CN102254291A - 基于层次空间参考模型的城市地址编码方法 - Google Patents

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CN102254291A CN2011101587832A CN201110158783A CN102254291A CN 102254291 A CN102254291 A CN 102254291A CN 2011101587832 A CN2011101587832 A CN 2011101587832A CN 201110158783 A CN201110158783 A CN 201110158783A CN 102254291 A CN102254291 A CN 102254291A
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张雪英
吉雷静
朱少楠
张春菊
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Nanjing Normal University
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Abstract

本发明公开了一种基于层次空间参考模型的城市地址编码方法。该方法具体分为四个步骤：形成地理要素类型码、利用不同计算规则形成方位码、找出目标物到城市中心的最短距离作为距离码、随机生成要编码地理要素的随机码。本发明的方法能够综合反映城市地理实体的要素类型、几何特征、地理空间位置、空间参照方位和相对城市中心距离等空间特性，方便快捷地判断地理实体在城市中的具体方位和距离城市中心的距离，可广泛应用到城市道路交通、城市规划、公安消防、城市基础设施建设、邮政通信等领域。

Description

基于层次空间参考模型的城市地址编码方法
技术领域
本发明涉及一种基于层次空间参考模型的城市地址编码方法。
背景技术
城市地址编码是数字城市建设的重要基础。建立城市地址编码将推动城市信息化及电子地图的发展，为城市管理服务规范化、标准化提供依据，为大众日常生活中的空间位置服务提供方便。从广义上说，目前国内常用城市地址编码有行政区域编码、邮政编码、河流编码、道路编码和地名编码等。但是，这些编码在精度上达不到街道门牌及建筑物层面，也没有体现地理实体的空间方位和距离，而且由于地址编码模型和标准地址规范互不相同，使得这些地址编码方法仅能应用于特定的领域和部门内部，难以推广和普及。因此，有必要提出一套统一的，符合我国城市规划、建设、管理特点的城市地址编码方法。
国外的地址编码方法以Tiger系统为代表，OGC组织(开放地理空间信息联盟)也提出了与地址编码相关的规范或者草案，包括：Geocoder、Geoparser、Gazetteer、GML等。这些方法或者理论虽然在国外都发挥了强大的功能，但是在中国这个地名、地址体系异常复杂、地名相对混论无序、规律性低和缺乏统一标准的前提下，这些技术都难以施行。
国内主要的城市地址编码主要分为基于地址编码模式和基于格网编码模式两种。
(1)基于地址编码模式
基于地址编码模式是针对地理实体的一种传统意义上的地理编码，它将地址、门牌、建筑物名、企事业单位名称等空间位置的自然语言描述转化为地址编码。
比较典型的编码结构有：行政区划+街路巷+门牌号+幢楼号，如“广东省深圳市宝安区安乐二街12号101室”，编码为：
Figure BDA0000068141160000011
这种编码方式符合人们惯用的思维方式，易于被大众接受，便于推广应用。但是，由于我国现在地址使用的不规范性以及中文地址本身的不规范性和重复性，使得编码本身存在一定的技术难度。此外，这种编码模式虽表达出了实体的具体地址，但是却无法让人们知晓该地址在城市中的具体方位。
(2)基于格网编码模式
基于格网编码模式主要采用地理格网建立地理对象的地址属性。地理格网是按照一定的数学规则对地球表面进行分割，形成彼此邻接又不交叉的多个多边形(四边形、三角形等)，并赋予标识符。
“全国单位地址编码方法”(公开号CN101373537A)专利，采用“6位数字的行政区划代码+3位数字的横向坐标码+3位数字的纵向坐标码”的编码结构。例如“武昌区的编码为420106499506”。
这种编码方法使得地址编码具有了行政区域的概念，解决了跨地域使用时编码唯一性问题，且便于计算机对地理位置的自动识别和快速查找。但是，其中该编码没有考虑方位和距离，必须通过查询或者推算才能获得。
