基于加权距离的门牌地址编码方法研究与实现

翟林，梅连辉，吕成亮

(天津市测绘院，天津 300381)

基于加权距离的门牌地址编码方法研究与实现

翟林*，梅连辉，吕成亮

(天津市测绘院，天津 300381)

门牌地址作为一个院落及单位的唯一地址标识，在人们的衣食住行等起到重要作用，同时在应急救援、户籍管理和规划建设等方面体现城市的管理水平。本文在分析传统的序数编码和距离编码的优缺点之后，提出了基于加权距离的门牌地址编码算法，以沿道路走向距离和依据控规用地性质划定门牌号间隔区间进行门牌地址编码，进而弥补了仅基于距离进行门牌地址编码的不足，避免了重号、号码过大，减少跳号，使门牌地址编码更加合理。

门牌地址；距离编码；加权距离；道路走向；用地性质

1 引 言

《地名标牌 城乡》(GB17733.1-1999)中规定：门牌表示临街的院落及单位所在街区的汉语名称和该门的编号。门牌地址同标准地名一样，在人们的对外交往、邮政通信、紧急救援、户籍管理、城市规划建设等方面起到重要作用，既是一个城市形象的表达，同时也体现城市管理的水平。通过门牌号，人们可以准确快速寻找到目的地，建立门牌数据库后，可支持与位置相关的服务，如LBS、智能交通等服务。因此，进行合理的门牌地址编码尤为重要。传统的门牌地址编码方法有序数编码和量化编码(也成距离编码)，本文在分析序数编码和距离编码的优缺点之后，提出了基于加权距离的门牌地址编码算法，弥补了基于距离进行编码的不足，使门牌地址编码更加合理。

2 研究现状

门牌地址一般是依据城市空间特征和城市管理方式选择不同的编码方式。目前主要编码方式是基于街区的编码方式和基于街道的编码方式，其中基于街道的编码方式又分为序数编码和距离编码。

日本因为道路狭窄且不整齐，很难用道路进行地址命名，因此主要采用基于街区的门牌编码方式。日本多采取“都道府县+区市町村+町名+街区编号+楼房号”的编码结构[1]，如图1所示，町区是被道路或河流围成的区域，是传统社区单元，町区下再分为若干个由更小道路或河流围成的“番”，相当于我国的街坊。如大阪府东大阪市鸿池町2丁目5番7号的具体含义为：都道府县(大阪府)+区市町村(东大阪市)+町名(鸿池町2丁目)+街区编号(5番)+楼房编号(7号)，省略表示为“大阪府东大阪市鸿池町2-5-7”。

图1 日本街区编码结构

基于街区的门牌编码是一种类似基于四叉树的编码方式，其优点是能够缩小编码范围，对街区内部及街道拐角处的门牌编码排除了二义性，缺点是弱化了街道的作用。

美国、加拿大、英国等国家，比较重视街道和门址的规划。美国是门址编码应用最早、最广泛的国家，早在20世纪70年代就建立了全国的地址编码标准，成功地应用于Tiger数据库系统，在历次全国人口普查统计中发挥了巨大作用[2]。Esri公司的Street Geocoding模型较好地解决了街道规则门址插值的问题，Geocoder已成为全美广泛使用的门址查询系统[3]。

我国，2006年民政部颁布了《地名标准管理办法》，第七条规定“门(楼)编码可采用序数编码进行。采用序数编码的，从街(路、巷)起点起，每户为一号，按照左单右双的原则编号”。我国传统门牌编号方式就是按照序数编号方式进行门牌编码，这种编号沿用了几十年，曾给人们衣食住行、户籍管理、邮政递送、消防应急等带来诸多便利。随着城市发展和城市格局的不断变化，对于新开发的区域，街道两侧还未建设完全，继续沿用序数编码方法，会出现重号、错号的现象，编码系统的稳定性出现问题，门牌号的权威性受到了损害[4]。

为了解决序数编码方式在新开发的区域存在重号、错号等问题，我国开始采用距离编码方式进行门牌地址编码。采用距离编码，以街(巷、路)起点到门户中心线的距离量算，将这个距离值作为门牌的号码，如图2所示。在新开发的区域，距离编码方式逐渐得到广泛应用，其优点是保证街道所有门牌的唯一性，不会因为街道两侧的建设情况影响门牌地址编码。

