5地名地址信息获取、管理与服务关键技术及应用.pdf

项目简介（限1000字） 地名地址作为国家战略性基础地理信息资源，在国家治理、经济建设、国防外 交、文化传承等方面发挥着重要作用。长期以来，我国对于地名地址的管理和使用比 较混乱，普遍存在地名地址标准规范匮乏、地名地址信息获取困难和服务水平低等问 题，难以满足当前国家重大发展战略和地方建设的应用需求。本项目围绕我国地名地 址信息管理和应用的需求，按照“基础研究—核心技术—软件系统—工程应用— 标准规范”的基本思路，借鉴先进的大数据、人工智能和地理信息技术，开展地名地 址分类编码、信息表达、时空数据模型等方面的理论研究，突破地名地址信息采集、 编码、匹配、空间化等关键技术，研发具有完全自主知识产权的系列基础平台和应用 系统，制定针对地名地址命名、表达、采集、管理与服务技术的多套国家标准，并在 民政、公安、气象等多个行业推广应用，形成地名地址信息资源获取、管理与服务标 准化、智能化、共享化的新途径，为我国智慧城市建设、区域可持续发展和“一带一 路”等国家重大发展战略和地方经济发展提供技术支撑。 本项目研究任务主要来源于国家重点研发计划、国家科技支撑计划、国家自然科 学基金和部委计划。项目牵头单位南京师范大学联合国家基础地理信息中心、公安部 第一研究所、民政部地名研究所、速度时空信息科技股份有限公司、南京大峡谷信息 科技有限公司、南京一束光信息科技有限公司组建研发团队。自2007年以来，在国家 重点研发计划等10项国家级项目和横向项目支持下，系统、深入、持久地开展地名地 址信息管理与服务的创新性关键技术和应用研究，获授权发明专利5件（含国际专利1 件）和软件著作权52项，发表论文52篇，出版专著5部，主持和参与制定国家标准7项 ，获得省部级奖6项。特别是将“政、产、学、研、用”有机结合，不仅取得关键理 论和技术上的重大突破，更以解决国家重大应用需求为己任，积极创新创业，将科研 成果转化落地，研制了通用和行业标准地名地址信息库，研发了一系列具有完全自主 知识产权的、国内领先的软件产品，在测绘、公安、民政、税务、气象、导航等领域 得到全面应用，产生了良好的社会经济效益。通过本项目研究，开辟了地名地址信息 资源获取、管理与服务智能化、标准化、共享化的新途径，在我国智慧城市建设、区 域可持续发展、“一带一路”国家发展战略和地方经济发展中,具有十分广阔的应用 前景。 三、科 技 创 新 科技创新（限5000字） 一、立项背景 地名地址作为不可或缺的基础地理信息和社会公共信息，在国家治理、经济建设 、国防外交、文化传承等方面发挥着重要作用。长期以来，我国对于地名地址的管理 和使用比较混乱，普遍存在地名地址标准规范匮乏、地名地址信息获取困难和服务水 平低等问题，难以满足当前国家重大发展战略和地方建设的应用需求。国家“十二五 ”、“十三五”中长期科技发展规划、地理信息产业发展规划、智慧城市建设规划等 国家和行业发展规划中，明确将地名地址作为国家战略性基础地理信息资源。2019年 ，国家自然资源部发布《智慧城市时空大数据平台建设技术大纲》，明确要求建设系 统、完善的标准地名地址信息库，实现高效、精准、实用的地名地址匹配服务技术， 建立智慧城市中时空数据和非时空数据的有序化组织与关联。 长期以来，我国地名地址管理主要由民政、测绘、公安、住建和规划等部门进行 多头管理，各个部门先后制定了一系列的标准规范，分别构建了不同内容范围和质量 的地名地址信息库。由于部门之间缺少有效的信息共享，各自的优势没有能够得到充 分发挥，导致信息管理的有效性、应用服务的可用性没有得到很好的体现。