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(wù)建設(shè)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(jīng)開始應(yīng)用于空間數(shù)據(jù)更新。本文將全景地圖與公開版地圖數(shù)據(jù)庫結(jié)合，進(jìn)行了街道地名地址的數(shù)據(jù)采集，建立了標(biāo)準(zhǔn)地名地址庫；通過建立地名規(guī)則庫和地址匹配引擎，將非標(biāo)準(zhǔn)地名進(jìn)行分詞處理后與標(biāo)準(zhǔn)地名地址之間對應(yīng)匹配，最后發(fā)布地名服務(wù)，實現(xiàn)了匹配結(jié)果的在線查詢和定位。

關(guān)鍵詞：全景地圖；地址匹配；地名服務(wù)

全景地圖作為一種全新的地圖服務(wù)方式目前已經(jīng)廣泛嵌入到各大地圖網(wǎng)站，除了360°高分辨率、高質(zhì)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(shù)據(jù)。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(biāo)，能夠以所見即所得的方式應(yīng)用于地理空間數(shù)據(jù)采集與更新。

地名是基礎(chǔ)地理信息的重要組成部分，廣義的地名數(shù)據(jù)包括地名、地址和興趣點3種形式[1]。地名服務(wù)主要提供上述幾類數(shù)據(jù)的搜索、定位服務(wù)，能夠建立空間與非空間信息之間的聯(lián)系，在數(shù)字城市的地理空間框架建設(shè)中起著關(guān)鍵的作用[2]。在地名服務(wù)建設(shè)中引入全景地圖技術(shù)，一方面能夠提高地名地址數(shù)據(jù)獲取的準(zhǔn)確性和時效性；另一方面能夠進(jìn)一步研究全景地圖在地理信息行業(yè)應(yīng)用中的作用。本文探討基于已有地名地址數(shù)據(jù)，集成全景地圖進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并結(jié)合地址匹配技術(shù)來建立街道地名服務(wù)的方法。

一、地名數(shù)據(jù)庫建設(shè)

地名數(shù)據(jù)庫是地名服務(wù)的基礎(chǔ)，目前福建省公開版地圖數(shù)據(jù)庫已經(jīng)存儲了20萬條左右的地名地址數(shù)據(jù)。本文在公開版數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，利用全景地圖數(shù)據(jù)采集平臺進(jìn)行地名地址采集，進(jìn)而生成標(biāo)準(zhǔn)地名地址數(shù)據(jù)庫。

1. 全景地圖數(shù)據(jù)采集平臺

全景地圖主要是通過移動道路測量系統(tǒng)(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(jī)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(jìn)軌跡周邊多方位帶有坐標(biāo)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(fā)生激光器對物體進(jìn)行測量，能夠快速獲取物體表面的三維空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并返回地物反射信號的強(qiáng)度，從而形成三維激光點云數(shù)據(jù)[5]。將點云和全景影像精準(zhǔn)配準(zhǔn)后，通過配套的系統(tǒng)軟件能夠快速生產(chǎn)和發(fā)布全景地圖數(shù)據(jù)，并與各級地理信息共享服務(wù)平臺無縫對接。目前全景移動測量系統(tǒng)最常用的方式還是以汽車為載體，掃描道路兩側(cè)街景數(shù)據(jù)，利用全景地圖應(yīng)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(jìn)行街道地名地址數(shù)據(jù)的采集、存儲與更新。

空間坐標(biāo)是全景地圖和二維地圖交互的重要參數(shù)，由于全景數(shù)據(jù)與點云數(shù)據(jù)在同一坐標(biāo)系下進(jìn)行了精確配準(zhǔn)，在全景地圖上點擊興趣點后，平臺利用點云進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算，能夠直接獲取該全景點的空間坐標(biāo)。而二維地圖興趣點數(shù)據(jù)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(nèi)，就能夠通過坐標(biāo)運(yùn)算將自身點位映射到全景地圖上?；谏鲜鲈?，能夠通過坐標(biāo)來獲取公開版地圖中各類空間相關(guān)數(shù)據(jù)，也能夠?qū)⑷暗貓D上采集到的坐標(biāo)和地名地址數(shù)據(jù)存儲到標(biāo)準(zhǔn)地名地址庫中。

