CN105447163A - 一种地理编码方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种以元组为核心的地理编码方法，即用满足精度要求的地图格子覆盖地图上的每个角落，每个格子以常用且不易混淆的常用词命名，进而可用该简明易记的名字进行位置的空间定位与检索。基于该地理编码的位置确定和空间检索方法，既能提高用户体验，又可增进商务效率，并有助于社会和经济的向前发展。

Description

一种地理编码方法和系统

技术领域

本发明涉及地理信息技术领域，具体地说，本发明涉及一种地理编码方法和系统。

背景技术

在地理信息方法中地理编码也被称为地址匹配，即建立地理位置坐标与给定地址一致性的过程,以便对属性数据和地理实体进行位置确定和空间检索。地理编码技术在城市空间定位和分析领域具有非常广泛的应用前景，同时，地理编码技术还可以满足资源环境管理，城市规划建设以及公安部门的报警方法等各个行业基于地理位置的服务要求。

在专利(公开号CN101329178)中涉及一种获得编码信息及地址定位的方法和装置，包括根据用户在电子地图中选择的地点，确定该地点的经纬度，分配一个编码信息，保存所述经纬度和该地点的用户设置信息，与所述编码的对应关系。在分配编码信息时，该专利提到，“编码信息可以包括但不限于数字串、条形码。”“预先保存若干编码信息，则随机选择一个编码信息，并从保存的编码信息中删除已分配的所述编码信息，则保证不会重复分配编码信息。”“还可以随机生成一个编码信息，查看保存的编码信息中是否包含随机生成的编码信息，如果有则重新随机生成一个编码信息；否则，将随机生成的一个编码信息，并保存该编码信息。”这里对如何进行编码，并没有明确的说明，编码的过程和内容也没有明确的界定。但实际上，编码的好坏对于人们使用的便利性有很大的影响。

目前较为常用的地理编码方式主要有道路门牌内插匹配、地标地址点匹配和区域地址匹配。但这些地理编码方式皆存在各自的不足，不利于位置确定和空间检索：

1、道路门牌内插匹配

道路门牌内插匹配方式是最为常用的一种地理编码方式。该方法是根据道路数据(线数据)查找道路数据中对应的道路，通过路段匹配和门牌数据内插的方法得到地理编码对象的空间坐标。但由于地域差异，不同地区道路门牌的命名规则不同，首次接触的异地地址名称则不易记住，造成检索的不便。

2、地标地址点匹配

该方法是根据地标数据(点数据)如东经120.352812。、北纬34.125942。查找地标数据中对应的地标点，并以该点的空间坐标作为地理编码对象的空间坐标。该方法需检索的地标数据用户不易表达也极难记住。

3、区域地址匹配

区域地址匹配是通过一个区域的名称来确定该区域所在位置的地理编码方法。该方法得到的结果通常是一个区域的位置，因此，该方法的地址匹配精度是常用的地理编码方法中最低的。该方法适用于道路名称缺失、道路门牌不完善等地址信息量较少的情况使用。

目前较为常用的区域地址匹配方法是利用邮政编码数据进行定位。邮政编码数据获取较为方便，然而邮政编码涵盖的范围太广，例如“200062”这一邮政编码覆盖了上海市普陀区长征镇、长风新村街道和曹杨新村街道三个街道范围，利用这样的地址信息进行编码得到的结果十分模糊，定位效果不理想。

发明内容

本发明的一个方面提出一种地理编码方法，包括：步骤1：选取常用词库；步骤2：使用方格、等边三角形或正六边形将地球分割为多个块；步骤3：为每一个块命名，名称为至少含有一个词的元组；步骤4：每一个块对应至少一种地理定位方式。

可选地，词库中词的数量为25000～40000个。

可选地，步骤2中用方格进行划分，方格的尺寸为3m×3m。

可选地，步骤3的元组由3个词组成。

进一步地，将词库中的词按权重排序，权重的因素可以有词的字数、词频、显著性、书写难度和发音等，之后去掉同音词，为每一个块分配一个不重复的元组。

优选地，将简单易记的元组分配给位于人口密集区的块，将由比较长或复杂的词组成的元组分配给人口稀疏区的块。

优选地，将发音相近的词分配给在地理空间上远离的块。

优选地，将块中心的经纬度与块所对应的元组对应并保存。

本发明的另一个方面提出一种地理编码系统，包括：

分格模块，用于将地球分为多个块；排序模块，用于将词库中的词按权重进行排序；命名模块，用于从词库中选取词以组成元组，并将元组与块一一对应；映射模块，用于将元组与至少一种地理定位方式对应。

优选地，映射模块将元组与元组所代表块的中心的经纬度一一对应。

与现有技术相比，本发明具有下列技术效果：

1、提高用户体验，增进商务效率。

2、简单、精确的、易描述、好沟通，人与人、人与设备和装置传递位置信息变得简单。

附图说明

本发明的上述及其他方面和特征将从以下结合附图对实施例的说明清楚呈现，其中：

图1为本发明一个实施例的地理编码方法的示意图；

图2为完美镶嵌示意图；

图3为记忆成功率的示意图；

图4为本发明一个实施例中元组的位置示意图；

图5为本发明一个实施例中元组的位置示意图；以及

图6为本发明另一个实施例的系统结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

图1示出了本发明一个实施例的地理编码方法的示意图，该地理编码方法包括：步骤1：选取常用词库；步骤2：使用方格、等边三角形或正六边形将地球分为多个块；步骤3：为每一个块命名，名称为至少含有一个词的元组；步骤4：每一个块对应至少一种地理定位方式。

在地理信息系统中，镶嵌是采用规则或不规则的小面块(小面块不重叠且能完整铺满整个地理空间)集合来逼近自然界不规则的地理单元，分为规则镶嵌和不规则镶嵌。常用的镶嵌图形可选用正方形(或矩形)、等边三角形或六边形，如图2所示。

在此仅以正方形举例进行说明。由于地球是一个球体，首先我门要选用合适的地图投影将球体投影到平面上。本发明以目前互联网地图常用的地图投影web墨卡托投影为例，投影后的地球主要覆盖区域可以看作一个近似的正方型(当然也可以选用其他适合的地图投影)。然后，以3米×3米大小的方格为单元，划分整个地球表面，也即可以覆盖地图上的每个角落。当然，其他的尺寸划分也可以，比如5米×5米，只要满足应用的精度要求即可。

每个格子以常用且不易混淆的常用词命名，每个格子的名字由3个词组成的元组构成，进而可用该简明易记的名字进行位置的空间定位与检索，这样既可以提高用户体验，又可增进商务效率，并有助于社会和经济的向前发展。用这些3米见方的小格子描述地点比邮政编码更精确，每个格子用词频较高的常用词进行命名，也更加容易使用。

要用3米×3米的方格覆盖全球，则需要57万亿个(57trillion)方格。我们预先给每个网格分配一个固定的名字，也就是由若干词组成的元组。我们选取一个词库，最好其中都是常用的词，优选的词的长度为(1～3)个字，这样的词都是汉语中的常用词，容易辨认和记忆。

词库优选为25000-40000个词组成，这样要表达57万亿个方格，元组只需要由3个词组成即可，也就是从大约30000个词中选3个词的组合大于57万亿。为每个方格分配一个元组，为每个方格分配一种现有的地理编码，比如将每个方格和该方格中心的经纬度对应，这样就将方格覆盖的位置、经纬度、元组一一对应起来了。

例如,我们可以将中心点为(东经121°23’33.85”,北纬31°15’58.47”)边长为3m的正方形格子命名为(石头.剪刀.布)，即完成了一个方格的命名。在此后的使用过程中若干遇到(石头.剪刀.布)这个元组，就会知道其对应的是中心点为(东经121°23’33.85”,北纬31°15’58.47”)的3mX3m的格子，同时，落在这一小方格内的所有点也将对应(石头.剪刀.布)这个元组。

使用常用的词语可以让非专业人员准确的描述地球上任何位置，而且他们还可以互相沟通，这种方法比道路地址、邮政编码、经纬度、短链接都容易，迅捷而且精准。按照常人的能力都可以完美地记住3个词，而要记住16个数字、小数点、东经北纬或N/S/E/W这些前缀成功率几乎为0。记忆成功率对照表如图3所示。

优选地，词库需要根据权重进行排序，权重的因素有词的长度、词频、显著性、书写和发音等，还需要去掉所有的同音词(如：人身-人参，商人-伤人，权利-权力，退化-蜕化，心酸-辛酸等)，并且在命名时最简单易记的词分配给人口密集区的格子，比较长的词分配给无人区，如图4所示。

优选地，还可以引入一种主动避错的机制，将发音相近的词在空间上远离，能够让人类或机器自动化纠错都易发现明显的错误。例如：西瓜.桌子.北京—西瓜.桌子.背景这两组词命名的格子将被分散在不同的大洲。如果输入了一个稍微错误的结果，映射到的结果将是于当前位置很远的区域，这种明显的距离差异很易被人察觉或者被智能检测系统自动发现，如图5所示。