近年来， 互联网地图发展较为迅速，地名地址信息丰富、更新快，但是存在显著的不规范化和 不一致性问题。在地名地址信息服务方面，目前只有极少数城市建立了以查询为主的 地名地址公共服务平台。因此，结合我国地名地址的地域特征和文化特点，综合考虑 国家与各级部门的行政管理职能，充分利用大数据、人工智能和地理信息技术，系统 开展我国地名地址信息获取、管理与服务等方面理论、方法与关键技术研究，有助于 建立我国统一的时空基础信息框架，提升政府部门的协同管理职能，为国家智慧城市 建设和全球可持续发展提供坚实的数据保障和先进的技术支撑。 二、科技含量 2.1总体思路 围绕我国地名地址信息管理和应用的需求，在国家重点研发计划等项目支持下， 开展地名地址时空数据模型、分类编码、信息表达以及信息库构建技术等方面的研究 ，突破地名地址信息采集、编码、匹配、空间化等关键技术，研发地名地址信息管理 服务平台及应用系统，并在多个行业推广应用。 2.2创新理论与技术 （1）地名地址信息的规范化表达和管理方法 系统梳理不同领域的地名地址的数据特点和应用需求，建立了基础地名分类与代 码和地名编码方案；构建了通用的地址描述模型，提出了“空间— 要素”双重地址编码和基于全球离散格网的地名地址编码方法，有效解决了地名地址 的规范化描述和表达问题。 构建了时空一体化的地名地址数据模型，实现了地名地址信息的全生命周期管理 ；通过分析地名、地址、兴趣点之间的关联关系，构建了地名地址信息的关联模型； 提出了顾及字符特征的地名地址索引方法，为地名地址的高性能查询、关联更新和服 务奠定了基础。 （2）多源地名地址信息获取与整合技术 针对自然语言中地名地址信息描述的散性、模糊性和不确定性等特点，制定了地 名地址信息的标注体系和详细的标注规范，构建了大规模、高质量的标注语料库、语 义知识库和词向量集；提出了基于规则模型和机器学习模型的时间信息抽取、地名识 别、空间关系和属性抽取方法，实现了中文文本中地名地址信息的自动获取；探索了 基于地名普查成果、互联网和专题数据的地名文化信息资源挖掘方法，提出了地名文 化信息图谱的构建与应用方法。 系统分析了地名、地址和兴趣点在名称、属性和空间语义等方面的关联特性，针 对不同地名地址来源普遍存在信息描述粒度的不一致性、数据内容的不完整和数据质 量的差异性等问题，提出了“以时空为框架，以地理实体为核心”的多源地名地址信 息整合方法；针对地名、地址、兴趣点之间的关联特征，研究地名地址的关联更新方 法；分别从结构化和非结构化地名地址信息的角度,突破了基于Neogeography和网络 文本的地名地址信息更新技术，解决了地名地址信息不完备、错误和时效性等问题。 （3）大数据环境下的地名地址信息服务技术 结合中文地名的字面特征、字符数量和字符位置等特征，构建了基于中文单字的 地名索引和顾及字符特征的地名匹配模型，实现了高性能的中文地名查询和匹配；提 出了规则模型和条件随机场模型相结合的中文地址解析方法；结合地址要素的字符特 征和空间语义特征，提出了满足不同匹配精度的中文地址匹配方法；结合地址要素的 字面特征和空间语义特征，研究满足不同精度需求的中文地址匹配方法；设计了面向 GIS和MIS、在线和离线等应用场景的地名地址共享服务接口，实现了满足不同应用场 景的地名地址信息共享和匹配服务请求。 针对大数据中主题信息分散、碎片化的特点，对主题信息的基本要素类型（包括 时间、地点、人物、事物、事件、现象等）和关系进行概括和抽象，构建了基于时空 框架的主题信息概念模型；以标准地名地址信息库为参考，提出了基于统一时空基准 的主题信息空间化方法，实现了时间标准化、地点空间化及其与非时空主题信息要素 的关联集成，解决了大数据的时空关联和有序化组织问题，为主题信息的获取、组织 、管理、分析和服务等提供了一种新手段。 （4）标准地名地址信息资源构建和软件系统研发 提出了基于深度学习的地名自动翻译技术，构建了多语种全球标准地名信息库； 通过整合中国历代行政区划的相关文献资源，构建了系统的、完整的、权威的中国行 政区划沿革信息库；利用第二次全国地名普查成果和互联网资源，建立了全国标准地 名地址信息库和地名文化信息库，并与国家地名信息库进行集成提供在线服务；结合 公安业务实战需求和警用地名地址的数据特点，制定了一系列警用标准地名地址数据 规范，并以全国人口地址为基础构建了警用标准地名地址库，并在多个省市公安部门 应用。 以GIS平台和大数据基础设施平台为支撑，研发了标准地名审批系统、地名地址 信息整合系统、地名地址库管理系统、中文地名地址匹配引擎、地名地址信息交换系 统、中国行政区划沿革管理系统、地名普查文化信息资源挖掘与利用平台、警用标准 地名地址信息获取、管理与服务系统、地名地址公共服务APP，以及与地理信息公共 服务平台——“天地图”的集成应用。 （5）地名地址相关国家标准制定 在上述理论研究、技术研发和应用示范的基础上，对地名地址获取、管理与服务 的技术内容和技术指标进行了总结与凝练，主持和参与制定了《地理实体空间数据规 范》、《自发地理信息上集处理规范》、《地址模型》、《数字城市地理信息公共平 台地名/地址编码规则》、《主题信息空间化集成模型》等7项国家标准，其中6项已 经正式分布，1项申请报批。 三、创新成果 项目共获得专利授权5件（含国际专利1件），软件著作权52项；发表学术论文52 篇（SCI收录10篇，EI收录14篇），出版专著5部；主持和参与制定国家标准7项。研 发的地名地址信息库和软件系统在测绘、公安、民政、税务、气象、导航等部门得到 了成功应用，在推动国家基础地理信息资源开发、国家空间治理现代化、智慧城市建 设等方面发挥了巨大作用。总之，本项目理论成果丰硕，应用成果显著，在地名地址 信息获取、管理与服务理论、方法和应用等方面整体达到国内外领先水平。 3.1创新性和先进性 （1）创建了地名地址时空一体化信息表达与关联模型，提出“空间— 要素”双重地址编码方法，实现了地名地址信息全生命周期管理与关联更新，为地名 地址信息管理与服务提供了技术支撑。 支撑材料：附件2-技术研究报告（第二部分第1章和第2章） （2）建立了面向自然语言的地名地址信息标注语料库，提出知识库和机器学习 模型驱动的地名地址信息抽取方法，拓展了从文本等非结构化数据中挖掘地名地址信 息的渠道和能力。 支撑材料：附件2-技术研究报告（第二部分第3章） （3）构建了基于统一时空基准的主题信息空间化模型，提出基于规则模型和条 件随机场模型的中文地址语义解析及匹配方法，研发了大数据环境下的中文地名地址 匹配引擎，提升了大数据深度挖掘利用和服务的能力。 支撑材料：附件2-技术研究报告（第二部分第6章和第8章） 3.2实施效果 本项目自2007年开始实施以来，建立了良好的“政、产、学、研、用”一体化管 理与运行机制。初期，通过与测绘、公安、税务等部门合作，侧重于多源数据和应用 需求的整理分析，开展关键技术的研发；中期，随着我国第二次全国地名普查的启动 ，项目负责人一直担任全国和多个省市的技术培训专家和应用示范评估专家，同时项 目团队参与全国1000多个地市级单位的地名普查和成果转化任务，项目研发成果得到 了较好的应用转化；后期，积极响应国家在大数据、智慧城市和“一带一路”等方面 的发展战略，研发地名地址信息在大数据环境下的应用技术，成功完成了公安部门、 气象部门、税务部门和华为有限公司等单位委托的应用系统建设，为后续研发成果的 全面推广奠定了基础。 