图2 距离编码方法

基于距离的编码方式缺点是：

(1)出现跳号情况。对于独立的院落或建筑会沿街延伸几米甚至几十米的范围，因而两个门户中心会相差一定距离，从而导致中间相隔很多门牌号，出现跳号情况，不利于查询。如图3所示，地块1的门牌号为长江道1号，地块2的门牌号为长江道9号，中间的3号、5号和7号则为空号。

图3 距离编码出现跳号情况

(2)出现门牌号码过大情况。对于较长的道路来说，采用距离编码方式会造成号码过大，不利用记忆和查询。

(3)对于环形的街道出现重号情况。基于距离的编码方式，其中距离没有明确的规定是直线距离还是沿道路距离，如果是直线距离则对于环形道路会出现重号情况。

3 基于加权距离的门牌编码方法

基于街区的门牌编码、序数编码和距离编码方式，已不能很好的满足现代城市发展的需要。针对距离编码方式存在的不足，本文提出基于加权距离的门牌编码方法，能很好地解决跳号、重号、号码过大等问题。

3.1 控制性详细规划

控制性详细规划[5](以下简称控规)是以城市总体规划、分区规划为依据，确定建设地区的土地使用性质和使用强度的控制指标、道路和工程管线控制性位置以及空间环境控制的规划要求。

控规中明确规定了城市建设用地中各地块的用地性质，地块按用地性质划分为居住用地、公共管理与公共服务设施用地、商业服务设施用地、工业用地、物流仓储用地、道路与交通设施用地、公用设施用地、绿地与广场用地[6]。控规用地性质决定了地块的开发强度，商业服务设施用地开发强度较大，建筑密度大，对门牌号的需求大，工业用地地块开发强度小，以厂房为主，建筑密度小，对门牌号需求小。因此，本文提出依据控规用地性质设置门牌号间隔，开发强度大的设置较小的门牌号间隔，开发强度小的设置较大的门牌号间隔。

3.2 总体思路

本文所提出的加权距离中加权的含义有两个：①道路起始点到门户中心线的距离是沿道路走向的距离，而不是两点的直线距离；②根据沿街地块的控规用地性质，进行距离加权，商业用地每1 m设置一个门牌号，居住用地每2 m设置一个门牌号，其他用地如工业用地、交通设施用地等每4 m设置一个门牌号。如图4所示，1区间为工业用地，每4 m设一个门牌号；2、4区间为商业用地，每1 m设一个门牌号；3、5区间为居住用地每2 m设一个门牌号。工业用地区域，工业项目一般以工业厂房为主，建筑沿街距离比较大，因此预留较少的门牌号就可以满足项目的需求；商业用地区域，商户密集，沿街距离较小，因此需预留较多的门牌号以满足商户需要。

图4 依据控规用地性质划定门牌号间隔区间

基于加权距离的门牌编码方式的优点有：①明确距离是沿道路走向距离，解决了环形路重号问题；②提出根据用地性质进行分段设置门牌号，减少了门牌号跳号的数量，解决了门牌号过大问题，如图5所示，未进行距离加权，最大门牌号是1129号。

363+253+255+92+166=1129

(1)

进行距离加权后，最大门牌号是647号，门牌号的最大值得到有效减小。

363/4+253+255/2+92+166/2=647

(2)

图5 距离加权后门牌最大号

3.3 方法实现

首先，确定街道的走向，获取街道的起始点；然后，确定门户在街道的左右侧，判断单双号；最后，计算门户中心线到街道起始点的加权距离，计算门牌号。

(1)确定街道走向

天津市、重庆市等地方都出台《门牌标志管理办法》，对街道的走向做了明确的规定。《天津市门牌标志管理办法》中规定，城镇门牌号编排原则应依据道路、里巷的走向确定[7]

①东西走向的，由东向西编排；②南北走向的，由北向南编排；③东北西南走向的，由东北向西南编排；④西北东南走向的，由西北向东南编排。

街道的走向判断方法为：设定东西方向为X，南北方向为Y，当X的增量△X的绝对值大于Y的增量△Y绝对值，即|△X|>|△Y|，则街道走向为东西走向；当X的增量△X的绝对值小于Y的增量△Y绝对值，即|△X|<|△Y|，则街道为南北走向。同时，通过计算已有的相邻门牌号的△X与△Y的关系来验证街道的走向是否正确。

(2)判断单双号

沿街道的走向，按照左单右双的原则进行编号。通过门户中心线与道路中心线的交点O(x0，y0)与门户中心的坐标A(xa，ya)关系判单双号，当街道为东西向时，若ya>y0则为双号，若yax0则为单号。

