集成全景地图的街道地名服务建设方法

2016-06-01林筝

测绘通报 2016年4期

关键词：全景数据库标准

林　筝

(福建省制图院，福建福州 350003)

集成全景地图的街道地名服务建设方法

林筝

(福建省制图院，福建福州 350003)

Method of Creation for Toponym Service on Street Combining Panoramic Map

LIN Zheng

摘要：全景地图作为移动测量成果已经开始应用于空间数据更新。本文将全景地图与公开版地图数据库结合，进行了街道地名地址的数据采集，建立了标准地名地址库；通过建立地名规则库和地址匹配引擎，将非标准地名进行分词处理后与标准地名地址之间对应匹配，最后发布地名服务，实现了匹配结果的在线查询和定位。

关键词：全景地图；地址匹配；地名服务

全景地图作为一种全新的地图服务方式目前已经广泛嵌入到各大地图网站，除了360°高分辨率、高质量的实景照片能够给用户带来身临其境的场景体验之外，全景地图还融合了高精度的激光点云数据。作为一种全新的测绘成果，全景地图既有实景照片又自带坐标，能够以所见即所得的方式应用于地理空间数据采集与更新。

地名是基础地理信息的重要组成部分，广义的地名数据包括地名、地址和兴趣点3种形式[1]。地名服务主要提供上述几类数据的搜索、定位服务，能够建立空间与非空间信息之间的联系，在数字城市的地理空间框架建设中起着关键的作用[2]。在地名服务建设中引入全景地图技术，一方面能够提高地名地址数据获取的准确性和时效性；另一方面能够进一步研究全景地图在地理信息行业应用中的作用。本文探讨基于已有地名地址数据，集成全景地图进行数据采集，并结合地址匹配技术来建立街道地名服务的方法。

一、地名数据库建设

地名数据库是地名服务的基础，目前福建省公开版地图数据库已经存储了20万条左右的地名地址数据。本文在公开版数据库的基础上，利用全景地图数据采集平台进行地名地址采集，进而生成标准地名地址数据库。

1. 全景地图数据采集平台

全景地图主要是通过移动道路测量系统(MMS)来获取，MMS将激光测距仪、激光扫描仪、GPS、IMU惯性、距离测量单元和CCD相机等传感器集成于一体[3]，以汽车、船舶等移动载体为平台，能够快速扫描行进轨迹周边多方位带有坐标的地物近景影像、记录位置、测量角度等信息[4]。其中三维激光扫描仪利用发生激光器对物体进行测量，能够快速获取物体表面的三维空间坐标数据，并返回地物反射信号的强度，从而形成三维激光点云数据[5]。将点云和全景影像精准配准后，通过配套的系统软件能够快速生产和发布全景地图数据，并与各级地理信息共享服务平台无缝对接。目前全景移动测量系统最常用的方式还是以汽车为载体，扫描道路两侧街景数据，利用全景地图应用平台接口能够搭建三维全景地图与二维公开版地图交互平台，进行街道地名地址数据的采集、存储与更新。

空间坐标是全景地图和二维地图交互的重要参数，由于全景数据与点云数据在同一坐标系下进行了精确配准，在全景地图上点击兴趣点后，平台利用点云进行数据运算，能够直接获取该全景点的空间坐标。而二维地图兴趣点数据在使用与全景地图相同的空间参考的情况下，如果在全景地图点云空间范围内，就能够通过坐标运算将自身点位映射到全景地图上。基于上述原理，能够通过坐标来获取公开版地图中各类空间相关数据，也能够将全景地图上采集到的坐标和地名地址数据存储到标准地名地址库中。

2. 标准地名地址库体结构

结构化的地名地址描述规则是由行政区域、基本区域限定物、局部点位置3大类要素构成的。其中行政区划分为省、市、县、街道、居委会等；基本区域限定物则包括街、巷、居民小区、村等；局部点位置描述包括门(楼)址、标志物名、兴趣点名等[6]。表1中列出了几种常用的地址描述组合，由于使用的是道路全景地图数据，因此以下描述均是在行政区划和道路街巷的基础上进行扩充的。

表1　几种常用的地址描述组合

福建省公开版地图数据库中现有数据主要包括居民小区、标志物、兴趣点3大类地名数据，而在全景地图上由于分辨率有限和地物遮挡等原因难以辨认街道门牌号，因此门楼址字段将考虑以其他数据源进行补充。另外，第二次全国地名普查即将全面展开，为兼容普查成果内容，标准地名地址库的数据库结构见表2。为便于地名服务发布，标准地名地址数据库以空间数据库的形式创建，通过空间数据引擎SDE进行数据读写。

表2　标准地名地址库结构

续表2

3. 地名信息采集流程

首先以空间数据方式创建空的标准地名地址库，利用空间数据引擎将其导入关系数据库；同时搭建全景地图数据采集平台，编写公开版地图服务读取和标准地址库存储接口，实现全景地图、公开版地图数据库和标准地址库三者的交互。

然后在公开版地图中选定道路进入该路段的全景地图，对线状道路数据进行缓冲区扩张，将兴趣点图层数据与缓冲区数据进行叠加分析，筛选出公开版地图服务中该路段上现有兴趣点图层数据。通过添加Z坐标将二维坐标转换成三维坐标(X,Y,Z)，进而在全景地图上以标注的形式将兴趣点及其名称展示出来，剔除未能显示的数据后，将显示标注与全景影像进行对比，以方便核对兴趣点地名，如图1所示。

