基于百度地圖API的專題數(shù)據(jù)處理技術(shù)在地理國情普查中的應(yīng)用

尹言軍，葉琳，劉玉春，余詠勝，秦艷華

(武漢市測(cè)繪研究院，湖北 武漢 430022)

1 引 言

地理國情主要是指地表自然和人文地理要素的空間分布、特征及其相互關(guān)系，是基本國情的重要組成部分。地理國情普查是一項(xiàng)重大的國情國力調(diào)查，是全面獲取地理國情信息的重要手段，是掌握地表自然、生態(tài)以及人類活動(dòng)基本情況的基礎(chǔ)性工作。在地理國情普查中，對(duì)專題數(shù)據(jù)資料的性準(zhǔn)確性、現(xiàn)勢(shì)性都提出了較高的要求:需要搜集并利用各專業(yè)部門擁有的現(xiàn)勢(shì)性較好、規(guī)范程度較高的行業(yè)專題數(shù)據(jù)，為普查工作提供重要參考依據(jù)，特別是一些專業(yè)性較強(qiáng)的專題屬性內(nèi)容，行業(yè)專題數(shù)據(jù)可以發(fā)揮重要作用，應(yīng)盡可能收集利用。

武漢市地理國情普查收集到了武漢市發(fā)改委、市教育局、市公安局等28 家委辦局的專題數(shù)據(jù)資料。這些數(shù)據(jù)資料具有數(shù)量大、來源復(fù)雜、時(shí)間跨度大等特點(diǎn)，且多為文本資料，經(jīng)整理分析后需要將大部分?jǐn)?shù)據(jù)資料進(jìn)行空間定位表示，如學(xué)校、醫(yī)院、旅游景點(diǎn)、酒店等。為進(jìn)一步提高專題數(shù)據(jù)空間定位的作業(yè)效率，改善目前人工定位耗時(shí)長，縮短作業(yè)周期，本文利用百度地圖API 和FME(Feature Manipulate Engine)軟件中對(duì)專題數(shù)據(jù)處理技術(shù)進(jìn)行了研究和探討。

2 百度地圖API 和專題數(shù)據(jù)

當(dāng)前，百度地圖提供免費(fèi)的API，且百度地圖API是一套由JavaScript 語言編寫的應(yīng)用程序接口，通過這些接口可以在網(wǎng)站中構(gòu)建功能豐富、交互性強(qiáng)的地圖應(yīng)用等功能。百度地圖API 不僅包含構(gòu)建地圖的基本功能接口，還提供了諸如地址信息查詢、本地搜索、路線規(guī)劃等數(shù)據(jù)服務(wù)。利用百度地圖API 可對(duì)專題數(shù)據(jù)中的單位進(jìn)行地址解析和逆解析，從而實(shí)現(xiàn)空間定位。FME 軟件是一個(gè)空間數(shù)據(jù)的提取、轉(zhuǎn)換、處理的強(qiáng)大工具，提供了多源數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用的解決方案，用戶可以根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際需求建立具有特色的空間數(shù)據(jù)處理模型，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換、處理;它還提供網(wǎng)絡(luò)地圖訪問服務(wù)，可批量實(shí)現(xiàn)專題數(shù)據(jù)中單位的空間定位。

百度地圖上單位也就是POI(Point of Interest)，這些POI 主要分布在道路周邊，基本上涵蓋了地理國情普查中的單位院落，但由于現(xiàn)勢(shì)性參差不齊，名稱更新不及時(shí)、數(shù)據(jù)加密等原因造成名稱錯(cuò)誤、定位精度降低，且定位點(diǎn)的要求與地理國情要素中的定位要求、精度要求存在不同。

地理國情普查中對(duì)要采集的專題數(shù)據(jù)的空間定位要求如下，其定位點(diǎn)一般定位在城鎮(zhèn)綜合功能單元的主要出入口或大門口的中心處。當(dāng)一個(gè)單位院落同時(shí)包含學(xué)校、醫(yī)院、政府、社會(huì)福利機(jī)構(gòu)等四類單位院落時(shí)，行業(yè)代碼需表示相關(guān)分類，用“/”分隔開;如同一個(gè)地址包含多個(gè)單位院落(分別掛牌，如醫(yī)院與社會(huì)福利機(jī)構(gòu)共用一個(gè)地址)時(shí)，采集一個(gè)定位點(diǎn)并賦不同屬性，用“/”隔開。除該四類單位院落外，幾個(gè)單位院落共用同一個(gè)地址時(shí)，一般只采集一個(gè)點(diǎn)，屬性填寫行政等級(jí)最高或規(guī)模最大、最主要單位的相關(guān)屬性值。

