基于移動GIS的地名地址信息高效標準化采集系統設計與實現

江西地名研究

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摘要：為支撐數字城市和智慧城市建設，實現地名地址數據共享共用，解決地名地址信息采集填寫不準確、不規范等一系列問題，本文提出利用移動GIS技術，從系統總體架構、數據庫架構等方面，設計了地名地址信息調查平臺。系統功能豐富，設置了統一的地名地址信息填寫規范，提高了數據采集工作效率，實現了地名地址數據標準化、數字化和信息化管理，為城市數字治理提供了輔助手段。

關鍵詞：移動GIS；地名地址；調查；地名地址數據；Android

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引言

地名地址數據是一種通用的地理空間表征，可作為大量空間信息交換的載體，與經濟建設、社會發展、科學研究、國防安全、人民群眾生產生活等密切相關，是對地名、地址信息的結構化描述與標識，是智慧城市建設中空間數據基礎設施的重要組成部分。

近年來，隨著數字城市和智慧城市建設，很多行政部門以各自業務目標為導向積累了各自行業的地名地址數據，這些數據往往都依靠本行業標準建設，由此對同一位置形成了各種各樣的地名地址數據，重名現象較為普遍，對城市統一標準地址庫的建設、更新、管理和應用造成了極大的阻礙，無法實現數據高效匯聚與共享共用，制約了地名地址數據價值的發揮。針對地名地址數據存在的問題，學者們在地名地址方面的研究往往集中在地址匹配技術方法上，以提升匹配精度為目標，忽略了地名地址數據統一標準的重要性。地名地址數據源的規范程度和質量情況對匹配精度起決定性作用，僅改進地址匹配算法對匹配精度的提升有一定的局限性，建立標準統一的地名地址庫才是提升匹配精度的關鍵。

本文將移動GIS技術應用于地名地址庫更新調查中，綜合使用地理信息技術、移動互聯網技術、數據庫技術，建立了統一的地名地址信息填寫規范，設計開發了地名地址庫更新調查平臺，實現地名地址數據獲取更新的標準化、數字化和信息化，支撐地名地址庫標準化更新，促進地名地址高效管理，為城市規劃、人口管理、基層治理、災害預警、執法監測等方面提供數據基礎，對城市數字管理具有很實際的意義。

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系統設計

1.1 總體架構

系統采用面向服務的架構（SOA）進行設計，總體架構由5個層組成，即基礎層、數據層、支撐層、功能層和用戶層，系統架構圖如圖1所示。

1）基礎層是保障系統穩定運行的基礎，在云環境的基礎上，為系統提供存儲設備、網絡設備、通信設備、服務器、移動終端等硬件環境。

2）數據層依托數據庫系統和GIS平臺，在統一標準下，建立基礎地理數據庫、地名地址數據庫、用戶管理數據庫，管理各類空間數據和結構化數據，實現對數據快速訪問和安全存儲。

3）支撐層是功能應用的基礎，包含GIS引擎、數據引擎、服務引擎、定位引擎，具備提供快速、高度定制化、安全性強的功能的能力。

4）功能層是系統的展示窗口，包含地圖瀏覽、圖層管理、地圖測量、地圖標注、地圖定位、地址采集、地址查詢、屬性編輯、任務列表、用戶管理等功能。

5）用戶層是系統的使用和服務人員，包括網格員、基層工作者、志愿者、服務人員、運維人員等。

1.2 數據庫設計

數據庫技術是在計算機上實現組織、存儲和共享數據的方法。本系統數據庫包含空間數據、屬性數據、系統數據和元數據等類別，具體數據庫結構如圖2所示。其中，空間數據包含矢量數據和柵格數據，用于存儲和顯示各種地圖圖層，為地名地址調查提供空間底圖參考；屬性數據為地名地址數據表，采用SQLite數據庫存儲和記錄，是系統采集調查的核心數據；系統數據包含用戶信息數據表、用戶角色數據表和角色權限數據表，負責管理用戶的賬戶信息，如用戶名、加密存儲的密碼、用戶類別、用戶權限、訪問圖層權限等；元數據負責存儲項目的數據字典（行政區劃等信息）以及其他類別信息設置數據。

地名地址信息是本系統平臺運行的核心，是地名地址數據獲取更新的標準規范，與地名地址信息相關的數據有11個，如圖3所示。

1.3 功能模塊設計

本系統設計為六大模塊，分別是地圖功能模塊、地址采集模塊、查詢管理模塊、地址更新模塊、圖層管理模塊、用戶管理模塊，每個模塊都有多個功能點。系統模塊圖如圖4所示。其中1）地圖功能模塊：允許用戶查看地圖，進行幾何測量，切換視角，以及在地圖上添加標注，為用戶提供地理信息的可視化和交互性。2）地址采集模塊：提供多種定位方式，包括GPS和網絡定位，支持模板填寫以確保數據完整性，并提供進度管理功能，以便跟蹤地址采集的進展。3）查詢管理模塊：允許用戶執行關鍵字搜索、模糊匹配、空間范圍查詢和屬性組合查詢，以便快速檢索和分析地址信息。4）地址更新模塊：支持地名編輯、范圍面編輯、地址匹配和附件上傳，以確保地址信息的及時更新和完善。5）圖層管理模塊：包括多個數據圖層，如影像圖、鎮街圖、網格圖和房屋面的圖層數據，以提供多樣化的地理數據可視化選項。6）用戶管理模塊：提供登錄管理、權限控制和后臺日志功能，以確保系統的安全性、合規性和可追溯性。