图1　在全景地图上显示兴趣点标注

此时，如果兴趣点标注与全景影像上显示的地名一致，则可以将公开版地图中该点位地名数据提取出来，作为兴趣点地名或居民小区字段保存到地名地址库中。而相应的公开版数据库道路图层包含完整的行政区划归属、邮政编码和道路名称，二者也同时被提取出来用于填充到地名地址库中的行政区划和道路各字段中，当前兴趣点的数据就转移到标准地名地址库中。如果标注与全景影像地名不一致，则点击标注修改地名。对于公开版数据库中未收录的兴趣点则可以在全景地图上点击以添加标注的形式直接进行采集和地名信息录入，新增点位连同所在行政区划和道路信息便自动保存到后台地名地址库中。具体流程如图2所示。

图2　标准地名地址库建库流程

二、地名服务建设

1. 地址匹配

地名服务需要将用户输入的非标准地名、地址进行分词处理，转换成标准地名地址后与数据库进行匹配，获取准确的匹配结果进行空间定位，该过程被称为地址匹配。地名服务的核心是地名地址搜索引擎，需要建立特定的地址匹配规则来实现。

(1) 地名规则库

我国地址体系复杂，存在描述混乱无序、地址通名多样化等特点，而且中文地址表达具有随意性[7]，需要事先建立用于地址匹配的地名规则库，以便对用户输入的非标准地名地址数据进行快速分词和分段匹配。结合文献[8]及福建省公开版数据库中收录的地名地址特点，本文建立的适用于福建省的地名规则库见表3。建立独立的地址规则表，能够及时对表中的内容进行补充和调整。

(2) 地址匹配规则

将用户输入的地址字符串按表3地址通名进行分词。地址分词具有一定的原则，如在几大类地址要素存在的情况下，行政区划字符串一定在基本限定物的左侧，基本限定物一般在局部点位置描述的左侧。

表3　地名地址规则库

在地址匹配过程中，若地址中无通名，则直接在标志物兴趣点名称字段下进行模糊匹配，如果匹配成功则返回结果，否则返回空值。由于各级地址通名可能存在重复，如“区”，在市、县、居民小区甚至兴趣点名中都可能存在，对此类通名进行一一匹配，即先匹配市级再匹配区级，依此类推，如果此前已经匹配过更高级别通名并且匹配成功(如区级)，则此时从下一级开始匹配(如居民小区级)。地址匹配流程如图3所示。

图3　地址匹配流程

2. 地名服务发布

地名服务包括地名更新服务和地名查询服务，前者面向数据维护人员，主要用于地名地址更新。该服务主要是针对标准地名地址数据库的数据库进行数据的读写，早在数据采集阶段已经发布。后者面向行业用户和公众，用于地名地址查询，以REST和SOAP形式发布的Web服务能够无缝嵌入行业应用平台，提供地名地址基础数据。

地名查询同时需要发布两种类型服务，一种是作为地址匹配运算服务，将地址匹配规则算法封装成通用Web服务，服务输入参数即用户输入的地名地址，服务输出结果为从标准地址库中匹配到的一条或多条地址记录。这种服务主要为行业用户提供，通过抽取地址记录中的坐标信息，将点位和地名地址信息与其他信息关联，为行业部门数据赋予空间属性，实现跨部门数据的整合、共享与互操作。另一种是作为地名地址定位的空间数据服务，将标准地名地址库中的数据转为ArcGIS点状图层，在ArcGIS Server中将其发布为标准地图服务，通过该服务，能够将地址匹配引擎输出的查询结果以地图点位的形式在二维地图和三维全景中标注出来。这种服务主要为公众用户提供，引入全景地图后，公众进行地名地址的搜索和查询的同时能够更为直观地查看查询地物周边影像。

三、结束语

地名服务在数字城市建设中发挥着重要的作用。地名服务的基础是标准地名地址库建设，关键是地址匹配规则算法的处理，最后以Web服务的形式发布给各行各业以及公众使用。本文通过详细论述以上3个环节的搭建方法流程，实现地名服务的建设。其关键是，将福建省公开版地图数据库与全景地图相互集成调用，研究了全景数据下数据采集、建库和服务发布新模式。随着全国第二次地名普查的展开，将会采集到更为翔实的地名地址数据，使用普查数据和其他数据源来更新与丰富地名服务将是进一步研究方向。

参考文献：

[1]秦学秀.地名数据的3种形式及其质量要求[J].测绘通报，2011(7)：68-69.

[2]卫启云，渠伟勇，黄鸿，等.城市地理编码的部门信息共享与应用实践[J].测绘通报，2014(10)：101-104.

[3]杨丽.“数字湖北”中文地理编码数据库建设与服务共享[J].地理空间信息，2013(A01)：37-39.

[4]刘波，陆藩藩，李观石，等.基于MMS与基础数据的兴趣点采集方法研究[J].现代测绘，2014，37(2)：56-67.

[5]杨峰.基于影像点云的可量测全景服务模式[J].测绘通报，2013(8)：122-123.

[6]国家测绘地理信息局. 地理信息公共服务平台地理实体与地名地址数据规范：CH/Z9010—2011[S].北京：测绘出版社,2012.

[7]亢孟军，杜清运，王明军.地址树模型的中文地址提取方法[J].测绘学报，2015，44(1)：99-107.

[8]程昌秀，于滨.一种基于规则的模糊中文地址分词匹配方法[J].地理与地理信息科学，2011，27(3)：26-29.

中图分类号：P208

文献标识码：B

文章编号：0494-0911(2016)04-0124-04