地名地址地理空間位置與服務標準化探討

兀 偉，鄧國慶，黃 琛，王煥萍

（1.國家測繪地理信息局測繪標準化研究所，陜西 西安 710054）

當前，我國正在實施“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃和國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略，而地理空間信息是其重要的時空參照，沒有標準化的地理空間和時間序列數(shù)據(jù)支撐，大數(shù)據(jù)則無法充分發(fā)揮其作用。隨著信息技術與地理信息技術融合的不斷加強，特別是全球衛(wèi)星導航定位服務的廣泛應用，使得一些新的地理信息服務業(yè)態(tài)不斷涌現(xiàn)，如滴滴打車、神州專車、共享單車和網(wǎng)上交友等。這些服務的便利性和優(yōu)越性得到人們的廣泛認可，并被迅速推廣和發(fā)展，成為信息時代的熱點。定位、尋址和位置服務技術的普及，使得人們對地理空間位置信息的關注度越來越高。地名地址是基礎性地理信息，是地理位置的一種文字描述方式，可作為大數(shù)據(jù)時代地理位置的標識；同時，它蘊涵在各種大數(shù)據(jù)信息中，是多源大數(shù)據(jù)信息的泛在屬性，不僅具有定位功能，而且可描述各類信息，是各類信息資源溝通的“橋梁”，以及多源信息整合、交換與共享的基礎。因此，地名地址在推進社會信息化進程，提高社會管理和公共服務水平方面發(fā)揮著不可或缺的作用。近年來，許多發(fā)達國家為實現(xiàn)地名地址數(shù)據(jù)集成、管理和服務，建立了統(tǒng)一的地名地址數(shù)據(jù)庫與服務系統(tǒng)。

在日常生活中，如果地名地址僅用文字描述，不與空間地理坐標相關聯(lián)，往往不能很好地發(fā)揮空間參照作用，既影響其在定位、尋址和基于位置服務中的應用，又影響其溝通各類信息資源“橋梁”作用的發(fā)揮。因此，為文字描述的地名地址增加地理空間位置坐標是更好地發(fā)揮其空間參照作用的關鍵，能更好地發(fā)揮其在信息集成、融合，定位，位置服務等社會化應用中的作用。本文根據(jù)國外地名地址系統(tǒng)建設與標準化現(xiàn)狀，探討了地名地址系統(tǒng)需解決的問題和對標準化的需求。

1 國外地名地址系統(tǒng)建設與標準化

為實現(xiàn)地名地址信息集成、融合，解決社會化服務需要，國外許多國家制定了統(tǒng)一標準，建立了地名地址文件或數(shù)據(jù)庫，以公共平臺的方式提供應用服務，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的空間化、統(tǒng)一化和規(guī)范化。

1）澳大利亞地址系統(tǒng)建設與標準化。澳大利亞公共制圖機構（PSMA）為了統(tǒng)一地址實體的地理空間位置描述，并與空間數(shù)據(jù)進行融合，在AS/NZS 4819:2011《地理信息城鄉(xiāng)地址標準》的指導下建立了國家地址地理編碼文件（G-NAF）。AS/NZS 4819:2011《地理信息城鄉(xiāng)地址標準》是為滿足構建統(tǒng)一城市和鄉(xiāng)村尋址系統(tǒng)需求而制定的，規(guī)定了地名地址實體確定、街道和地理位置地址命名、地名地址相關信息記錄與制圖以及地名地址標識方法等方面的內(nèi)容，滿足了地址地理空間位置規(guī)范化描述的需要[1]。

G-NAF文件提供了澳大利亞全國區(qū)域、街道和宗地3個等級的地址。為了避免重復或同址異名問題，PSMA將全國各地提供的3 000萬條地址信息整理合并為1 350萬余條作為G-NAF地址，并將同一地址的其他名稱確定為別名，以屬性的方式存儲[2]。