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關鍵技術

2.1 移動GIS技術

移動GIS集成地理信息技術、計算機技術、移動通信技術和空間定位技術，以移動互聯網為支撐，基于智能手機或平板電腦等終端設備實現地理信息采集、傳輸、處理與分析，為用戶提供移動地理信息服務。隨著以智能手機為代表的終端設備普及和人們對空間信息需求的增長，移動GIS已成為繼WebGIS后的技術熱點，也是GIS大眾化發展的關鍵技術。由于能方便快捷地提供可靠的地理信息服務，并可運行到各種移動終端，支持用戶在不同網絡條件下進行有效訪問，表現出低成本性、動態實時性、靈活性、移動性等優勢，移動GIS已廣泛應用在自然資源調查、基礎數據采集、資源管理、巡查監管等工作中。

2.2 移動設備定位技術

移動設備定位技術目前主要有衛星定位和基站定位。衛星定位技術以GPS定位技術為代表，通過解算得出世界大地坐標系坐標，其單點定位精度在10-30m，但在室外某些遮擋處或建筑物內無法滿足GPS信號接收的基本要求時，難以實現定位。基站定位技術利用基站對終端設備的距離來確定位置，不需要終端設備具有GPS定位能力，不存在遮擋和信號隔離問題，但其精度很大程度依賴于基站的密度，定位精度甚至會超過1km。因此，本系統綜合使用這兩種方式，以衛星定位為主，基站定位為輔，使移動設備在不同環境下都可進行定位。

2.3 基于ArcGIS API的移動地圖技術

ArcGIS移動端API是ESRI公司為Android系統提供的移動GIS應用開發包，支持Java和Kotlin語言開發，可滿足移動端地圖功能開發的需求，對于ArcGIS系列軟件制作發布的數據和服務兼容性好，適合開發強大的移動端GIS應用程序并部署到Android系統的終端設備上。

2.4 離線數據處理技術

本系統包含了在線與離線運行的兩種應用場景。在線運行是指在有網絡的環境下，采集的數據會實時同步更新到服務器中，并通過發布的地圖服務實時顯示到終端設備上。在線運行的優勢在于能保證數據實時同步更新，但受網絡環境流暢度的限制。考慮到本系統應用場景環境，在多數情況下進行地名地址信息調查采集時，無法具備流暢運行的網絡條件，因此，離線數據處理是解決這一問題的解決方案。

離線數據采用了ArcGIS的.geodatabase文件存儲。.geo?database文件是ArcGIS專門為空間數據離線化而推出的一種數據格式，該數據格式具有離線訪問、數據編輯等特性。在系統使用中，使用ArcGIS for Desktop或ArcGIS Pro提供的工具將需要編輯和離線的空間數據導入到.geodatabase中，再使用ArcGIS for Server的要素服務下載數據并在移動端存儲為.geodatabase，可實現系統完全離線運行。

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系統實現

系統以Android Studio作為開發平臺，基于ArcGIS An?droid 100.11.2進行二次開發，運行在Android系統上，并支持在線和離線運行。該系統主要包括圖層管理、任務中心、任務舉證、日常巡檢和個人中心等功能。

1）系統的基礎功能有地圖瀏覽、圖層管理、地圖測量、地圖標注等。地圖瀏覽：系統地圖視圖用于加載顯示影像圖、網格圖、鎮街圖等基礎底圖和房屋面圖層，在視圖上可查看需進行地名地址信息調查的房屋空間分布情況，此外，支持對地圖視圖縮放、旋轉平移、全圖復位等基本操作。圖層管理：系統提供影像圖、網格圖、鎮街圖、房屋面等圖層的加載渲染、疊加顯示、隱藏關閉和透明度調節等功能。地圖測量：包含長度測量和面積測量，用于在地圖視圖上測量繪制線段的長度和繪制圖形的面積。地圖標注：提供文字、點、點繪線、點繪面等類型的標注，可對標注圖形要素進行撤銷、恢復、修改、移動、清除和保存等操作。

2）地圖定位：地址信息采集過程中迫切需要定位需求，使用戶能及時定位到當前要調查的房屋面。本系統的地圖定位包含GPS定位和網絡定位兩種方式，會根據室內外環境條件，選擇相應的定位方式，更好地為用戶提供位置信息服務。

3）地名地址采集：地名地址采集是系統的核心功能，用戶使用該功能進行地名地址信息調查，在地圖視圖上選擇調查的房屋面，對照、核實地名地址的詳細信息，填寫修改所屬區縣、鎮街、村/社區、組、路（街、巷）、號、建筑名稱、棟/座、房等屬性，必要時可填寫備注或拍照。采集完成后，會顯示當前房屋面調查完成，地名地址數據會在本地備份并回傳至數據服務器中。