盡管百度地圖在定位點(diǎn)要求和現(xiàn)勢(shì)性方面存在不足，但在專題數(shù)據(jù)整理時(shí)，可以參考利用百度地圖中的POI 信息，提高專題資料整理和空間定位的效率。

3 專題數(shù)據(jù)處理技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

3.1 專題數(shù)據(jù)處理方法與實(shí)現(xiàn)

專題數(shù)據(jù)作為地理國情普查數(shù)據(jù)的重要來源之一，具有很強(qiáng)的現(xiàn)勢(shì)性、權(quán)威性，專題數(shù)據(jù)的定位和應(yīng)用進(jìn)一步增強(qiáng)了地理國情數(shù)據(jù)的權(quán)威性和現(xiàn)勢(shì)性，但收集到的專題數(shù)據(jù)與大部分是文本形式，多為描述性信息如名稱、地址、電話等信息，給專題數(shù)據(jù)的整理和空間定位帶來了極大的挑戰(zhàn)。

以學(xué)校專題數(shù)據(jù)為例，所收集到的學(xué)校專題數(shù)據(jù)(如圖1 所示)，包含序號(hào)、學(xué)校名稱、所屬區(qū)、學(xué)校標(biāo)識(shí)碼、學(xué)校地址、組織機(jī)構(gòu)代碼、學(xué)校屬地管理教育行政部門名稱、學(xué)校所屬主管教育行政部門代碼、辦學(xué)類型、規(guī)模屬性信息，這些資料信息中學(xué)校名稱、所屬區(qū)、辦學(xué)類型可以利用并轉(zhuǎn)換應(yīng)用到城鎮(zhèn)綜合功能單元中的NAME(名稱)、ADMNGD(歸屬)、TYPE(行業(yè)代碼)屬性中去。

圖1 學(xué)校專題數(shù)據(jù)內(nèi)容

FME 軟件中提供了HTTPFetcher、JSONExtractor、2DpointReplacer、EsriReprojector 等轉(zhuǎn)換器，可以進(jìn)行地名地址的查詢，將查詢后的地址分離過濾后生成坐標(biāo)點(diǎn)，并使投影轉(zhuǎn)換后與所使用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系保持一致;具體方法如下:

首先，根據(jù)數(shù)據(jù)資料利用StringConcatenator 函數(shù)生成查詢語句，格式類似于http://api．map．baidu．com/geocoder?address=@ Value(名 稱)＆output=$(output)＆key(key)＆city=$(city);并將該字段賦給HTTPFetcher 進(jìn)行地名查詢。利用JSONExtractor 提取獲取到的經(jīng)緯度坐標(biāo)信息，并添加語句json［"result"］［" location"］［" latitude"］，查詢出緯度(latitude)，經(jīng)度(Longitude)的查詢也類似。

其次，利用tester 過濾掉經(jīng)緯度不在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)，然后生成點(diǎn)坐標(biāo)。

最后，利用EsriReprojector 進(jìn)行投影轉(zhuǎn)換，Offsetter進(jìn)行平移、調(diào)整到大概位置，并輸出成初步結(jié)果。專題數(shù)據(jù)處理模型如圖2 所示。

圖2 專題數(shù)據(jù)處理模型

3.2 匹配結(jié)果的坐標(biāo)校正處理

百度地圖是公開版電子地圖，其表示要符合《公開地圖內(nèi)容表示若干規(guī)定》、《公開地圖內(nèi)容表示補(bǔ)充規(guī)定(試行)》、《基礎(chǔ)地理信息公開表示內(nèi)容的規(guī)定(試行)》《導(dǎo)航電子地圖安全處理技術(shù)基本要求》等規(guī)范和要求，其中要求位置精度不得高于50 m，經(jīng)過加密處理會(huì)有偏移，且分布不均勻，因而需要對(duì)初步成果數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。該處理方法雖不能還原百度地圖數(shù)據(jù)的精度，但可以極大地接近其真實(shí)地理位置。

在同一坐標(biāo)系下，均勻選取一定數(shù)量的初步成果數(shù)據(jù)和真實(shí)坐標(biāo)位置的公共點(diǎn)，并記錄兩者之間的坐標(biāo)偏移信息，生成矢量數(shù)據(jù)格式或在FME 軟件中用相應(yīng)的轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，再使用AffineWarper 進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，即可得到較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)結(jié)果。專題數(shù)據(jù)坐標(biāo)校正處理模型如圖3 所示。