2. 標(biāo)準(zhǔn)地名地址庫體結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)化的地名地址描述規(guī)則是由行政區(qū)域、基本區(qū)域限定物、局部點位置3大類要素構(gòu)成的。其中行政區(qū)劃分為省、市、縣、街道、居委會等；基本區(qū)域限定物則包括街、巷、居民小區(qū)、村等；局部點位置描述包括門(樓)址、標(biāo)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(shù)據(jù)，因此以下描述均是在行政區(qū)劃和道路街巷的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)充的。

表1　幾種常用的地址描述組合

福建省公開版地圖數(shù)據(jù)庫中現(xiàn)有數(shù)據(jù)主要包括居民小區(qū)、標(biāo)志物、興趣點3大類地名數(shù)據(jù)，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(rèn)街道門牌號，因此門樓址字段將考慮以其他數(shù)據(jù)源進(jìn)行補(bǔ)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(nèi)容，標(biāo)準(zhǔn)地名地址庫的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)見表2。為便于地名服務(wù)發(fā)布，標(biāo)準(zhǔn)地名地址數(shù)據(jù)庫以空間數(shù)據(jù)庫的形式創(chuàng)建，通過空間數(shù)據(jù)引擎SDE進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。

表2　標(biāo)準(zhǔn)地名地址庫結(jié)構(gòu)

續(xù)表2

3. 地名信息采集流程

首先以空間數(shù)據(jù)方式創(chuàng)建空的標(biāo)準(zhǔn)地名地址庫，利用空間數(shù)據(jù)引擎將其導(dǎo)入關(guān)系數(shù)據(jù)庫；同時搭建全景地圖數(shù)據(jù)采集平臺，編寫公開版地圖服務(wù)讀取和標(biāo)準(zhǔn)地址庫存儲接口，實現(xiàn)全景地圖、公開版地圖數(shù)據(jù)庫和標(biāo)準(zhǔn)地址庫三者的交互。

然后在公開版地圖中選定道路進(jìn)入該路段的全景地圖，對線狀道路數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖區(qū)擴(kuò)張，將興趣點圖層數(shù)據(jù)與緩沖區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析，篩選出公開版地圖服務(wù)中該路段上現(xiàn)有興趣點圖層數(shù)據(jù)。通過添加Z坐標(biāo)將二維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成三維坐標(biāo)(X,Y,Z)，進(jìn)而在全景地圖上以標(biāo)注的形式將興趣點及其名稱展示出來，剔除未能顯示的數(shù)據(jù)后，將顯示標(biāo)注與全景影像進(jìn)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(biāo)注

此時，如果興趣點標(biāo)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(shù)據(jù)提取出來，作為興趣點地名或居民小區(qū)字段保存到地名地址庫中。而相應(yīng)的公開版數(shù)據(jù)庫道路圖層包含完整的行政區(qū)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(qū)劃和道路各字段中，當(dāng)前興趣點的數(shù)據(jù)就轉(zhuǎn)移到標(biāo)準(zhǔn)地名地址庫中。如果標(biāo)注與全景影像地名不一致，則點擊標(biāo)注修改地名。對于公開版數(shù)據(jù)庫中未收錄的興趣點則可以在全景地圖上點擊以添加標(biāo)注的形式直接進(jìn)行采集和地名信息錄入，新增點位連同所在行政區(qū)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(biāo)準(zhǔn)地名地址庫建庫流程

二、地名服務(wù)建設(shè)

1. 地址匹配

地名服務(wù)需要將用戶輸入的非標(biāo)準(zhǔn)地名、地址進(jìn)行分詞處理，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)地名地址后與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行匹配，獲取準(zhǔn)確的匹配結(jié)果進(jìn)行空間定位，該過程被稱為地址匹配。地名服務(wù)的核心是地名地址搜索引擎，需要建立特定的地址匹配規(guī)則來實現(xiàn)。

