基于移动GIS的地名地址信息高效标准化采集系统设计与实现

江西地名研究

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摘要：为支撑数字城市和智慧城市建设，实现地名地址数据共享共用，解决地名地址信息采集填写不准确、不规范等一系列问题，本文提出利用移动GIS技术，从系统总体架构、数据库架构等方面，设计了地名地址信息调查平台。系统功能丰富，设置了统一的地名地址信息填写规范，提高了数据采集工作效率，实现了地名地址数据标准化、数字化和信息化管理，为城市数字治理提供了辅助手段。

关键词：移动GIS；地名地址；调查；地名地址数据；Android

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引言

地名地址数据是一种通用的地理空间表征，可作为大量空间信息交换的载体，与经济建设、社会发展、科学研究、国防安全、人民群众生产生活等密切相关，是对地名、地址信息的结构化描述与标识，是智慧城市建设中空间数据基础设施的重要组成部分。

近年来，随着数字城市和智慧城市建设，很多行政部门以各自业务目标为导向积累了各自行业的地名地址数据，这些数据往往都依靠本行业标准建设，由此对同一位置形成了各种各样的地名地址数据，重名现象较为普遍，对城市统一标准地址库的建设、更新、管理和应用造成了极大的阻碍，无法实现数据高效汇聚与共享共用，制约了地名地址数据价值的发挥。针对地名地址数据存在的问题，学者们在地名地址方面的研究往往集中在地址匹配技术方法上，以提升匹配精度为目标，忽略了地名地址数据统一标准的重要性。地名地址数据源的规范程度和质量情况对匹配精度起决定性作用，仅改进地址匹配算法对匹配精度的提升有一定的局限性，建立标准统一的地名地址库才是提升匹配精度的关键。

本文将移动GIS技术应用于地名地址库更新调查中，综合使用地理信息技术、移动互联网技术、数据库技术，建立了统一的地名地址信息填写规范，设计开发了地名地址库更新调查平台，实现地名地址数据获取更新的标准化、数字化和信息化，支撑地名地址库标准化更新，促进地名地址高效管理，为城市规划、人口管理、基层治理、灾害预警、执法监测等方面提供数据基础，对城市数字管理具有很实际的意义。

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系统设计

1.1 总体架构

系统采用面向服务的架构（SOA）进行设计，总体架构由5个层组成，即基础层、数据层、支撑层、功能层和用户层，系统架构图如图1所示。

1）基础层是保障系统稳定运行的基础，在云环境的基础上，为系统提供存储设备、网络设备、通信设备、服务器、移动终端等硬件环境。

2）数据层依托数据库系统和GIS平台，在统一标准下，建立基础地理数据库、地名地址数据库、用户管理数据库，管理各类空间数据和结构化数据，实现对数据快速访问和安全存储。

3）支撑层是功能应用的基础，包含GIS引擎、数据引擎、服务引擎、定位引擎，具备提供快速、高度定制化、安全性强的功能的能力。

4）功能层是系统的展示窗口，包含地图浏览、图层管理、地图测量、地图标注、地图定位、地址采集、地址查询、属性编辑、任务列表、用户管理等功能。

5）用户层是系统的使用和服务人员，包括网格员、基层工作者、志愿者、服务人员、运维人员等。

1.2 数据库设计

数据库技术是在计算机上实现组织、存储和共享数据的方法。本系统数据库包含空间数据、属性数据、系统数据和元数据等类别，具体数据库结构如图2所示。其中，空间数据包含矢量数据和栅格数据，用于存储和显示各种地图图层，为地名地址调查提供空间底图参考；属性数据为地名地址数据表，采用SQLite数据库存储和记录，是系统采集调查的核心数据；系统数据包含用户信息数据表、用户角色数据表和角色权限数据表，负责管理用户的账户信息，如用户名、加密存储的密码、用户类别、用户权限、访问图层权限等；元数据负责存储项目的数据字典（行政区划等信息）以及其他类别信息设置数据。

地名地址信息是本系统平台运行的核心，是地名地址数据获取更新的标准规范，与地名地址信息相关的数据有11个，如图3所示。

1.3 功能模块设计

本系统设计为六大模块，分别是地图功能模块、地址采集模块、查询管理模块、地址更新模块、图层管理模块、用户管理模块，每个模块都有多个功能点。系统模块图如图4所示。其中1）地图功能模块：允许用户查看地图，进行几何测量，切换视角，以及在地图上添加标注，为用户提供地理信息的可视化和交互性。2）地址采集模块：提供多种定位方式，包括GPS和网络定位，支持模板填写以确保数据完整性，并提供进度管理功能，以便跟踪地址采集的进展。3）查询管理模块：允许用户执行关键字搜索、模糊匹配、空间范围查询和属性组合查询，以便快速检索和分析地址信息。4）地址更新模块：支持地名编辑、范围面编辑、地址匹配和附件上传，以确保地址信息的及时更新和完善。5）图层管理模块：包括多个数据图层，如影像图、镇街图、网格图和房屋面的图层数据，以提供多样化的地理数据可视化选项。6）用户管理模块：提供登录管理、权限控制和后台日志功能，以确保系统的安全性、合规性和可追溯性。

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关键技术

2.1 移动GIS技术

移动GIS集成地理信息技术、计算机技术、移动通信技术和空间定位技术，以移动互联网为支撑，基于智能手机或平板电脑等终端设备实现地理信息采集、传输、处理与分析，为用户提供移动地理信息服务。随着以智能手机为代表的终端设备普及和人们对空间信息需求的增长，移动GIS已成为继WebGIS后的技术热点，也是GIS大众化发展的关键技术。由于能方便快捷地提供可靠的地理信息服务，并可运行到各种移动终端，支持用户在不同网络条件下进行有效访问，表现出低成本性、动态实时性、灵活性、移动性等优势，移动GIS已广泛应用在自然资源调查、基础数据采集、资源管理、巡查监管等工作中。

2.2 移动设备定位技术

移动设备定位技术目前主要有卫星定位和基站定位。卫星定位技术以GPS定位技术为代表，通过解算得出世界大地坐标系坐标，其单点定位精度在10-30m，但在室外某些遮挡处或建筑物内无法满足GPS信号接收的基本要求时，难以实现定位。基站定位技术利用基站对终端设备的距离来确定位置，不需要终端设备具有GPS定位能力，不存在遮挡和信号隔离问题，但其精度很大程度依赖于基站的密度，定位精度甚至会超过1km。因此，本系统综合使用这两种方式，以卫星定位为主，基站定位为辅，使移动设备在不同环境下都可进行定位。

2.3 基于ArcGIS API的移动地图技术

ArcGIS移动端API是ESRI公司为Android系统提供的移动GIS应用开发包，支持Java和Kotlin语言开发，可满足移动端地图功能开发的需求，对于ArcGIS系列软件制作发布的数据和服务兼容性好，适合开发强大的移动端GIS应用程序并部署到Android系统的终端设备上。

2.4 离线数据处理技术

本系统包含了在线与离线运行的两种应用场景。在线运行是指在有网络的环境下，采集的数据会实时同步更新到服务器中，并通过发布的地图服务实时显示到终端设备上。在线运行的优势在于能保证数据实时同步更新，但受网络环境流畅度的限制。考虑到本系统应用场景环境，在多数情况下进行地名地址信息调查采集时，无法具备流畅运行的网络条件，因此，离线数据处理是解决这一问题的解决方案。

离线数据采用了ArcGIS的.geodatabase文件存储。.geo⁃database文件是ArcGIS专门为空间数据离线化而推出的一种数据格式，该数据格式具有离线访问、数据编辑等特性。在系统使用中，使用ArcGIS for Desktop或ArcGIS Pro提供的工具将需要编辑和离线的空间数据导入到.geodatabase中，再使用ArcGIS for Server的要素服务下载数据并在移动端存储为.geodatabase，可实现系统完全离线运行。

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系统实现

系统以Android Studio作为开发平台，基于ArcGIS An⁃droid 100.11.2进行二次开发，运行在Android系统上，并支持在线和离线运行。该系统主要包括图层管理、任务中心、任务举证、日常巡检和个人中心等功能。

1）系统的基础功能有地图浏览、图层管理、地图测量、地图标注等。地图浏览：系统地图视图用于加载显示影像图、网格图、镇街图等基础底图和房屋面图层，在视图上可查看需进行地名地址信息调查的房屋空间分布情况，此外，支持对地图视图缩放、旋转平移、全图复位等基本操作。图层管理：系统提供影像图、网格图、镇街图、房屋面等图层的加载渲染、叠加显示、隐藏关闭和透明度调节等功能。地图测量：包含长度测量和面积测量，用于在地图视图上测量绘制线段的长度和绘制图形的面积。地图标注：提供文字、点、点绘线、点绘面等类型的标注，可对标注图形要素进行撤销、恢复、修改、移动、清除和保存等操作。

2）地图定位：地址信息采集过程中迫切需要定位需求，使用户能及时定位到当前要调查的房屋面。本系统的地图定位包含GPS定位和网络定位两种方式，会根据室内外环境条件，选择相应的定位方式，更好地为用户提供位置信息服务。

3）地名地址采集：地名地址采集是系统的核心功能，用户使用该功能进行地名地址信息调查，在地图视图上选择调查的房屋面，对照、核实地名地址的详细信息，填写修改所属区县、镇街、村/社区、组、路（街、巷）、号、建筑名称、栋/座、房等属性，必要时可填写备注或拍照。采集完成后，会显示当前房屋面调查完成，地名地址数据会在本地备份并回传至数据服务器中。