发明内容
针对以上现有技术中存在的不足，本发明所要解决的技术问题在于，提出一种基于层次空间参考模型的城市地址编码方法，能够综合反映城市地理实体的要素类型、几何特征、地理空间位置、空间参照方位和相对城市中心距离等空间特性，方便快捷地判断地理实体在城市中的具体方位和距离城市中心的距离。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
基于层次空间参考模型的城市地址编码方法，其编码结构为：地理要素类型码+方位码+距离码+随机码，具体步骤如下：
步骤一  地理要素类型码
参照国家《基础地理信息要素分类与代码(GB/T 13923-2006)》分类标准，抽取出城市中比较重要和常见的地理要素，分别对其编码，形成地理要素类型码；
步骤二  方位码
先选定城市参考中心点，建立城市空间方位参考框架，形成方位码；
以城市参考中心点为中心，一定长度为半径，建立缓冲区，缓冲区内部称为城市中部区域，缓冲区外部称为城市外部区域；
在城市外部区域建立八方位空间参考模型，中部区域建立四方位空间参考模型；
利用三角化模型，根据目标物所占据的八方位空间参考模型的方位数选择沿用八方位空间参考模型，或者转化为四方位空间参考模型/或二方位空间参考模型；具体计算规则如下：
(1)点状实体计算规则
a)如果点状实体位于城市中部区域的非轴线和中外部区域交界处，则方位为实体所在方位区的方位；如果在轴线上，则为实体所在轴线方向的方位；
b)如果点状实体位于外部区域的非轴线和中外部区域交界处，则方位为实体所在方位区的方位；如果在轴线上，则方位为实体所在轴线方向的方位；
c)如果点状实体位于中外部区域交界处，空间方位按中部区域确定；
(2)线状实体计算规则
以中心参考点为圆心，作出两条外切目标物的直线，形成一个扇形区域：
a)如果线状实体只跨越城市中部区域的一个方位区，则其方位为实体所在方位区的方位；
b)如果线状实体跨越城市中部区域的两个方位区，则其方位为扇形区域被方位区划分的区域中圆心角大的部分所在方位区的方位(圆心角相等的为东南、西南、西北、东北)；
c)如果线状实体跨越中部区域的三个方位区，则将四方位空间参考模型转化为二方位空间参考模型，实体的方位为扇形区域被方位区划分的区域中圆心角大的部分所在方位区的方位；
d)如果线状实体跨越中部区域的四个方位区，则定义为环形；
e)如果线状实体只跨越外部区域的某一个方位区，则实体的方位为实体所在方位区的方位；
f)如果线状实体跨越外部区域的两个方位区，则实体的方位为扇形区域被方位区划分的区域中圆心角大的部分所在方位区的方位；
g)如果线状实体跨越外部区域的三个方位区，且其中两个为基本方位，则实体的方位为中间方位，否则为基本方位；
h)如果线状实体跨越四至七个方位区，则将八方位空间参考体系转化为二方位空间参考体系，实体的方位为扇形区域被方位区划分区域中圆心角大的部分所在方位区的方位；
i)如果线状实体跨越外部区域的八个区域，则定义为环形；
g)如果线状实体跨越中部区域和外部区域，且中部区域部分不为环的，则按八方空间参考模型将中、外部区域看作一个整体来确定实体的空间方位；否则，定义为环形；
(3)面状实体计算规则
与上述(2)线状实体计算的规则相同；
步骤三  距离码
找出目标物到城市中心的最短距离，作为距离码，采用5位阿拉伯数字表示，以10米为单位；
步骤四  随机码
随机生成要编码地理要素的随机码，用8位阿拉伯数字表示。
相比于现有技术，本发明编码方法的优点在于：(1)从地址编码中可以十分清晰明了的看出该地址相对于城市中心的空间方位和距离；(2)可得出目的地地址与所在地址的相对空间方位；(3)该编码具有较好的稳定性，不会随城市建设的发展、地名、街道或门牌号的改变而改变；(4)使用国际通用的阿拉伯数字和英文字母，使得编码不因国界和语言的不同而理解受限，为世界各国用户提供方便；(5)应用范围广泛，可应用到城市道路交通、城市规划、公安消防、城市基础设施建设、邮政通信等领域。
附图说明
图1为本发明编码方法中城市中部区域和外部区域划分示意图。
图2为本发明编码方法中八方位空间参考模型方位划分示意图。
图3为本发明编码方法中四方位空间参考模型方位划分示意图。
图4为本发明编码方法中二方位空间参考模型方位划分示意图。
图5为本发明编码方法中点状实体计算规则示意图。
图6-图13为本发明编码方法中线状实体计算规则示意图。
图14为本发明编码样例示意图。
图15为本发明编码应用实例示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图表，对本发明方法作进一步详细说明。
