2018-11-29 GeoHash算法

GeoHash算法

涉及到地圖的內容迄损，基本都會遇到搜索附近的功能定躏，比如附近的人、附近的店鋪等芹敌。要實現(xiàn)這樣的功能痊远，我們可以用最笨的方法：根據(jù)經緯度計算距離，然后劃定一個閾值碧聪，只要小于該閾值就算是附近的矾削。這種方法在數(shù)據(jù)量小時基本沒問題壤玫，但是欲间，如果數(shù)據(jù)量特別大猎贴，那服務器就需要進行大量的計算蝴光，負擔很重蔑祟！為了解決這一類問題疆虚，一個比較常用的方法就是利用GeoHash。

一罢屈、簡介????????

GeoHash是一種地址編碼方法缠捌。他能夠把二維的空間經緯度數(shù)據(jù)編碼成一個字符串曼月。GeoHash具有以下特點：

1十嘿、GeoHash用一個字符串表示經度和緯度兩個坐標。在數(shù)據(jù)庫中可以實現(xiàn)在一列上應用索引

2激率、GeoHash表示的并不是一個點勿决，而是一個區(qū)域低缩；

3、GeoHash編碼的前綴可以表示更大的區(qū)域顶籽。例如wx4g0ec1银觅，它的前綴wx4g0e表示包含編碼wx4g0ec1在內的更大范圍究驴。這個特性可以用于附近地點搜索

二、計算方法：

GeoHash的計算過程分為三步：

1洒忧、將經緯度轉換成二進制：

比如這樣一個點（39.923201, 116.390705）

緯度的范圍是（-90榄鉴，90）牢硅，其中間值為0减余。對于緯度39.923201位岔，在區(qū)間（0抒抬，90）中晤柄，因此得到一個1芥颈；（0爬坑，90）區(qū)間的中間值為45度，緯度39.923201小于45售担，因此得到一個0，依次計算下去岩四，即可得到緯度的二進制表示炫乓，如下表：

經緯度二進制表

最后得到緯度的二進制表示為：

10111000110001111001

同理可以得到經度116.390705的二進制表示為：

11010010110001000100

2、合并緯度箩做、經度的二進制：?合并方法是將經度邦邦、緯度二進制按照奇偶位合并：?

11100 11101 00100 01111 00000 01101 01011 00001

燃辖、按照Base32進行編碼：?

Base32

編碼表（其中一種）：

將上述合并后二進制編碼后結果為：?

wx4g0ec1

?三、GeoHash的精度

編碼越長氏身，表示的范圍越小蛋欣，位置也越精確陷虎。因此我們就可以通過比較GeoHash匹配的位數(shù)來判斷兩個點之間的大概距離泻红。?5位的編碼能表示10平方千米范圍的矩形區(qū)域，而6位編碼能表示更精細的區(qū)域（約0.34平方千米）

四菩彬、不足之處及解決方法?1、邊緣附近的點惨恭，黃色的點要比黑色的點更加靠近紅點，但是由于黑點跟紅點的GeoHash前綴匹配數(shù)目更多免都，因此得到黑點更加靠近紅點的結果

解決方法：

可以通過篩選周圍8個區(qū)域內的所有點绕娘，然后計算距離得到滿足條件結果险领。

2、因為現(xiàn)有的GeoHash算法使用的是Peano空間填充曲線（可感興趣的可自己查看）挨下，這種曲線會產生突變臭笆，造成了編碼雖然相似但距離可能相差很大的問題耗啦，因此在查詢附近的時候，首先篩選GeoHash編碼相似的點机杜，然后進行實際距離計算帜讲。

參考文獻：https://blog.csdn.net/youhongaa/article/details/78816700

########################################################################################

java實現(xiàn)：

GeoHash.java

package com.fhc.modules.api.utils.geohash;

import java.util.ArrayList;

import java.util.Arrays;

import java.util.List;

/**

* 數(shù)據(jù)處理 Data conversion

public class GeoHash {

private LocationBeanlocation;

? ? /**

* 1 2500km;2 630km;3 78km;4 30km

* 5 2.4km; 6 610m; 7 76m; 8 19m

? ? private int hashLength =8; //經緯度轉化為geohash長度

? ? private int latLength =20; //緯度轉化為二進制長度

? ? private int lngLength =20; //經度轉化為二進制長度

? ? private double minLat;//每格緯度的單位大小

? ? private double minLng;//每個經度的倒下

? ? private static final char[]CHARS = {'0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7',

? ? ? ? ? ? '8', '9', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'j', 'k', 'm', 'n',

? ? ? ? ? ? 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v', 'w', 'x', 'y', 'z'};

? ? public GeoHash(double lat, double lng) {

location =new LocationBean(lat, lng);

? ? ? ? setMinLatLng();

? ? }

public int gethashLength() {

return hashLength;

? ? }

/**

? ? * @Author:lulei

? ? * @Description: 設置經緯度的最小單位

? ? */

? ? private void setMinLatLng() {

minLat = LocationBean.MAXLAT - LocationBean.MINLAT;

? ? ? ? for (int i =0; i

minLat /=2.0;

? ? ? ? }

minLng = LocationBean.MAXLNG - LocationBean.MINLNG;

? ? ? ? for (int i =0; i

minLng /=2.0;

? ? ? ? }

}

/**

? ? * @return

? ? * @Author:lulei

? ? * @Description: 求所在坐標點及周圍點組成的九個

? ? */

? ? public ListgetGeoHashBase32For9() {

double leftLat =location.getLat() -minLat;

? ? ? ? double rightLat =location.getLat() +minLat;

? ? ? ? double upLng =location.getLng() -minLng;

? ? ? ? double downLng =location.getLng() +minLng;

? ? ? ? List base32For9 =new ArrayList();

? ? ? ? //左側從上到下 3個

? ? ? ? String leftUp = getGeoHashBase32(leftLat, upLng);

? ? ? ? if (!(leftUp ==null ||"".equals(leftUp))) {

base32For9.add(leftUp);

? ? ? ? }

String leftMid = getGeoHashBase32(leftLat, location.getLng());

? ? ? ? if (!(leftMid ==null ||"".equals(leftMid))) {

base32For9.add(leftMid);

? ? ? ? }

String leftDown = getGeoHashBase32(leftLat, downLng);

? ? ? ? if (!(leftDown ==null ||"".equals(leftDown))) {

base32For9.add(leftDown);

? ? ? ? }

//中間從上到下 3個

? ? ? ? String midUp = getGeoHashBase32(location.getLat(), upLng);

? ? ? ? if (!(midUp ==null ||"".equals(midUp))) {

base32For9.add(midUp);

? ? ? ? }

String midMid = getGeoHashBase32(location.getLat(), location.getLng());

? ? ? ? if (!(midMid ==null ||"".equals(midMid))) {

base32For9.add(midMid);

? ? ? ? }

String midDown = getGeoHashBase32(location.getLat(), downLng);

? ? ? ? if (!(midDown ==null ||"".equals(midDown))) {

base32For9.add(midDown);

? ? ? ? }

//右側從上到下 3個

? ? ? ? String rightUp = getGeoHashBase32(rightLat, upLng);

? ? ? ? if (!(rightUp ==null ||"".equals(rightUp))) {

base32For9.add(rightUp);

? ? ? ? }

String rightMid = getGeoHashBase32(rightLat, location.getLng());

? ? ? ? if (!(rightMid ==null ||"".equals(rightMid))) {

base32For9.add(rightMid);

? ? ? ? }

String rightDown = getGeoHashBase32(rightLat, downLng);

? ? ? ? if (!(rightDown ==null ||"".equals(rightDown))) {

base32For9.add(rightDown);

? ? ? ? }

return base32For9;

? ? }

/**

? ? * @param length

? ? * @return

? ? * @Author:lulei

? ? * @Description: 設置經緯度轉化為geohash長度

? ? */

? ? public boolean sethashLength(int length) {

if (length <1) {

return false;

? ? ? ? }

hashLength = length;

? ? ? ? latLength = (length *5) /2;

? ? ? ? if (length %2 ==0) {

lngLength =latLength;

? ? ? ? }else {

lngLength =latLength +1;

? ? ? ? }

setMinLatLng();

return true;

? ? }

/**

? ? * @return

? ? * @Author:lulei

? ? * @Description: 獲取經緯度的base32字符串

? ? */

? ? public StringgetGeoHashBase32() {

return getGeoHashBase32(location.getLat(), location.getLng());

? ? }

/**

? ? * @param lat

? ? * @param lng

? ? * @return

? ? * @Author:lulei

? ? * @Description: 獲取經緯度的base32字符串

? ? */

? ? private StringgetGeoHashBase32(double lat, double lng) {

boolean[] bools = getGeoBinary(lat, lng);

? ? ? ? if (bools ==null) {

return null;

? ? ? ? }

StringBuffer sb =new StringBuffer();

? ? ? ? for (int i =0; i < bools.length; i = i +5) {

boolean[] base32 =new boolean[5];

? ? ? ? ? ? for (int j =0; j <5; j++) {

base32[j] = bools[i + j];

? ? ? ? ? ? }

char cha = getBase32Char(base32);

? ? ? ? ? ? if (' ' == cha) {

return null;

? ? ? ? ? ? }

sb.append(cha);

? ? ? ? }

return sb.toString();

? ? }

/**

? ? * @param base32

? ? * @return

? ? * @Author:lulei

? ? * @Description: 將五位二進制轉化為base32

? ? private char getBase32Char(boolean[] base32) {

if (base32 ==null || base32.length !=5) {

return ' ';

? ? ? ? }

int num =0;

? ? ? ? for (boolean bool : base32) {

num <<=1;

? ? ? ? ? ? if (bool) {

num +=1;

? ? ? ? ? ? }

}

return CHARS[num %CHARS.length];

? ? }

/**

? ? * @param lat

? ? * @param lng

? ? * @return

? ? * @Author:lulei

? ? * @Description: 獲取坐標的geo二進制字符串

? ? */

? ? private boolean[]getGeoBinary(double lat, double lng) {

boolean[] latArray = getHashArray(lat, LocationBean.MINLAT, LocationBean.MAXLAT, latLength);

? ? ? ? boolean[] lngArray = getHashArray(lng, LocationBean.MINLNG, LocationBean.MAXLNG, lngLength);

? ? ? ? return merge(latArray, lngArray);

? ? }

/**

? ? * @param latArray

? ? * @param lngArray

? ? * @return

? ? * @Author:lulei

? ? * @Description: 合并經緯度二進制

? ? */

? ? private boolean[]merge(boolean[] latArray, boolean[] lngArray) {

if (latArray ==null || lngArray ==null) {

return null;

? ? ? ? }

boolean[] result =new boolean[lngArray.length + latArray.length];

? ? ? ? Arrays.fill(result, false);

? ? ? ? for (int i =0; i < lngArray.length; i++) {

result[2 * i] = lngArray[i];

? ? ? ? }

for (int i =0; i < latArray.length; i++) {

result[2 * i +1] = latArray[i];

? ? ? ? }

return result;

? ? }

/**

? ? * @param value

? ? * @param min

? ? * @param max

? ? * @return

? ? * @Author:lulei

? ? * @Description: 將數(shù)字轉化為geohash二進制字符串

? ? */

? ? private boolean[]getHashArray(double value, double min, double max, int length) {

if (value < min || value > max) {

return null;

? ? ? ? }

if (length <1) {

return null;

? ? ? ? }

boolean[] result =new boolean[length];

? ? ? ? for (int i =0; i < length; i++) {

double mid = (min + max) /2.0;

? ? ? ? ? ? if (value > mid) {

result[i] =true;

? ? ? ? ? ? ? ? min = mid;

? ? ? ? ? ? }else {

result[i] =false;

? ? ? ? ? ? ? ? max = mid;

? ? ? ? ? ? }

}

return result;

? ? }

public static void main(String[] args) {

// TODO Auto-generated method stub

? ? ? ? GeoHash g =new GeoHash(38.045362, 114.415686);

? ? ? ? System.out.println("西王" + g.getGeoHashBase32());

? ? ? ? GeoHash g1 =new GeoHash(38.049113, 114.518596);

? ? ? ? System.out.println("北國" + g1.getGeoHashBase32());

? ? ? ? GeoHash g2 =new GeoHash(38.05583333333333, 114.35777777777778);

? ? ? ? System.out.println("白佛" + g2.getGeoHashBase32());

//? ? ? ? System.out.println(JsonUtil.parseJson(g.getGeoHashBase32For9()));

? ? }

}

LocationBean.java

/**

*@Description: 存儲經緯度信息

package com.fhc.modules.api.utils.geohash;

public class LocationBean {

public static final double MINLAT = -90;

? ? public static final double MAXLAT =90;

? ? public static final double MINLNG = -180;

? ? public static final double MAXLNG =180;

? ? private double lat;//緯度[-90,90]

? ? private double lng;//經度[-180,180]

? ? public LocationBean(double lat, double lng) {

this.lat = lat;

? ? ? ? this.lng = lng;

? ? }

public double getLat() {

return lat;

? ? }

public void setLat(double lat) {

this.lat = lat;

? ? }

public double getLng() {

return lng;

? ? }

public void setLng(double lng) {

this.lng = lng;

? ? }

}

最后編輯于：2018.11.29 18:21:40

?著作權歸作者所有,轉載或內容合作請聯(lián)系作者

人面猴
序言：七十年代末，一起剝皮案震驚了整個濱河市椒拗，隨后出現(xiàn)的幾起案子似将，更是在濱河造成了極大的恐慌，老刑警劉巖在验，帶你破解...
沈念sama閱讀 206,482評論 6贊 481
死咒
序言：濱河連續(xù)發(fā)生了三起死亡事件赞辩，死亡現(xiàn)場離奇詭異，居然都是意外死亡，警方通過查閱死者的電腦和手機，發(fā)現(xiàn)死者居然都...
沈念sama閱讀 88,377評論 2贊 382
救了他兩次的神仙讓他今天三更去死
文/潘曉璐我一進店門娘荡，熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來，“玉大人，你說我怎么就攤上這事】衙澹” “怎么了怔球？”我有些...
開封第一講書人閱讀 152,762評論 0贊 342
道士緝兇錄：失蹤的賣姜人
文/不壞的土叔我叫張陵，是天一觀的道長碘赖。經常有香客問我，道長，這世上最難降的妖魔是什么件炉？我笑而不...
開封第一講書人閱讀 55,273評論 1贊 279
?港島之戀（遺憾婚禮）
正文為了忘掉前任十办，我火速辦了婚禮炸枣，結果婚禮上侯养，老公的妹妹穿的比我還像新娘。我一直安慰自己，他們只是感情好，可當我...
茶點故事閱讀 64,289評論 5贊 373
惡毒庶女頂嫁案：這布局不是一般人想出來的
文/花漫我一把揭開白布赴穗。她就那樣靜靜地躺著，像睡著了一般煤篙。火紅的嫁衣襯著肌膚如雪辑奈。梳的紋絲不亂的頭發(fā)上，一...
開封第一講書人閱讀 49,046評論 1贊 285
城市分裂傳說
那天已烤，我揣著相機與錄音，去河邊找鬼剥哑。笑死，一個胖子當著我的面吹牛，可吹牛的內容都是我干的。我是一名探鬼主播，決...
沈念sama閱讀 38,351評論 3贊 400
雙鴛鴦連環(huán)套：你想象不到人心有多黑
文/蒼蘭香墨我猛地睜開眼隅熙，長吁一口氣：“原來是場噩夢啊……” “哼！你這毒婦竟也來了核芽？” 一聲冷哼從身側響起囚戚，我...
開封第一講書人閱讀 36,988評論 0贊 259
萬榮殺人案實錄
序言：老撾萬榮一對情侶失蹤，失蹤者是張志新（化名）和其女友劉穎轧简，沒想到半個月后驰坊，有當?shù)厝嗽跇淞掷锇l(fā)現(xiàn)了一具尸體，經...
沈念sama閱讀 43,476評論 1贊 300
?護林員之死
正文獨居荒郊野嶺守林人離奇死亡哮独，尸身上長有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛以下內容為張勛視角年9月15日...
茶點故事閱讀 35,948評論 2贊 324
?白月光啟示錄
正文我和宋清朗相戀三年拳芙，在試婚紗的時候發(fā)現(xiàn)自己被綠了。大學時的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片皮璧。...
茶點故事閱讀 38,064評論 1贊 333
活死人
序言：一個原本活蹦亂跳的男人離奇死亡舟扎，死狀恐怖，靈堂內的尸體忽然破棺而出恶导，到底是詐尸還是另有隱情浆竭，我是刑警寧澤，帶...
沈念sama閱讀 33,712評論 4贊 323
?日本核電站爆炸內幕
正文年R本政府宣布，位于F島的核電站邦泄，受9級特大地震影響删窒，放射性物質發(fā)生泄漏。R本人自食惡果不足惜顺囊，卻給世界環(huán)境...
茶點故事閱讀 39,261評論 3贊 307
男人毒藥：我在死后第九天來索命
文/蒙蒙一肌索、第九天我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望。院中可真熱鬧特碳，春花似錦诚亚、人聲如沸。這莊子的主人今日做“春日...
開封第一講書人閱讀 30,264評論 0贊 19
一樁弒父案站宗，背后竟有這般陰謀
文/蒼蘭香墨我抬頭看了看天上的太陽。三九已至益愈，卻和暖如春梢灭，著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間，已是汗流浹背蒸其。一陣腳步聲響...
開封第一講書人閱讀 31,486評論 1贊 262
情欲美人皮
我被黑心中介騙來泰國打工敏释，沒想到剛下飛機就差點兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留，地道東北人摸袁。一個月前我還...
沈念sama閱讀 45,511評論 2贊 354
代替公主和親
正文我出身青樓钥顽，卻偏偏與公主長得像，于是被迫代替她去往敵國和親靠汁。傳聞我的和親對象是個殘疾皇子蜂大，可洞房花燭夜當晚...
茶點故事閱讀 42,802評論 2贊 345

2018-11-29 GeoHash算法

GeoHash算法

java實現(xiàn)：

GeoHash.java

LocationBean.java

推薦閱讀更多精彩內容