4）地名地址查询：系统提供全局检索、模糊匹配、分类检索、条件检索等多种查询方式，实现对地名地址信息的快速查询，并可在地图视图上显示满足查询条件的房屋面。

5）地名地址编辑：系统提供对地名地址信息的编辑，可通过地图定位或地图选点确定坐标，选择到对应的房屋面，实现对房屋地名地址信息的编辑修改，同时也支持对房屋面图形范围的编辑修改。

6）任务进度管理：在系统的任务进度管理功能中，用户可查看地名地址信息调查完成任务情况，显示当前未调查和已调查的房屋面的数量。此外，也支持在任务进度列表中选择某一任务项，修改对应房屋面的地名地址信息。

7）用户管理：面向本系统的用户层，用户管理提供用户登录、用户注销、用户权限控制、保存密码、修改密码等功能。

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系统应用

4.1 系统特色

1）多功能一体化

该系统的功能模块十分丰富，包括地图展示、移动互联网数据采集、数据库管理等多个层次，极大地提升了地名地址信息调查工作的操作性和灵活性。用户可以通过地图展示、数据采集、数据库管理等多个模块有针对性地进行工作，实现了全方位的信息管理，有效提高了工作效率。

2）多平台支持和离线模式：

该系统充分考虑到移动设备的多样性，支持平板电脑和智能手机等多种移动设备，同时采用了在线和离线混合模式。这一特点使得用户无论使用何种移动设备，都能够便捷地进行地址信息采集工作。而且，在网络条件不佳时，系统的离线模式保证了用户依然能够正常使用，极大地降低了系统对网络的依赖，确保了采集工作的连续性和可靠性。这种灵活性和适用性使得该系统在各种地理信息采集场景中表现出色，为用户提供了高效的地址信息采集解决方案。

3）支撑标准化地名地址库建设

本系统设置了统一的地名地址信息填写规范，改进了地名地址信息采集的技术手段，使数据采集过程更规范、更标准化。这不仅提高了数据质量，还减少了后续数据整理和修改更新的工作量，极大地提升了数据的可信度和可用性。作为地址信息获取的主要方式，该系统有助于对地名地址数据进行统一标准管理，为标准化地名地址库的建设提供了强有力的支持；有助于挖掘地名地址的数据价值，拓展更深层次的数据应用。

4.2 应用效果

在广州市南沙区，外业调查人员需要对区内的新建房屋、道路、公共设施等大规模的地址地名信息进行调查和更新，以确保地名地址数据的准确性和完整性。由于南沙区地域广阔，包括城市和农村地区，拥有复杂多样的地名信息，传统的纸质记录和手动数据输入方式效率低下，且容易出现错误。作业调查人员使用本地址信息采集移动端系统替代传统纸质记录方法后，取得了以下显著效果：

1）灵活的混合采集模式：此系统包含在线+离线的混合采集模式，系统的离线模式允许调查员工在网络信号不稳定的地方进行数据采集，无须担心数据丢失或中断。一旦回到网络覆盖区域，采集的数据可以即时同步到后台数据库，确保了数据的及时性和可用性。

2）标准化数据录入：系统的标准化填写规范确保了数据的一致性和准确性，减少了数据录入错误的风险，简化了后续数据处理流程。

3）多团队协同：系统提供任务分配和进度管理功能，不仅让团队内部更好地协同工作，还能实现多团队之间的协同合作。任务可以被分配给不同的调查团队，而管理员能够随时追踪和监控任务的进度，确保工作有序进行。

4）大范围高效标准化采集：使用该系统后，外业调查团队的工作效率大大提升，他们能够快速、准确地收集和更新较大范围内的地名地址信息，为城市的规划管理、基础设施建设和资源调度提供了精准的数据支持，提升了城市的数字化治理能力。

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结束语

本文基于移动GIS技术，综合使用了地理信息系统、移动互联网、数据库等技术，充分考虑地名地址信息调查工作的需求，设计实现了地名地址信息调查系统，包含丰富的功能模块，可操作性和灵活性强，并设置了统一的地名地址信息填写规范，改进了地名地址信息采集的技术手段，实现了地名地址数据的标准化、数字化和信息化，很好地解决了当前地名地址信息采集填写不规范等问题，为数据采集工作提供了便利。此外，本系统作为地址信息获取的直接方式，有利于从源头上对地名地址数据进行统一标准管理，很好地支撑标准化地名地址库建设，为挖掘数据价值打下了坚实基础，对地名地址数据成果应用具有重大意义。

作者：陈可蕴，赵林峰，柳翠明，马潮华

来源：《测绘与空间地理信息》2025年第1期

选稿：耿 曈

编辑：杜佳玲

校对：江 桐

审订：欧阳莉艳

责编：耿 曈

（由于版面内容有限，文章注释内容请参照原文）

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