本发明的编码方案如下：
其中，地理要素类型码用来说明城市地理实体的要素类型；方位码用来表示地理实体相对于城市中心点的方位；距离码表示该地理实体到城市中心点的最短距离；随机码用来保证编码的唯一性，解决地理信息的交换和共享问题。
本发明方法第一步：地理要素类型码中，形成的地理要素类型码参见表1。
表1  城市中常用的地理要素分类
  序号   国标代码   类名   地理要素类型编码
  1   200000   水系   A
  2   310000   居民地   B
  3   340101   文教卫生   C
  4   340000   公共服务设施   D
  5   350000   名胜古迹   E
  6   370000   科学观测站   F
  7   410000   铁路   G
  8   420000   城际公路   H
  9   430000   城市道路   I
  10   480000   空港设施   J
  11   500000   管线   K
  12   820000   城市绿地   L
  13   900000   其他   M
第二步骤中形成的方位码参见表2：
表2  方位编码
  方位  方位码
  中东   ME
  中西   MW
  中南   MS
  中北   MN
  中环   MC
  东   XE
  西   XW
  南   XN
  北   XN
  东南   SE
  西南   SW
  西北   NW
  东北   NE
  外环   XC
以城市参考中心点为中心，一定长度为半径，建立缓冲区，参见图1；
在城市外部区域建立八方位空间参考模型(参见图2a)，中部区域建立四方位空间参考模型(参见图2b)；
利用三角化模型，根据目标物所占据的八方位空间参考模型的方位数选择沿用八方位空间参考模型或转化为四方位空间参考模型(参见图3)/二方位空间参考模型(参见图4)。
其中，点状实体计算规则具体如下：
如果点状实体位于城市中部区域的非轴线和中外部区域交界处(参见图5点A)，则方位为实体所在方位区的方位；如果在轴线上(参见图5点B)，则为实体所在轴线方向的方位；
如果点状实体位于外部区域的非轴线和中外部区域交界处(参见图5点C、D)，则方位为实体所在方位区的方位；如果在轴线上(参见图5点E、F)，则方位为实体所在轴线方向的方位；
如果点状实体位于中外部区域交界处(参见图5点G、H)，空间方位按中部区域确定。
线状实体计算规则具体如下：
以中心参考点为圆心，作出两条外切目标物的直线，形成一个扇形区域：
如果线状实体只跨越城市中部区域的一个方位区(参见图6)，则其方位为实体所在方位区的方位；
如果线状实体跨越城市中部区域的两个方位区(参见图7)，则其方位为扇形区域被方位区划分的区域中圆心角大的部分所在方位区的方位(圆心角相等的为东南、西南、西北、东北)；
如果线状实体跨越中部区域的三个方位区(参见图8)，则将四方位空间参考模型转化为二方位空间参考模型，实体的方位为扇形区域被方位区划分的区域中圆心角大的部分所在方位区的方位；
如果线状实体跨越中部区域的四个方位区(参见图9)，则定义为环形；
如果线状实体只跨越外部区域的某一个方位区(参见图10线F)，则实体的方位为实体所在方位区的方位；
如果线状实体跨越外部区域的两个方位区(参见图10线G、H)，则实体的方位为扇形区域被方位区划分的区域中圆心角大的部分所在方位区的方位；
如果线状实体跨越外部区域的三个方位区(参见图10线I)，且其中两个为基本方位，则实体的方位为中间方位，否则为基本方位；
如果线状实体跨越四至七个方位区(参见图11)，则将八方位空间参考体系转化为二方位空间参考体系，实体的方位为扇形区域被方位区划分区域中圆心角大的部分所在方位区的方位；
如果线状实体跨越外部区域的八个区域(参见图12)，则定义为环形；
如果线状实体跨越中部区域和外部区域(参见图13)，且中部区域部分不为环的，则按八方空间参考模型将中、外部区域看作一个整体来确定实体的空间方位；否则，定义为环形。
下面以江苏省南京市为例：
(1)如图14所示，东南大学(A)、莫愁湖(B)、秦淮河(C)、玄武湖(D)的编码分别为C-MN-00450-43578932、A-XW-00900-36281949、A-XS-01040-48746842、A-XN-00700-65874918。