若该街道已有门牌号，可通过门户中心与任意门牌号位置连线是否与道路中心线相交验证单双号，与单号连接线若与道路中心线相交则为双号，否则为单号；与双号连接线若与道路中心线相交则为单号，否则为双号。

(3)计算门牌号

首先，起始点到门户中心线与道路中心线的交点的沿线区间，按照控规用地性质计算各自的沿线距离；其次，按照商业用地每1 m设置一个门牌号，居住用地每 2 m设置一个门牌号，其他用地如工业用地、交通设施用地等每4 m设置一个门牌号计算区间门牌号个数；最后，根据各个区间的门牌号个数计算该门户的门牌号。

3.4 算法应用

本文提出的算法已成功应用到天津滨海高新区规划管理部门，基于本算法在滨海高新区办公自动化系统上增加了地名管理模块。地名管理模块包括门牌号查询、地名统计、门牌号计算等功能。

(1)门牌号查询

地名查询包括查询项目门牌号和道路门牌号。查询项目门牌号，在地图上通过鼠标点击项目位置，查看该项目的门牌号。道路门牌号查询，通过输入道路名称，查询该道路已核发过的所有道路门牌号，如图6所示。

(2)地名统计

统计每年所核发门牌号的情况，以柱状图或饼状图的形式呈现，如图7所示。

图6 地名查询结果

图7 地名统计结果

(3)门牌号计算

利用本文提出的门牌号计算方法，计算项目门牌号，为规划管理管理部门核发门牌号时提供参考，如图8所示。

图8 门牌号计算结果

4 总 结

本文研究了门牌地址编码的国内外研究现状，分析传统的序数门牌地址编码和距离编码基础，指出了传统编码方法的不足之处，提出了基于加权距离的门牌地址编码方法。以沿道路走向距离和依据控规用地性质划定门牌号间隔区间进行门牌地址编码，弥补了仅基于距离进行门牌地址编码的不足，避免了重号、减少了跳号和号码过大等问题，使门牌地址编码更加合理。同时，基于加权的距离编码方法也有一些不足之处：

(1)该方法适用于新建城区，街道两侧还未使用其他规则进行门牌地址编码；

(2)适用于比较规则的街道，对于不规则的街道可能不完全适用；

(3)对于不沿街的院落和单位本方法没有涉及。

本文提出基于加权距离的门牌地址编码方法已在地名管理模块进行程序实现，并已应用到天津滨海高新区规划管理工作中，有效地提高了规划管理水平。

[1] 于焕菊，李云岭，蔡永宁. 分段量化门牌编码方法研究[J]. 测绘通报，2013(4)：37～42.

[2] 薛梅，向华. 基于无规则地址点的地理编码模型设计及实现[J]. 城市勘测，2011(4)：5～9.

[3] 曹旭超，汪晓霞. 小门牌，考验大管理[EB/OL].

[4] 王凌云，李琦，江洲. 国内地理编码数据库系统开发与研究[J]. 计算机工程与应用，2004，40(21)：167～168，212.

[5] GB/T 50280-98. 城市规划基本术语标准[S].

[6] GB 50137-2011. 城市用地分类与规划建设用地标准[S].

[7] 天津市门牌标志管理办法[R]. 2010-06-01.

[8] 闵星，周冲，曹伟. 基于内插的一种门牌地址匹配方法的研究与实现[J].测绘与空间地理信息，2015(6)：119～121.

Research and Implementation of Doorplate Address Encoding Method Based on Weighted Distance

Zhai Lin，Mei Lianhui，Lv Chengliang

(Tianjin Institute of Surveying and Mapping，Tianjin 300381，China)

Doorplate address as the unique identification of a courtyard and unit，plays an important role in people's clothing，food，shelter and transportation，and reflects the level of urban management in emergency rescue，household management and planning and construction. After the analysis of the advantages and disadvantages of the traditional ordinal encoding and distance encoding，the article proposes address encoding algorithm based on the weighted distance. Encode the address by the distance along the road direction and the interval of address number delineated based on regulatory nature of land. This method makes up for deficiency of address code only based on distance and avoids the issue of repetition、jump and too large . The address coding number is more reasonable.

doorplate address；distance encoding；weighted distance；road direction；nature of land

1672-8262(2017)01-42-05

P208.1

A

2016—04—13 作者简介：翟林(1986—)，男，硕士，工程师，主要从事地理信息工程应用及数字城市建设等技术研究工作。