经纬度是地理学定位的基础。同时，由于地理编码是一种计算或检索一个指定点、线或区域的单独代表点并以一个地图坐标来表示这个点的数学运算过程。因此，每个元组地址也可以转译成方格中心的纬度和经度，反之亦然。即给出元组，通过计算，即可返回正方形中心的经纬度坐标。反之，利用元组格子的角点参数即格子的西南和东北角的经纬度，也可被识别出一个点的元组。

每个3米×3米的格子从其中心点到任何点的距离皆小于2.12米，该精度甚至可确定操场上的一把长椅。对所有实际位置和导航的目的来说，此分辨率已足够高。然而，在以往要达到这一精度，长长的小数点后的数字只能是机器之间的信号传递。使用了此定位的方法，使得人与人、人与设备和装置传递位置信息变得非常简单。

本发明还提出一种地理编码系统，如图6所示，包括：

分格模块，用于将地球分为多个块；排序模块，用于将词库中的词按权重进行排序；命名模块，用于从词库中选取词以组成元组，并将元组与块一一对应；映射模块，用于将元组与至少一种地理定位方式对应。

优选地，映射模块将元组与元组所代表块的中心的经纬度一一对应。

基于元组的地理编码方法和系统除使用中文词汇对每个格子进行命名,还可以使用世界上其他的语种对每个格子命名,例如：英语，法语，西班牙语，葡萄牙语，德语，俄语，意大利语、希腊语、阿拉伯语、斯瓦希里语，土耳其语和瑞典语等。每一种语言中的元组地理编码系统，不是单词一对一的翻译过程，而是需要找到每种语言的词库，然后按照上述的排序、分配等方法进行编码。因此无论何种语言，皆可以用此方法进行编码。

本发明的地理编码可以有多重应用场景，下面举例说明(但并不仅限于此)，首先，地理编码将包含地图格网、词库、和API，它可以部署在云端，也可以离线安装在移动终端或者PC上，使得调用元组API的所有应用具备简单、精准描述某一地理位置的能力。其次，使用者可以通过此编码快速进行精准位置的信息交流。例如，李明带母亲出国游玩，在洛杉矶迪斯尼乐园走散了。李明给母亲打电话，通过反复沟通按照母亲的描述用了半个钟头在摩天轮入口处两人汇合。这是一个寻人的例子，在这个过程中使用者对陌生环境的识别能力及对某一位置的描述能力都会使得这一过程非常繁复。使用本地理编码后，两人走失后,李明给母亲打电话，母亲拿出手机打开APP发现自己的位置是一个叫(东京.南京.北京)的格子,他告诉李明后即可顺利汇合。总之本地理编码给使用者提供了一种简单的、精确的、易描述、好沟通的地理编码方式，将给我们的生活带来极大的便利。

最后应说明的是，以上实施例仅用以描述本发明的技术方案而不是对本技术方法进行限制，本发明在应用上可以延伸为其他的修改、变化、应用和实施例，并且因此认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本发明的精神和教导范围内。

Claims (9)

1.一种地理编码方法，包括：

步骤1：选取词库；

步骤2：使用方格、等边三角形或正六边形将地球分割为多个块；

步骤3：为每一个块命名，块的名称为至少含有一个词的元组；和

步骤4：每一个块对应至少一种地理定位方式。

2.根据权利要求1所述的地理编码方法，其中，所述词库中词的数量为25000～40000个。

3.根据权利要求1所述的地理编码方法，其中，所述步骤2的块的尺寸为3m×3m。

4.根据权利要求3所述的地理编码方法，其中，所述步骤3的所述元组由3个词组成。

5.根据权利要求1所述的地理编码方法，其中，所述步骤3包括：

步骤301：将所述词库中的词按权重排序；和

步骤302：去掉同音词，生成元组，每个块对应一个元组，并且在命名时简单易记的元组分配给位于人口密集区的块，较难记忆的元组分配给人口稀疏区的块。

6.根据权利要求5所述的地理编码方法，其中，所述步骤3还包括

步骤303：将发音相近的元组分配给在地理空间上远离的块。

7.根据权利要求5所述的地理编码方法，其中，所述步骤4为：将块中心的经纬度与块的名称对应并保存。

8.一种应用权利要求1所述方法的地理编码系统，包括：

分格模块，所述分格模块用于将地球分为多个块；

排序模块，所述排序模块用于将词库中的词按权重进行排序；

命名模块，所述命名模块用于从词库中选取词以组成元组，并将所述元组与所述块一一对应；

映射模块，所述映射模块用于将元组与至少一种地理定位方式对应。

9.根据权利要求8所述的地理编码系统，其中，所述映射模块将元组与元组所代表块的中心的经纬度一一对应。