4）地名地址查詢：系統提供全局檢索、模糊匹配、分類檢索、條件檢索等多種查詢方式，實現對地名地址信息的快速查詢，并可在地圖視圖上顯示滿足查詢條件的房屋面。

5）地名地址編輯：系統提供對地名地址信息的編輯，可通過地圖定位或地圖選點確定坐標，選擇到對應的房屋面，實現對房屋地名地址信息的編輯修改，同時也支持對房屋面圖形范圍的編輯修改。

6）任務進度管理：在系統的任務進度管理功能中，用戶可查看地名地址信息調查完成任務情況，顯示當前未調查和已調查的房屋面的數量。此外，也支持在任務進度列表中選擇某一任務項，修改對應房屋面的地名地址信息。

7）用戶管理：面向本系統的用戶層，用戶管理提供用戶登錄、用戶注銷、用戶權限控制、保存密碼、修改密碼等功能。

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系統應用

4.1 系統特色

1）多功能一體化

該系統的功能模塊十分豐富，包括地圖展示、移動互聯網數據采集、數據庫管理等多個層次，極大地提升了地名地址信息調查工作的操作性和靈活性。用戶可以通過地圖展示、數據采集、數據庫管理等多個模塊有針對性地進行工作，實現了全方位的信息管理，有效提高了工作效率。

2）多平臺支持和離線模式：

該系統充分考慮到移動設備的多樣性，支持平板電腦和智能手機等多種移動設備，同時采用了在線和離線混合模式。這一特點使得用戶無論使用何種移動設備，都能夠便捷地進行地址信息采集工作。而且，在網絡條件不佳時，系統的離線模式保證了用戶依然能夠正常使用，極大地降低了系統對網絡的依賴，確保了采集工作的連續性和可靠性。這種靈活性和適用性使得該系統在各種地理信息采集場景中表現出色，為用戶提供了高效的地址信息采集解決方案。

3）支撐標準化地名地址庫建設

本系統設置了統一的地名地址信息填寫規范，改進了地名地址信息采集的技術手段，使數據采集過程更規范、更標準化。這不僅提高了數據質量，還減少了后續數據整理和修改更新的工作量，極大地提升了數據的可信度和可用性。作為地址信息獲取的主要方式，該系統有助于對地名地址數據進行統一標準管理，為標準化地名地址庫的建設提供了強有力的支持；有助于挖掘地名地址的數據價值，拓展更深層次的數據應用。

4.2 應用效果

在廣州市南沙區，外業調查人員需要對區內的新建房屋、道路、公共設施等大規模的地址地名信息進行調查和更新，以確保地名地址數據的準確性和完整性。由于南沙區地域廣闊，包括城市和農村地區，擁有復雜多樣的地名信息，傳統的紙質記錄和手動數據輸入方式效率低下，且容易出現錯誤。作業調查人員使用本地址信息采集移動端系統替代傳統紙質記錄方法后，取得了以下顯著效果：

1）靈活的混合采集模式：此系統包含在線+離線的混合采集模式，系統的離線模式允許調查員工在網絡信號不穩定的地方進行數據采集，無須擔心數據丟失或中斷。一旦回到網絡覆蓋區域，采集的數據可以即時同步到后臺數據庫，確保了數據的及時性和可用性。

2）標準化數據錄入：系統的標準化填寫規范確保了數據的一致性和準確性，減少了數據錄入錯誤的風險，簡化了后續數據處理流程。

3）多團隊協同：系統提供任務分配和進度管理功能，不僅讓團隊內部更好地協同工作，還能實現多團隊之間的協同合作。任務可以被分配給不同的調查團隊，而管理員能夠隨時追蹤和監控任務的進度，確保工作有序進行。

4）大范圍高效標準化采集：使用該系統后，外業調查團隊的工作效率大大提升，他們能夠快速、準確地收集和更新較大范圍內的地名地址信息，為城市的規劃管理、基礎設施建設和資源調度提供了精準的數據支持，提升了城市的數字化治理能力。

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結束語

本文基于移動GIS技術，綜合使用了地理信息系統、移動互聯網、數據庫等技術，充分考慮地名地址信息調查工作的需求，設計實現了地名地址信息調查系統，包含豐富的功能模塊，可操作性和靈活性強，并設置了統一的地名地址信息填寫規范，改進了地名地址信息采集的技術手段，實現了地名地址數據的標準化、數字化和信息化，很好地解決了當前地名地址信息采集填寫不規范等問題，為數據采集工作提供了便利。此外，本系統作為地址信息獲取的直接方式，有利于從源頭上對地名地址數據進行統一標準管理，很好地支撐標準化地名地址庫建設，為挖掘數據價值打下了堅實基礎，對地名地址數據成果應用具有重大意義。

作者：陳可蘊，趙林峰，柳翠明，馬潮華

來源：《測繪與空間地理信息》2025年第1期

選稿：耿 曈

編輯：杜佳玲

校對：江 桐

審訂：歐陽莉艷

責編：耿 曈

（由于版面內容有限，文章注釋內容請參照原文）

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