圖3 專題數(shù)據(jù)坐標(biāo)校正處理模型

3.3 專題數(shù)據(jù)處理結(jié)果分析

為驗(yàn)證本文提出的專題數(shù)據(jù)處理技術(shù)的效率、準(zhǔn)確程度及本文本方法的可行性，以學(xué)校、醫(yī)院這兩類專題數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比和實(shí)驗(yàn)。

學(xué)校專題數(shù)據(jù)包含大學(xué)、中學(xué)、小學(xué)、幼兒園等，總共有1 112所學(xué)校，程序運(yùn)行時(shí)間5 min，匹配成功876所，成功匹配率78%;醫(yī)院專題數(shù)據(jù)包含480 個(gè)，程序運(yùn)行時(shí)間2.5 min，匹配成功336 個(gè)，成功匹配率70%。

利用匹配成功后的專題數(shù)據(jù)根據(jù)地理國情普查中的城鎮(zhèn)綜合功能單元定位要求，將定位點(diǎn)定位到主要出入口或大門口的中心處。利用整理后的數(shù)據(jù)成果和整理前同一單位進(jìn)行對(duì)比分析，按距離大于100 m(含)、50 m(含)～100 m、小于50 m進(jìn)行分析，分析結(jié)果如表1 所示:

專題數(shù)據(jù)整理后和整理前的比較分析(單位/個(gè)) 表1

通過實(shí)際利用比較匹配成功率70%以上，由于百度數(shù)據(jù)源的現(xiàn)勢(shì)性、全面性不得而知，部分單位定位不成功，故匹配成功率、各個(gè)分段的比例也不完全一致。總體而言，其利用百度地圖API 技術(shù)處理專題數(shù)據(jù)的結(jié)果比較理想，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)批量化操作，很大程度上減少了專題數(shù)據(jù)處理的復(fù)雜性，提高了專題數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性、高效性和實(shí)用性。對(duì)于未匹配成功的數(shù)據(jù)需要根據(jù)多方資料進(jìn)行核實(shí)定位，必要時(shí)根據(jù)外業(yè)調(diào)查進(jìn)行核查確定。

4 結(jié) 語

本文利用百度地圖API 在FME 軟件中實(shí)現(xiàn)地理國情普查中專題數(shù)據(jù)的空間定位，充分發(fā)掘和利用了搜集到的專題數(shù)據(jù)資料的價(jià)值和利用程度，有效地改善目前專題數(shù)據(jù)定位效率低下，提高了工作效率。實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用過程中，大部分專題資料可以利用百度地圖中的POI 數(shù)據(jù)信息進(jìn)行定位，但需要逐一核實(shí)檢核，以免地圖現(xiàn)勢(shì)性不夠造成定位錯(cuò)誤;對(duì)于沒有匹配成功的數(shù)據(jù)，需要進(jìn)一步搜集多方數(shù)據(jù)進(jìn)行定位，也可在外業(yè)調(diào)查核查時(shí)重點(diǎn)核查。

該方法在地理國情普查項(xiàng)目生產(chǎn)中彌補(bǔ)了現(xiàn)有基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)現(xiàn)勢(shì)性不足。與常規(guī)專題數(shù)據(jù)定位方式相比，本文方法利用公開版網(wǎng)絡(luò)地圖提供的數(shù)據(jù)接口進(jìn)行空間定位，明顯地提高了生產(chǎn)效率，縮短了作業(yè)周期，同時(shí)最大限度地減少了重復(fù)工作，可以為地理國情普查工作中專題數(shù)據(jù)空間定位提供了一種技術(shù)解決方法;同時(shí)該方法有效地利用了多源地理信息，做到了多源數(shù)據(jù)的互補(bǔ)和融合利用，也是多源數(shù)據(jù)融合應(yīng)用的一次嘗試，具有較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

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［2］使用FME 實(shí)現(xiàn)電子地圖應(yīng)用之地址解析．［EB/OL］．2013－09－02:http://blog．163．com/antufme@126/blog/static/140492492201382921340/

［3］張志軍，李霖，于忠海等．多尺度地理市情監(jiān)測(cè)專題地圖表達(dá)研究［J］．測(cè)繪通報(bào)，2014(9):115～118．

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