2）英國地名地址數(shù)據(jù)集建設與服務。英國地形測量局（OS）為實現(xiàn)全國范圍定位、尋址和位置服務，建成了由地址數(shù)據(jù)層和地址數(shù)據(jù)二層構成的地址數(shù)據(jù)集，并作為地理空間框架數(shù)據(jù)庫的4個數(shù)據(jù)層之一。OS制定了面向地址數(shù)據(jù)的系列技術規(guī)范，規(guī)定了地址數(shù)據(jù)模型、屬性內(nèi)容、生命周期、輸出格式和服務等。

OS地址數(shù)據(jù)層包含約2 900萬條地址實體數(shù)據(jù)，分別為：住宅和商業(yè)點的皇家郵政地址（PAF）實體數(shù)據(jù)約2 700萬條；教堂、會堂、停車場和公共設施等的非郵政地址實體數(shù)據(jù)約150萬條；多用途住宅或建筑物地址實體數(shù)據(jù)約20萬條[3]。這些地址實體可能有OS大比例尺地圖所采集的房屋或建筑物與之對應，也可能沒有地理實體與之對應。

3）美國地名地址數(shù)據(jù)庫建設與標準化。美國聯(lián)邦地理數(shù)據(jù)委員會（FGDC）制定了美國街道、地標和郵政地址數(shù)據(jù)標準（FGDC-STD-016-2011）。該標準由格式、各種狀態(tài)的地名地址數(shù)據(jù)組成，為推進全國范圍基本地名地址數(shù)據(jù)庫建設而制定。FGDC-STD-016-2011標準提供了街道、地標、郵政投遞地址和地址參考系統(tǒng)等地名地址數(shù)據(jù)的定義、數(shù)據(jù)分類、數(shù)據(jù)質量和數(shù)據(jù)交換[4]。在地理編碼方面，F(xiàn)GDC-STD-016-2011標準規(guī)定了基于平面直角坐標、經(jīng)緯度坐標、美國國家格網(wǎng)（USNG）和高程坐標的地名地址地理位置編碼規(guī)則。

美國人口調(diào)查局為了便于地名地址地理實體空間位置定位和人口調(diào)查員調(diào)查，進而實現(xiàn)人口普查相關數(shù)據(jù)與地理實體和空間位置的關聯(lián)，建立了拓撲集成地理編碼和參照數(shù)據(jù)庫（TIGER）。TIGER對美國范圍內(nèi)的街道、河流、鐵路、住宅單元等地址實體的地理空間位置以及這些地址實體間的關系進行有組織、精確的描述[5]。

2 地名地址標準化對象分析

由國外地名地址系統(tǒng)建設與標準化現(xiàn)狀可知，制定統(tǒng)一標準，規(guī)范地名地址信息，既是地名地址數(shù)據(jù)采集和規(guī)范化處理，建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫與服務系統(tǒng)的基礎；也是實現(xiàn)地名地址數(shù)據(jù)與地理空間坐標、空間數(shù)據(jù)中對應地理實體相關聯(lián)，滿足社會化應用服務要求的前提和保障。地名地址數(shù)據(jù)庫與服務系統(tǒng)建設需要解決地名地址定義、對象分類、數(shù)據(jù)模型和地理空間位置描述等標準化問題。

2.1 地名地址定義

地名地址數(shù)據(jù)庫與服務系統(tǒng)首先需界定其概念、明確對象范圍，以實現(xiàn)統(tǒng)一認識。國外標準中對地址概念進行了明確定義和說明：

G-NAF文件對地址的定義為“描述、標注或確定一個實際或虛擬的空間參考位置點”[2]。OS地址數(shù)據(jù)層對地址的定義為“定義一個有一定使用期、所有權或功能，且有一定占地面積、從屬關系和固定位置的現(xiàn)實世界對象，其位置用代碼點（CPLC）或多個興趣點描述”[3]。FGDC-STD-016-2011標準對地址的定義為“指定一個特定大街或地標的參考位置或指定一個郵政投遞點的位置”[4]。

由此可見，國外地名地址數(shù)據(jù)庫與服務系統(tǒng)面向地址。地名與地址是兩個有區(qū)別且聯(lián)系密切的概念，均具有社會化特征。地址是對人們生產(chǎn)、生活和各類活動場所空間位置的結構化描述和指稱，是描述地理空間位置最常用的一種方式；其所描述對象往往是具體位置點，在實地可能有也可能沒有地理實體與之對應。地名是人們區(qū)別指位性和社會性地理實體的語言描述，所描述對象具有一定占地面積和固定位置；在現(xiàn)實世界有地理實體與之對應，是地址準確描述的重要組成部分。

2.2 地名地址對象分類

國外地名地址數(shù)據(jù)文件均面向其要素建立了統(tǒng)一的分類體系，其要素分類細化到具體門牌地址；但由于現(xiàn)實狀況、數(shù)據(jù)來源、處理方式、認識差異和應用服務需求等原因，國外地名地址要素分類有所不同。國外具有代表性的地名地址要素分類見表1。

表1 國外具有代表性的地名地址內(nèi)容分類

2.3 數(shù)據(jù)模型的內(nèi)容

地名地址是經(jīng)過多年發(fā)展演變而形成的，各地方各部門因應用目的不同，描述地名地址信息的方式、結構和狀態(tài)也千差萬別，因此如果沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，既不利于地名地址信息的完整性、通用性和易讀性，又很難對信息進行整合集成。國外地名地址數(shù)據(jù)庫多基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型構建，具體情況為：G-NAF文件基于XML建立了有組織的數(shù)據(jù)模型，內(nèi)容包括地址分類、地理空間位置描述、所屬各級地名與相關文字描述、各類代碼標識。OS地址數(shù)據(jù)層也構建了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，確定了地址內(nèi)容分類、相關標識、名稱屬性完整描述、地理空間位置描述等內(nèi)容。FGDC-STD-016-2011構建了由地名地址數(shù)據(jù)元素內(nèi)容、數(shù)據(jù)屬性內(nèi)容、坐標參考系統(tǒng)、數(shù)據(jù)類型與相應語法規(guī)則、XML模式描述等信息構成的數(shù)據(jù)模型。

數(shù)據(jù)模型是對人們生產(chǎn)、生活場所（即地名地址）地理空間位置的結構化描述，有利于信息的無歧義標識和定位。

2.4 地理空間位置描述

地名地址與地理空間位置匹配，并與地理信息數(shù)據(jù)對應實體相結合，是地名地址空間化，滿足定位和位置服務需求的關鍵。地名地址地理空間位置描述基于空間參照系和地理編碼實現(xiàn)?？臻g參照系提供位置基礎，地理編碼將地名地址與地球表面位置以及對應地理實體相結合，實現(xiàn)地名地址信息空間化定位和實體化。為規(guī)范地名地址地理空間位置描述，國外地名地址數(shù)據(jù)庫多基于空間參照系，構建了地名地址的地理編碼規(guī)則，具體情況為：

1）G-NAF文件基于GDA94空間參照系和經(jīng)緯度坐標對地址進行地理編碼，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)文件中地址地理空間坐標的統(tǒng)一描述。G-NAF地理編碼由地址點實體和地理空間坐標組成，地址點實體地理編碼的基礎位置是“質心”，即一個有邊界地理實體多邊形的幾何中心?？紤]到不同使用者對同一地址所關注位置點可能不同，地理編碼也可選擇具體興趣點，地理編碼位置見圖1[2]。

圖1 G-NAF地理編碼位置

2）OS地址數(shù)據(jù)層基于英國國家格網(wǎng)（BNG）或經(jīng)緯網(wǎng)參照系進行地理編碼。它以地址對象的幾何中心或興趣點為地理編碼位置，其中興趣點包括一般內(nèi)部點、西南角100 m BNG點、所在街道起點、郵政單元通用位置點和行政管理區(qū)域中心。OS地址通過地理編碼與地球表面上地理位置對應，實現(xiàn)地址位置的顯示，并與地圖上的房屋或構筑物等地理實體對應。

