面向数字城市建设的数据库建设研究

面向数字城市建设的数据库建设研究
摘要：该文基于笔者多年从事数字城市建设的相关工作经验，以数字城市建设中地理编码库的建设为研究对象，论文首先分析了地理编码库建设的难点，进而探讨了GIS软件的地理编码方法及存在的不足，在此基础上，笔者详细阐述了地理编码库的建设过程，全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华，相信对从事相关工作的同行能有所裨益。

关键词：数字城市地理编码库GIS软件
“数字城市”就是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带，以地理信息系统(GIS)技术为核心，利用遥感(RS)、GPS、3维仿真等技术手段，对城市进行多分辨、多尺度、多时空和多类型的3维描述，利用信息技术手段把城市的过去、现状和未来在网络上进行数字化虚拟描述。

地理编码是数字城市建设的重要组成部分，它使分散于各个部门间无序的信息资源得到分类整合，建立各类信息间的有机联系，构建起空间信息和属性信息、属性信息与属性信息之间的框架模型，使得不同的数据类型、不同系统之间的数据互操作得以实现。

本文以石家庄市数字城市建设为背景，探讨地理编码库的设计过程。

1 地理编码库建设的难点
随着经济的飞速发展，对老城区的系统改造，新城区不断扩展，
城市格局在不断发生变化。

但是由于历史和现实原因造成地名、地址错综复杂，混乱无序，缺乏规律性；街道门牌编号混乱，同一门牌号有几户使用；地名命名方法随性复杂，缺乏统一的标准。

同时，各个部门根据自己的需要，为了方便本部门的工作，都会根据本部门的应用系统特点，建立自己实用的编码系统，具有独特的地理网格单元划分标准，如公共场所活动区、单位内部物业管理区等。

在建设时也没有考虑使编码具有在空间单元上统一的、标准的地理参考系统，结果在不同系统的数字城市管理中，最小单元划分区域都不尽相同，这就使得不同字体间很难实现信息资源共享，造成了资源的浪费。

2 GIS软件的地理编码方法及存在的不足
ArcView是由美国环境系统研究所(ESRI)开发并销售的地理信息系统软件，在这个软件中有地理编码的功能，它可以单个定位也可以批量处理。

不过，首先要有一个参考主题，此主题是经过地址编码的基础地理信息表，如道路图或行政区划图，然后才可以进行地址匹配，进行地址匹配时地理特征数据源必须包含一些与地理特征有关的地址属性。

这样ArcView才能根据一定的标准和规则把地理特征数据源匹配到参考主题上。

在匹配过程中ArcView把参考主题中的地址与地理特征数据源中的地址属性相比较，从而确定是否匹配。

当找到一对匹配的地址与属性之后，ArcView 就将具有该属性的地理特征的坐标分配给这个地址。

如果找不到可匹配的地址与属性，可分两种情况处理:若地址有误，可以修改地址中的错误；否则，可以放宽编码参考
中的匹配参数，由此获得较大的匹配成功率。

Mapinfo也同样有此功能，其基本原理是相同的。

对于线参考主题，通过插值的方法进行定位，如解放路18号，参考主题中有解放路1号到36号的记录，则此地址就定位在中间。

对于区域主题则定位在几何中心。

对于简单数据库ArcView和Mapinfo的地理编码功能都能实现地址匹配。

所谓简单数据库是指记录量少，地址信息描述规范。

但是对于复杂的数据库，如记录数在1×104条以上，且地址信息描述混乱，没有统一的标准，那么现有软件的地理编码功能就束手无策了。

其无法实现的原因主要表现在两个方面:一是现有地理编码功能不能进行多个参考主题的同步匹配；二是对于区域主题只能定位在几何中心，这样的话如果有多个记录则会重叠在一起，不利于进一步的显示、统计和分析。

鉴于以上分析，制定出一套针对石家庄市数字城市建设行之有效的地理编码库建设方法，使之既充分体现城市现状，又顾城市未来发展是项目的难点与重点。

3 地理编码库的建设过程
地理编码通过对地理对象在确定的参考系中按一定的规则赋予唯一的和可识别的代码，从而唯一的确定地理对象的空间位置，也就是说建立地理对象与代码之间的映射关系，它可以是地理对象与地址的映射，也可以是地理对象与坐标系统的映射。

对于数字城市建设，
地理编码是建设效果的直观体现，例如要对一个地名进行查询，对一个单位进行检索，首先就是查询某个名称，然后通过该名称来进行定位。

因此完整的地理编码库，不仅包含了一系列的属性信息，还应该包含定位的空间信息。

3.1 地理编码库的主要内容
地理编码库是数字城市建设的基础工程，将为各部门对城市规划、建设、管理决策及城市应急指挥，提供准确、实时的信息支撑，满足百姓日常出行对地址定位的需求。

通过对地名地址的编码管理，可以实现统一空间坐标，整合各种信息资源，在各部门分散的信息资源库之间建立有机联系，为实现信息共享、交换和整合提供基础信息支撑。

为切实满足各类用户的实际需求，石家庄市地理编码库主要包括行政区域地名编码、街巷名编码、小区名编码、标志物名编码、兴趣点名编码和门(楼)址编码以及预留编码等。

3.2 地理编码库建设流程
针对石家庄市的实际情况，在充分利用民政、统计、公安、房产等部门已有的数据基础上，通过影像叠加，划分区域确定地名地址的采集范围。

同时，进行地名地址数据库设计，地名地址规范设计，地址模型设计等；再由市
所辖四区分别成立专门的地名地址调查小组，包括外业调查人员，内业数据整理、检查人员，地名地址数据入库人员。

1)外业调查人员专门进行外业调查，实地查看，对所属区域的地名地址通过照片拍摄、文字记录等方式采集回来。

2)内业数据整理、检查人员主要负责对外业采集回来的数据、已有的资料进行综合整理、检查、规范化、标准化，对不同类型的地名地址数据进行分类，按照国家规定的统一编码规则进行编码。

3)地名地址数据入库人员对整理并编码后的地名地址数据进行入库，增加新的地名地址，更改错误的地名地址，删除废弃的地名地址，保证地名地址数据库的完整性、有效性、统一性。

地理编码库建设流程如(图1)所示。

3.3 地址匹配服务
地址匹配主要由空间参照数据库、地址拆分及标准化、地址匹配规则配置及地址匹配部分组成，其核心是地址匹配。

系统可以满足单地址匹配、批地址匹配以及交互匹配的需求。

地理编码系统组成如图2所示。

地址匹配提供了一种将非空间信息空间化的手段，用户可将带有地址信息的属性数据快速转换成空间数据，生成自己的专题图层；而且可以将这些数据保存为其他GIS格式如:“Shp”等，为其他GIS应用系统使用。

1)单个地址匹配
系统提供一个地址匹配的服务，该服务可以匹配任意用户设置的需要匹配的地名地址数据集和匹配关键字。

2)批量地址匹配
支持匹配文件的格式为Txt，Excel 等格式，并对匹配文件作出一定的规范，将生成的坐标信息存储起来。

将匹配成功的地址转换成空间数据，并保存为指定的数据格式。

记录匹配成功的地址和匹配失败的地址及匹配的准确度，根据匹配准确度用户还可以进行编辑，并且日志可以进行保存。

4 结语
该文主要论述数字城市中地理编码库的建设，对石家庄市地理编码库的建设过程进行了概括，对地理编码流程进行了详细的分析，文中论述的建设方法在实际中得到了应用，取得了相应的效果，值得借鉴。

由于只针对项目实际情况，对地理编码库建设没有进行深入拓展，有待于今后进一步研究。

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