(1) 地名規(guī)則庫

我國地址體系復(fù)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(dá)具有隨意性[7]，需要事先建立用于地址匹配的地名規(guī)則庫，以便對用戶輸入的非標(biāo)準(zhǔn)地名地址數(shù)據(jù)進(jìn)行快速分詞和分段匹配。結(jié)合文獻(xiàn)[8]及福建省公開版數(shù)據(jù)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(guī)則庫見表3。建立獨(dú)立的地址規(guī)則表，能夠及時對表中的內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充和調(diào)整。

(2) 地址匹配規(guī)則

將用戶輸入的地址字符串按表3地址通名進(jìn)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(qū)劃字符串一定在基本限定物的左側(cè)，基本限定物一般在局部點位置描述的左側(cè)。

表3　地名地址規(guī)則庫

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

地名服務(wù)包括地名更新服務(wù)和地名查詢服務(wù)，前者面向數(shù)據(jù)維護(hù)人員，主要用于地名地址更新。該服務(wù)主要是針對標(biāo)準(zhǔn)地名地址數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫，早在數(shù)據(jù)采集階段已經(jīng)發(fā)布。后者面向行業(yè)用戶和公眾，用于地名地址查詢，以REST和SOAP形式發(fā)布的Web服務(wù)能夠無縫嵌入行業(yè)應(yīng)用平臺，提供地名地址基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

地名查詢同時需要發(fā)布兩種類型服務(wù)，一種是作為地址匹配運(yùn)算服務(wù)，將地址匹配規(guī)則算法封裝成通用Web服務(wù)，服務(wù)輸入?yún)?shù)即用戶輸入的地名地址，服務(wù)輸出結(jié)果為從標(biāo)準(zhǔn)地址庫中匹配到的一條或多條地址記錄。這種服務(wù)主要為行業(yè)用戶提供，通過抽取地址記錄中的坐標(biāo)信息，將點位和地名地址信息與其他信息關(guān)聯(lián)，為行業(yè)部門數(shù)據(jù)賦予空間屬性，實現(xiàn)跨部門數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)服務(wù)，將標(biāo)準(zhǔn)地名地址庫中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為ArcGIS點狀圖層，在ArcGIS Server中將其發(fā)布為標(biāo)準(zhǔn)地圖服務(wù)，通過該服務(wù)，能夠?qū)⒌刂菲ヅ湟孑敵龅牟樵兘Y(jié)果以地圖點位的形式在二維地圖和三維全景中標(biāo)注出來。這種服務(wù)主要為公眾用戶提供，引入全景地圖后，公眾進(jìn)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(jié)束語

地名服務(wù)在數(shù)字城市建設(shè)中發(fā)揮著重要的作用。地名服務(wù)的基礎(chǔ)是標(biāo)準(zhǔn)地名地址庫建設(shè)，關(guān)鍵是地址匹配規(guī)則算法的處理，最后以Web服務(wù)的形式發(fā)布給各行各業(yè)以及公眾使用。本文通過詳細(xì)論述以上3個環(huán)節(jié)的搭建方法流程，實現(xiàn)地名服務(wù)的建設(shè)。其關(guān)鍵是，將福建省公開版地圖數(shù)據(jù)庫與全景地圖相互集成調(diào)用，研究了全景數(shù)據(jù)下數(shù)據(jù)采集、建庫和服務(wù)發(fā)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(shù)據(jù)，使用普查數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)源來更新與豐富地名服務(wù)將是進(jìn)一步研究方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]秦學(xué)秀.地名數(shù)據(jù)的3種形式及其質(zhì)量要求[J].測繪通報，2011(7)：68-69.

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

[3]楊麗.“數(shù)字湖北”中文地理編碼數(shù)據(jù)庫建設(shè)與服務(wù)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(chǔ)數(shù)據(jù)的興趣點采集方法研究[J].現(xiàn)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(wù)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(wù)平臺地理實體與地名地址數(shù)據(jù)規(guī)范：CH/Z9010—2011[S].北京：測繪出版社,2012.

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

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

中圖分類號：P208

文獻(xiàn)標(biāo)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(fā)應(yīng)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(wù)建設(shè)方法[J].測繪通報，2016(4)：124-127.DOI:10.13474/j.cnki.11-2246.2016.0139.