3）TIGER數(shù)據(jù)庫基于軸線、非軸線性和區(qū)域系統(tǒng)等間接空間參照進行地理編碼。其地理編碼分為定位到街道和區(qū)域兩種，其中定位到街道是將住宅單元按門牌位置以點位的形式在街道上定位；定位到區(qū)域是將行政區(qū)域、郵政區(qū)域或街道轄區(qū)地址與空間數(shù)據(jù)庫中對應地理實體進行匹配，再定位到地理實體中心按地址點進行地理編碼。由于現(xiàn)實生活中地址數(shù)據(jù)來源復雜，因此在大多數(shù)情況下，TIGER數(shù)據(jù)庫多采用定位到街道和定位到區(qū)域混合的方式實現(xiàn)定位，地理編碼示例見圖2[5]。綜上所述，地名地址應滿足結構化、唯一的地理標識和確定位置信息的要求，以實現(xiàn)位置信息描述的穩(wěn)定，便于讀取和易于理解。

圖2 TIGER地理編碼示例

3 地名地址標準化需求

地名地址信息為政府規(guī)劃、管理和應急響應提供服務，并為社會經(jīng)濟信息的管理、調(diào)查、統(tǒng)計、分析和可視化表達提供支撐，也是導航、路線設計、位置服務、市場分析等商業(yè)活動的關鍵數(shù)據(jù)。地名地址標準化不但提高了政府的管理水平和效率，而且為社會公眾服務提供了便利，對于現(xiàn)代服務業(yè)和公共文化服務體系的發(fā)展具有重要支撐作用。從地名地址應用服務需求來看，其標準化應解決以下問題：

1）明確地名與地址的定義，實現(xiàn)對其概念的統(tǒng)一界定和認識；

2）統(tǒng)一規(guī)定地名地址分級、分類，形成完整的分類系統(tǒng)（系統(tǒng)類別），便于地址數(shù)據(jù)管理和使用；

3）規(guī)定地名地址數(shù)據(jù)的構成元素、屬性以及數(shù)據(jù)庫和文件中需儲存的內(nèi)容；

4）確定地名地址位置描述所需的定位參照系、地理位置坐標、地理編碼等，實現(xiàn)其空間化；

5）實現(xiàn)地名地址與街道、建筑物等地理實體的對應，使地名地址實體化，而不是僅加載在地理空間坐標上，以利于數(shù)據(jù)層的建立和兼容共享；

6）規(guī)定統(tǒng)一的地名地址數(shù)據(jù)模型和XML描述架構，實現(xiàn)民政、住建、公安、測繪、郵政等部門數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，為數(shù)據(jù)采集、管理、交換共享，進而匯聚成大數(shù)據(jù)提供依據(jù)；

7）規(guī)定地名地址數(shù)據(jù)質量內(nèi)容、測試方法（錯誤提取和缺陷識別）和程序；

8）在“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)時代，實現(xiàn)地名地址與多源大數(shù)據(jù)的結合，推動信息服務的規(guī)范化。

4 結 語

地名地址是政府部門和公眾使用最廣泛的位置描述方式，已應用于人們生產(chǎn)、生活的各個領域，其描述方式包括文字、地理標識符、數(shù)字等。對于特定地理實體或地域位置的描述始終受社會各方面的制約，

并隨著人類文明和社會經(jīng)濟的發(fā)展而不斷演變。如果地名地址描述不規(guī)范，就不能形成互聯(lián)互通、交換共享的數(shù)據(jù)，因此地名地址建設需要標準先行。本文基于對國外地名地址系統(tǒng)建設與標準化的分析提出了急需標準化的對象，但地名地址存在描述多樣、構成復雜和應用廣泛等特點，其標準化建設是一項基礎性工作，還需做好頂層設計，構建標準體系，以便為系統(tǒng)進行標準化工作提供依據(jù)。