源進行補充。另外，第二次全國地名普查即將全面展開，為兼容普查成果內容，標準地名地址庫的數據庫結構見表2。為便于地名服務發布，標準地名地址數據庫以空間數據庫的形式創建，通過空間數據引擎SDE進行數據讀寫。

表2　標準地名地址庫結構

續表2

3. 地名信息采集流程

首先以空間數據方式創建空的標準地名地址庫，利用空間數據引擎將其導入關系數據庫；同時搭建全景地圖數據采集平臺，編寫公開版地圖服務讀取和標準地址庫存儲接口，實現全景地圖、公開版地圖數據庫和標準地址庫三者的交互。

然后在公開版地圖中選定道路進入該路段的全景地圖，對線狀道路數據進行緩沖區擴張，將興趣點圖層數據與緩沖區數據進行疊加分析，篩選出公開版地圖服務中該路段上現有興趣點圖層數據。通過添加Z坐標將二維坐標轉換成三維坐標(X,Y,Z)，進而在全景地圖上以標注的形式將興趣點及其名稱展示出來，剔除未能顯示的數據后，將顯示標注與全景影像進行對比，以方便核對興趣點地名，如圖1所示。

圖1　在全景地圖上顯示興趣點標注

此時，如果興趣點標注與全景影像上顯示的地名一致，則可以將公開版地圖中該點位地名數據提取出來，作為興趣點地名或居民小區字段保存到地名地址庫中。而相應的公開版數據庫道路圖層包含完整的行政區劃歸屬、郵政編碼和道路名稱，二者也同時被提取出來用于填充到地名地址庫中的行政區劃和道路各字段中，當前興趣點的數據就轉移到標準地名地址庫中。如果標注與全景影像地名不一致，則點擊標注修改地名。對于公開版數據庫中未收錄的興趣點則可以在全景地圖上點擊以添加標注的形式直接進行采集和地名信息錄入，新增點位連同所在行政區劃和道路信息便自動保存到后臺地名地址庫中。具體流程如圖2所示。

圖2　標準地名地址庫建庫流程

二、地名服務建設

1. 地址匹配

地名服務需要將用戶輸入的非標準地名、地址進行分詞處理，轉換成標準地名地址后與數據庫進行匹配，獲取準確的匹配結果進行空間定位，該過程被稱為地址匹配。地名服務的核心是地名地址搜索引擎，需要建立特定的地址匹配規則來實現。

(1) 地名規則庫

我國地址體系復雜，存在描述混亂無序、地址通名多樣化等特點，而且中文地址表達具有隨意性[7]，需要事先建立用于地址匹配的地名規則庫，以便對用戶輸入的非標準地名地址數據進行快速分詞和分段匹配。結合文獻[8]及福建省公開版數據庫中收錄的地名地址特點，本文建立的適用于福建省的地名規則庫見表3。建立獨立的地址規則表，能夠及時對表中的內容進行補充和調整。

(2) 地址匹配規則

將用戶輸入的地址字符串按表3地址通名進行分詞。地址分詞具有一定的原則，如在幾大類地址要素存在的情況下，行政區劃字符串一定在基本限定物的左側，基本限定物一般在局部點位置描述的左側。

表3　地名地址規則庫

在地址匹配過程中，若地址中無通名，則直接在標志物興趣點名稱字段下進行模糊匹配，如果匹配成功則返回結果，否則返回空值。由于各級地址通名可能存在重復，如“區”，在市、縣、居民小區甚至興趣點名中都可能存在，對此類通名進行一一匹配，即先匹配市級再匹配區級，依此類推，如果此前已經匹配過更高級別通名并且匹配成功(如區級)，則此時從下一級開始匹配(如居民小區級)。地址匹配流程如圖3所示。

圖3　地址匹配流程

2. 地名服務發布

地名服務包括地名更新服務和地名查詢服務，前者面向數據維護人員，主要用于地名地址更新。該服務主要是針對標準地名地址數據庫的數據庫進行數據的讀寫，早在數據采集階段已經發布。后者面向行業用戶和公眾，用于地名地址查詢，以REST和SOAP形式發布的Web服務能夠無縫嵌入行業應用平臺，提供地名地址基礎數據。

地名查詢同時需要發布兩種類型服務，一種是作為地址匹配運算服務，將地址匹配規則算法封裝成通用Web服務，服務輸入參數即用戶輸入的地名地址，服務輸出結果為從標準地址庫中匹配到的一條或多條地址記錄。這種服務主要為行業用戶提供，通過抽取地址記錄中的坐標信息，將點位和地名地址信息與其他信息關聯，為行業部門數據賦予空間屬性，實現跨部門數據的整合、共享與互操作。另一種是作為地名地址定位的空間數據服務，將標準地名地址庫中的數據轉為ArcGIS點狀圖層，在ArcGIS Server中將其發布為標準地圖服務，通過該服務，能夠將地址匹配引擎輸出的查詢結果以地圖點位的形式在二維地圖和三維全景中標注出來。這種服務主要為公眾用戶提供，引入全景地圖后，公眾進行地名地址的搜索和查詢的同時能夠更為直觀地查看查詢地物周邊影像。

三、結束語

地名服務在數字城市建設中發揮著重要的作用。地名服務的基礎是標準地名地址庫建設，關鍵是地址匹配規則算法的處理，最后以Web服務的形式發布給各行各業以及公眾使用。本文通過詳細論述以上3個環節的搭建方法流程，實現地名服務的建設。其關鍵是，將福建省公開版地圖數據庫與全景地圖相互集成調用，研究了全景數據下數據采集、建庫和服務發布新模式。隨著全國第二次地名普查的展開，將會采集到更為翔實的地名地址數據，使用普查數據和其他數據源來更新與豐富地名服務將是進一步研究方向。

參考文獻：

[1]秦學秀.地名數據的3種形式及其質量要求[J].測繪通報，2011(7)：68-69.

[2]衛啟云，渠偉勇，黃鴻，等.城市地理編碼的部門信息共享與應用實踐[J].測繪通報，2014(10)：101-104.

[3]楊麗.“數字湖北”中文地理編碼數據庫建設與服務共享[J].地理空間信息，2013(A01)：37-39.

[4]劉波，陸藩藩，李觀石，等.基于MMS與基礎數據的興趣點采集方法研究[J].現代測繪，2014，37(2)：56-67.

[5]楊峰.基于影像點云的可量測全景服務模式[J].測繪通報，2013(8)：122-123.

[6]國家測繪地理信息局. 地理信息公共服務平臺地理實體與地名地址數據規范：CH/Z9010—2011[S].北京：測繪出版社,2012.

[7]亢孟軍，杜清運，王明軍.地址樹模型的中文地址提取方法[J].測繪學報，2015，44(1)：99-107.

[8]程昌秀，于濱.一種基于規則的模糊中文地址分詞匹配方法[J].地理與地理信息科學，2011，27(3)：26-29.

中圖分類號：P208

文獻標識碼：B

文章編號：0494-0911(2016)04-0124-04

作者簡介：林箏(1985—)，女，碩士，工程師，主要研究方向為WebGIS開發應用。E-mail：unilos@163.com

收稿日期：2015-05-07

引文格式： 林箏. 集成全景地圖的街道地名服務建設方法[J].測繪通報，2016(4)：124-127.DOI:10.13474/j.cnki.11-2246.2016.0139.