东南大学(A)的编码含义：东南大学属于文教卫生类(C)，位于该城市的中部区域，在参考中心点(新街口孙中山像)的中北方位(MN)，距参考中心点4.5km(00450)，43578932为计算机生成的随机码。
莫愁湖(B)的编码含义：莫愁湖属于水系(A)；位于该城市的外部区域，在参考中心点的西部(XW)，距离参考中心点9km(00900)，36281949为计算机生成的随机码。
秦淮河(C)的编码含义：秦淮河属于水系(A)，位于该城市的外部区域，在参考中心点的南部(XS)，距离参考中心点10.4km(01040)，48746842为计算机生成的随机码。
玄武湖(D)的编码含义：玄武湖属于水系(A)，位于该城市的外部区域，在参考中心点的北部(XN)，距离参考中心点7km(00700)，65874918为计算机生成的随机码。
(2)根据本编码，将道路交通指示牌设计如图15所示。行人在看指示牌找路的同时，还可以对自己所处位置相对于该城市中心的方位和距离有一个宏观上的把握。另外，行人或者驾车人可以根据标识牌直接知晓自己所处的方位，也可以输入最后八位随机码通过移动设备查询相关地名信息或者感兴趣的其他信息(比如周边的宾馆、饭店和商场等等)。

Claims (3)

1.基于层次空间参考模型的城市地址编码方法，其特征在于，所述编码方法的编码结构为：地理要素类型码、方位码、距离码和随机码，具体步骤如下：
步骤一 地理要素类型码
参照国家《基础地理信息要素分类与代码(GB/T 13923-2006)》分类标准，抽取出城市中比较重要和常见的地理要素，分别对其编码，形成地理要素类型码；
步骤二 方位码
先选定城市参考中心点，建立城市空间方位参考框架，形成方位码；
以城市参考中心点为中心，一定长度为半径，建立缓冲区，缓冲区内部称为城市中部区域，缓冲区外部称为城市外部区域；
在城市外部区域建立八方位空间参考模型，中部区域建立四方位空间参考模型；
利用三角化模型，根据目标物所占据的八方位空间参考模型的方位数选择沿用八方位空间参考模型，或者转化为四方位空间参考模型或二方位空间参考模型；具体计算规则如下：
(1)点状实体计算规则
a)如果点状实体位于城市中部区域的非轴线和中外部区域交界处，则方位为实体所在方位区的方位；如果在轴线上，则为实体所在轴线方向的方位；
b)如果点状实体位于外部区域的非轴线和中外部区域交界处，则方位为实体所在方位区的方位；如果在轴线上，则方位为实体所在轴线方向的方位；
c)如果点状实体位于中外部区域交界处，空间方位按中部区域确定；
(2)线状实体计算规则
以中心参考点为圆心，作出两条外切目标物的直线，形成一个扇形区域：
a)如果线状实体只跨越城市中部区域的一个方位区，则其方位为实体所在方位区的方位；
b)如果线状实体跨越城市中部区域的两个方位区，则其方位为扇形区域被方位区划分的区域中圆心角大的部分所在方位区的方位，圆心角相等的为东南、西南、西北、东北四个方位；
c)如果线状实体跨越中部区域的三个方位区，则将四方位空间参考模型转化为二方位空间参考模型，实体的方位为扇形区域被方位区划分的区域中圆心角大的部分所在方位区的方位；
d)如果线状实体跨越中部区域的四个方位区，则定义为环形；
e)如果线状实体只跨越外部区域的某一个方位区，则实体的方位为实体所在方位区的方位；
f)如果线状实体跨越外部区域的两个方位区，则实体的方位为扇形区域被方位区划分的区域中圆心角大的部分所在方位区的方位；
g)如果线状实体跨越外部区域的三个方位区，且其中两个为基本方位，则实体的方位为中间方位，否则为基本方位；
h)如果线状实体跨越四至七个方位区，则将八方位空间参考体系转化为二方位空间参考体系，实体的方位为扇形区域被方位区划分区域中圆心角大的部分所在方位区的方位；
i)如果线状实体跨越外部区域的八个区域，则定义为环形；
g)如果线状实体跨越中部区域和外部区域，且中部区域部分不为环的，则按八方空间参考模型将中、外部区域看作一个整体来确定实体的空间方位；否则，定义为环形；
(3)面状实体计算规则
与上述(2)线状实体计算的规则相同；
步骤三 距离码
找出目标物到城市中心的最短距离，作为距离码；
步骤四 随机码
随机生成要编码地理要素的随机码。
2.根据权利要求1所述的基于层次空间参考模型的城市地址编码方法，其特征在于：所述步骤三中的距离码，采用5位阿拉伯数字表示，以10米为单位。
3.根据权利要求1或2所述的基于层次空间参考模型的城市地址编码方法，其特征在于：所述步骤四中的随机码使用8位阿拉伯数字表示。
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