geohash php_空间索引-geohash算法实现

算法简介

geohash是实现空间索引的一种算法,其他实现空间索引的算法有:R树和其变种GIST树、四叉树、网格索引等

算法基本原理

geohash算法将地球理解为一个二维平面，将平面递归分解成更小的子块，每个子块在一定经纬度范围内拥有相同的编码，这种方式简单粗暴，可以满足对小规模的数据进行经纬度的检索

通过对经纬度的分割,将地球分割成无数的小正方形,每个区域,就是个geohash编码

Geohash其实就是将整个地图或者某个分割所得的区域进行一次划分，由于采用的是base32编码方式，即Geohash中的每一个字母或者数字(如wx4g0e中的w)都是由5bits组成(2^5 = 32，base32)，这5bits可以有32中不同的组合(0~31)，这样我们可以将整个地图区域分为32个区域，通过00000 ~ 11111来标识这32个区域。第一次对地图划分后的情况如下图所示(每个区域中的编号对应于该区域所对应的编码)：

如图:

算法实现(php)以经纬度值：(118.6197800000,24.88849)进行算法说明，对纬度24.88849进行逼近编码 (地球纬度区间是[-90,90])

纬度区间[-90,90]进行二分为[-90,0],[0,90],命名为左右区间,坐标属于右区间记为1,左区间为0,24.88849为右区间,记为1

对所在区间进行再次划分[0,90]二分为[0,45],[45,90],24.88849属于左区间,左区间记为0

以下是php的纬度区间算法函数:

/**

* @param float $num经度或纬度

* @param string $str递归字符串

* @param int $i 递归次数

* @param int $max_separate_num递归总次数

* @param array $data 区间值

* @return string

function separate( $num = 24.999,$str='',$i=1,$max_separate_num=20,$data = array('min' => -90, 'max' => 90))

{

$count = ($data['max'] - $data['min']) / 2;

$limit_0 = array(

'min' => $data['min'],

'max' => $data['min'] + $count

);

$limit_1 = array(

'min' => $data['min'] + $count,

'max' => $data['max']

);

// var_dump($limit_0,$limit_1);

$str.=$num > $limit_1['min']?1:0;

if($i>=$max_separate_num){

return $str;

}else{

return separate($num,$str,$i+1,$max_separate_num,$num > $limit_1['min']?$limit_1:$limit_0);

}

由此,纬度24.88849可得字符串为10100011011001011001

经度118.6197800000,经度分为东经和西经,区间为[-180,180],由此可得字符串11010100010110100001

组合2个字符串,偶数放经度位,奇数放纬度位,php代码实现

/**

* @param $latitude_str 纬度

* @param $longitude_str 经度

function combination($latitude_str, $longitude_str)

{

$str = '';

for ($i = 0; $i =经度

$str .= $longitude_str{$i};

if(isset($latitude_str{$i})){

$str .= $latitude_str{$i};

}

return $str;

}

每隔5位取出一串,转为10进制,最后使用[0-9][b-z]去掉a, i, l, o这32个字符进行编码.php代码实现

function geohash_encode($str)

{

$arr = ['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'];

$str_arr = str_split($str, 5);//按5位分割字符串

$str = '';

// var_dump($str_arr);die;

foreach ($str_arr as $va) {

$decimal = bindec($va);

$str.=$arr[$decimal];

}

return $str;

}

这样,就得到了一串'wskme6b3'字符串了,该字符串就表示了一个区域

geohash算法使用:

根据附录精度,传入经纬度生成geohash编码,存入数据库,例如: