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原创 2023-10-23 11:57:23 719 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

GeoHash介绍及使用参考 GeoHash核心原理解析 GeoHash算法学习讲解、解析及原理分析 1、geohash是什么通常我们使用一对(x,y)坐标来表示一个点的坐标。在地图上会有很多点、线、面等空间要素。如果我们要查询在自己位置附近1km以内的公交站。传统的想法是遍历所有的公交站，获取距离在1km以内的结果。然而这种方法太耗费时间和性能，没次都要计算点之间的距离。可以理解geohash是一种算... 阅读详情

写在前边

复制的一个内部分享，所以可能更偏向PPT性质，本文提出的问题，在末尾参考材料中都会有所提及，包括更深层次的实现原理和各大API对于GeoHash的优化。感兴趣的读者可以拓展看一下。

START

GeoHash是一种地址编码，可以将二维的经纬度编码成遵循“最左匹配原则”的字符串，在LBS(Location Based Services)服务中具有非常广泛的用途。

一、坐标系

经纬度🌏

经度：

- 0°经线：本初子午线
- 东经：0~180°
- 西经：0~180°

纬度：

- 北纬：0~90°
- 南纬：0~90°

纬度相同的情况下

- 经度每隔0.00001度，距离相差约1米；
- 每隔0.0001度，距离相差约10米；
- 每隔0.001度，距离相差约100米；
- 每隔0.01度，距离相差约1000米；
- 每隔0.1度，距离相差约10000米。

经度相同的情况下

- 纬度每隔0.00001度，距离相差约1.1米；
- 每隔0.0001度，距离相差约11米；
- 每隔0.001度，距离相差约111米；
- 每隔0.01度，距离相差约1113米；
- 每隔0.1度，距离相差约11132米。

地理坐标系

定义

是一种利用三度空间的球面来定义地球上的空间的球面坐标系统，能够标示地球上的任何一个位置。

单位

经纬度，如：东方明珠电视塔的经纬度是121.499718,31.239698

常见的地理坐标系

名称	简介	应用范围
WGS-84坐标系	World Geodetic System-1984，既1984年的全球坐标系统。是目前应用最为广泛的坐标系统，只要跟GPS定位相关，使用的都是WGS84坐标系.	GPS、谷歌、OSM、前端脚本库（leaflet、mapbox、openlayer）
CGCS2000坐标系	2000国家大地坐标系，是我国当前最新的国家大地坐标系。非高精度的大多数情况下，我们可以认为WGS84坐标系=CGCS2000坐标系。
GCJ02 火星坐标系	为了数据安全和保密，通过地形图非线性保密处理算法（俗称火星加密）加密过的WGS84坐标系，与WGS84坐标系之间的偏差大概在50-700m左右。	国内大部分地图底图（高德、腾讯）和矢量数据（图商的LBS服务和Android手机的定位数据）
BD09坐标系	百度地图使用的地心坐标系,在GCJ02的基础上，做了二次加密。	百度地图

小工具⚙️

地图坐标系转换 - 在线工具

高德地图API

二、设计题👀

某APP和某品牌签订了广告合同，要求如下：

双11期间，用户打开APP时，如果当前定位所在地附近3公里内有品牌体验门店存在，开屏广告展示该品牌的广告素材。

相关信息：

全国100家品牌体验店的经纬度信息（火星坐标系）；
开屏广告素材；

请给出你的设计思路：

... ...

进阶：假如门店数量达到1000、1W、10W。现有的设计会有什么问题，怎么解决？

尝试设计一个适用于此类场景，数据检索的索引？

三、GeoHash

是什么？空间索引Base32

GeoHash是一种地址编码，可以将二维的经纬度编码转换成一维字符串，每一个字符串代表了一块矩形区域，表示某一个点的大概位置。该区域内所有的点共享相同的GeoHash。

算法

1.切分区间

以纬度为例，按照初始区间范围纬度[-90,90]，分为左右区间，计算目标纬度分别落在左区间还是右区间，左0右1；

循环上述步骤

序号	纬度范围	编码：0	编码：1	31.239698的区间编码
1	(-90, 90)	(-90, 0.0)	(0.0, 90)	1
2	(0.0, 90)	(0.0, 45.0)	(45.0, 90)	0
3	(0.0, 45.0)	(0.0, 22.5)	(22.5, 45.0)	1
4	(22.5, 45.0)	(22.5, 33.75)	(33.75, 45.0)	0
5	(22.5, 33.75)	(22.5, 28.125)	(28.125, 33.75)	1
6	(28.125, 33.75)	(28.125, 30.9375)	(30.9375, 33.75)	1
7	(30.9375, 33.75)	(30.9375,32.34375)	(32.34375,33.75)	0
8	(30.9375,32.34375)	(30.9375,31.640625)	(31.640625,32.34375)	0
9	(30.9375,31.640625)	(30.9375,31.2890625)	(31.2890625,31.640625)	0
10	(30.9375,31.2890625)	(30.9375,31.11328125)	(31.11328125,31.2890625)	1
...	...	...	...	...

由上表得出东方明珠纬度(31.239698)产生的编码为：

101011000110111

同理可得经度产生的编码为：

110101100110011

2.合并经纬度编码

按照经度占偶数位，纬度占奇数位的原则，合并经纬度的二进制编码；

111001100111100000111100011111

3.Base32编码

按照每5位一组，分成6组，每组计算其对应的十进制数值，按照Base32进行编码；

Base32编码表的其中一种如下，是用0-9、b-z（去掉a, i, l, o）这32个字母进行编码

编码过程：

11100 11001 11100 00011 11000 11111
28(w) 25(t) 28(w) 3(3)  24(s) 31(z)

由此可得，东方明珠的GeoHash值为：wtw3sz(12ktu1)

优点

使用字符串表示经纬度，展示效果会更好一些；
在数据库中给坐标点提供了另一种存储方式。在数据存储时可以简化为只为一列做索引；
Geohash是一种前缀编码，前缀相同的坐标点，位置相近。通过前缀提供了高性能的邻近位置POI查询，而邻近位置POI查询是LBS服务的核心能力。
Geohash表示的是一个矩形区域。使用者既能表明自己大致位置，又不至于暴露精确坐标，有助于隐私保护；

1. 相应的，字符串越长，表示的范围就越精确；

小工具⚙️

Geohash Converter

经纬度距离计算 - 开发工具箱

Geohash Explorer

四、存在的问题

精度问题

GeoHash长度与精度之间的对应关系如下：

如何实现附近LBS检索

五、相关API

Redis GEO | 菜鸟教程

Geohash 单元查询 | Elasticsearch: 权威指南 | Elastic

Geospatial Queries — MongoDB Manual

如何选择？

六、应用场景

附近的“人”

将用户位置与商家、酒店等地理位置信息匹配，提供推荐服务；

地理围栏

对某个区域进行监控，当有物体进入或离开该区域时进行警报；

地理位置索引

将地理位置信息编码为字符串，可以在数据库中快速检索某个范围内的地理位置信息；

地图导航、位置服务；

地理位置可视化

地图展示、热力图等；

数据分析、数据挖掘等

借贷业务中，通过地理位置信息透视用户群特征及分析借贷风险；

七、总结

了解GeoHash的原理
熟悉相关API
了解GeoHash的应用场景

Haversine公式

📚 参考资料

标签

#b树 #地理位置算法 #LBS #GeoHash

【Redis实战】GeoHash实现原理与基本使用现在很多APP上都有依赖基于附近搜索的需求，也就是根据一组经纬度，检索其相邻范围内的经纬度，而GeoHash就是一种可以用来解决检索相邻区域的地理空间算法。我们不妨先从最原始的需求开始分析，也就是根据某个经纬度获取其附近一定范围内的其他目标信息，我们可以先尝试通过使用像MySQL这样的关系型数据库来实现，比如表中记录了longitude表示经度，latitude 表示纬度。现在有个用户当前处于的经纬度分别为X、Y，请查询其M范围内的相关信息。根据经纬度距离计算公式可以写出如下SQL，即可按记录由近到远得到想阅读详情

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一、坐标系

经纬度🌏

地理坐标系

定义

单位

分类

常见的地理坐标系

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二、设计题👀

三、GeoHash

是什么？空间索引Base32

算法

1.切分区间

2.合并经纬度编码

3.Base32编码

优点

小工具⚙️

四、存在的问题

精度问题

如何实现附近LBS检索

五、相关API

如何选择？

六、应用场景

附近的“人”

地理围栏

地理位置索引

地理位置可视化

数据分析、数据挖掘等

七、总结

Haversine公式

📚 参考资料

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