项目团队具有雄厚的技术研发实力，同时在政府管理、科学研究、产业应用等方 面具有很强的互补性，为成果转化和产业化提供了有利的条件。其中，牵头单位南京 师范大学主要负责总体技术设计、关键技术研发和应用示范；国家基础地理信息中心 依托全国辐射的公共服务平台，重点开展关键技术的测试分析和应用推广工作；公安 部第一研究所重点完成警用标准地名地址技术研发；民政部地名研究所重点开展地名 标准规范和标准地名信息库建设；速度时空信息科技股份有限公司侧重于地名地址信 息采集、管理和服务系统的开发和集成、南京一束光信息科技有限公司侧重于地名地 址管理基础平台的开发和集成；南京大峡谷信息科技有限公司致力于全球和专题地名 地址信息库建设和大数据应用系统研发。项目团队通过持续理论和技术创新，稳步高 速发展壮大，先后2家获国家高新技术企业、江苏省科技型中小企业、信息安全管理 体系认证等。同时，项目负责人成功入选“2018年南京市栖霞区创新创业人才计划” 和“2019年南京创新创业人才计划”。通过公司化的合作运营，保证了数据和软件系 统的稳定性、先进性和升级服务，促进了理论研究和成果转化，经济效益逐年大幅提 升，有望取得更大、更快的发展。 四、国际比较 总体上，国外的地名地址管理相对规范，描述形式相对简单，且具有比较完善的 共享机制。但是，国外针对地名地址信息获取与服务技术并不适用于我国地名地址实 际情况。本项目研究实现了我国地名地址信息的智能化获取、标准化管理和高性能匹 配服务，达到了与国外同类技术的水平。在大数据应用方面，目前尚没有针对地名地 址信息库在大数据中应用的国际标准。 （1）2020年4月10日，中国地理信息产业协会组织专家对南京师范大学等单位共 同完成的“地名地址信息获取、管理与服务关键技术及应用”科技成果进行了评价。 结论：肯定项目成果的主要创新点，且研究成果及软件已在公安、民政、气象、税务 等领域得到业务化应用，取得了显著的经济社会效益，具有重要的示范和推广价值。 项目总体上达到了国内领先水平。 支撑材料：附件3-科技成果评价意见 （2）2020年3月30日，教育部科技查新工作站针对本项目的科学技术要点和创新 点进行查新。结论：经检索并对国内外相关文献分析对比结果表明，除以南京师范大 学为单位公开发表的文献与该研究项目创新点内容相同外，未见与本项目研究内容和 创新成果相同的文献报道。 支撑材料：附件6-科技查新报告 五、保密方面 无。 四、推广应用情况 1、推广、应用情况及社会评价（限 2000字） 1.1推广、应用情况 地名地址是一种不可或缺的基础地理信息资源，应用范围非常广泛。大数据、人 工智能和地理信息技术日新月异，为快速、准确、全面获取不同时间、不同区域地名 地址信息提供了先进的技术手段，使得建立系统、完善的地名地址信息资源建设成为 可能。同时，在当前国家治理现代化改革目标和区域可持续发展战略的引导下，地名 地址信息可以服务于自然资源、公安、民政、气象、税务等众多领域。 本项目研发成果在第二次全国地名普查、公安大数据、气象公共服务、北斗位置 服务等有代表性的领域得到了成功应用。本项目执行过程中，项目研发成果应用于10 00多项地名普查和成果转化项目，项目经费逾亿元。同时，顺利完成了公安、气象、 税务、卫星导航等领域22个应用项目的建设任务。通过全国范围、不同行业领域的应 用推广，充分验证了本项目研发技术的先进性、软件系统的实用性，以及地名地址信 息资源的通用价值。因此，本项目研发的地名地址信息库和软件系统产品未来必将扩 大到更多的领域，必将具有十分广阔的应用前景。 1.2社会评价 （1）2020年4月10日，中国地理信息产业协会组织专家对南京师范大学等单位共 同完成的“地名地址信息获取、管理与服务关键技术及应用”科技成果进行了评价。 结论：肯定项目成果的主要创新点，且研究成果及软件已在公安、民政、气象、税务 等领域得到业务化应用，取得了显著的经济社会效益，具有重要的示范和推广价值。 项目总体上达到了国内领先水平。 支撑材料：附件3-科技成果评价意见 （2）2020年3月30日，教育部科技查新工作站针对本项目的科学技术要点和创新 点进行查新。结论：经检索并对国内外相关文献分析对比结果表明，除以南京师范大 学为单位公开发表的文献与该研究项目创新点内容相同外，未见与本项目研究内容和 创新成果相同的文献报道。 支撑材料：附件6-科技查新报告 （3）权威软件评测机构 本项目研发系统采用自主测试、甲方测试和第三方测试的方式。其中，8项软件 系统通过了第三方权威软件评测机构的测试。测试报告显示“软件运行稳定，功能可 以实现，达到软件产品检测要求”。 支撑材料：附件4-检测、验收报告 （4）用户评价 在本项目执行期间，江苏北斗卫星应用产业研究院有限公司、中国气象局公共气 象服务中心气象服务研究所、镇江市和常州市公安局、宁夏回族自治区民政厅和湖南 民政厅等11家应用单位，对本项目研发的地名地址信息库和地名地址信息技术进行了 充分的肯定，并对技术成果的未来推广和应用提出了中肯的意见和建议。部分用户评 价情况如下： ①江苏北斗卫星应用产业研究院有限公司：本项目研发的地名地址信息获取与服 务关键技术成果在“北斗位置大数据公共服务平台”、“中国第二代卫星导航系统重 大专项:江苏省北斗综合应用示范工程”、“开放式位置服务与产品检测平台建设及 应用示范”等多项国家及省市重大项目中得到了成功应用，对于推动北斗在国民经济 各行业中的应用发挥了重要的作用，产业了显著的经济价值和社会效益。 支撑材料：附件7-用户使用情况报告（1） ②中国气象局公共气象服务中心：本项目研发的多语种全球地名信息库和中国行 政区划沿革数据库等信息资源，以及面向中文文本的时空和主题信息抽取技术与时空 匹配引擎，解决了气象灾害舆情信息的动态监测和可视化分析难题，在智慧气象领域 具有非常广阔的应用前景。 支撑材料：附件7-用户使用情况报告（2） ③江苏铨铨信息科技有限公司：本项目研发的文本中地名地址信息抽取、主题信 息空间化和地名地址匹配技术，实现了气象和不动产大数据的有机关联和有序组织， 为公司多项应用项目的顺利实施提供了保障，取得了极佳的经济效益和社会效益。 支撑材料：附件7-用户使用情况报告（3） ④常州市公安局：本项目研发的互联网空间数据采集工具、非结构化案事件时空 信息抽取、公安业务数据空间化、犯罪时空挖掘与可视化分析等技术，为警务大数据 的分析与应用奠定了坚实基础。 支撑材料：附件7-用户使用情况报告（4、5、6） ⑤湖南省民政厅和宁夏回族自治区民政厅：地名普查文化资源挖掘与服务平台， 总体设计好、适用性强，内容丰富，信息量大，应用广泛，对开展全国范围的地名普 查文化资源挖掘整理发挥了引导作用。 支撑材料：附件7-用户使用情况报告（7、8） ⑥南京市行政区划地名协会：地名信息社会公共服务平台系统运行效果良好，既 能实现向社会提供权威、及时、准确的地名信息查询服务，也能满足地名业务管理的 基本需求，是实现地名公共服务和地名业务管理的好帮手。 支撑材料：附件7-用户使用情况报告（9）