Redis学习笔记-GEO经纬度编码原理&地理划分

在日常生活中，我们经常使用手机搜索附近的餐馆，或者在打车软件上打车，都需要获取用户和服务商之间位置信息，而 Redis 提供了一种可以查询地理位置信息的数据结构 GEO，其底层实现原理和 有序集合(Sorted Set) 的原理一样，我们知道有序集合数据特点就是每个值有对应的权重(score)，这篇文章学习一下 GEO 如何对经纬度编码，然后通过这种编码实现 有序集合(Sorted Set)中就有了权重(score)了，这样就能快速找到相邻经纬度信息的数据了。

1.笔记图

2.GEO 应用场景

搜索附近的餐馆
在打车软件上叫车

3.GEO 数据特点举例

网约车都有编号（如 33），网约车要将自己的经纬度信息（如 116.034579 39.000452）发给叫车应用
用户叫车的时候，叫车应用会根据用户的位置（如 116.054579，39.030452）查找附近车辆
key（例如车 ID）对应一个 value（一组经纬度）

4.GeoHash 的编码方法(二分区间，区间编码)

对经度值的范围做多次分区，当做完 N 次二分区后，经度值就可以用 N bit 的数来表示了
第一次二分区：经度范围 [-180,180] 会被分成两个子区间：[-180,0) 和 [0,180]（左、右分区）,要查询的经度落在左分区就用 0``表示，否则用1表示，如经度115第一次二分区编码1`
第二次分区：如经度 115 第一次落在 [0,180] 区间，第二次二分区就把 [0,180] 分成 [0,90） 和 [90,180]，115 落在 [90,180] ，第二次分区的编码 1
第三次二分区：如经度 115 第二次落在 [90,180] 区间，第三次二分区就把 [90,180] 分成 [90,135) 和 [135,180]，115 落在 [90,135)，第三次分区的编码 0
第四次二分区：如经度 115 第三次落在 [90,135) 区间，第四次二分区就把 [90,135) 分成 [90,112.5) 和 [112.5,135]，115 落在 [112.5,135]，第四次分区的编码 1
第五次二分区：如经度 115 第四次落在 [112.5,135] 区间，第五次二分区就把 [112.5,135] 分成 [112.5,123.75) 和 [123.75,135]，115 落在 [112.5,123.75)，第五次分区的编码 0
五次编码综合：11010

Tips：维度的编码和经度类似，维度范围是 [-90,90]。

5.GEO 经纬度编码组合

组合规则：最终编码值的偶数位上依次是经度的编码值，奇数位上依次是纬度的编码值，偶数从第 0 位开始，奇数从第 1 位开始
作用：原来无法用一个权重分数表示的一组经纬度（116.37，39.86）就可以用 1110011101 这一个值来表示，就可以保存为 Sorted Set 的权重分数了，这样在查找附近的数据时就很方便了。

6.地理位置划分举例

使用 GeoHash 编码后，相当于把整个地球地理空间划分成了一个个方格，每个方格对应了 GeoHash 中的一个分区，举例：
把经度区间 [-180,180] 做一次二分区，把纬度区间 [-90,90] 做一次二分区，就会得到 4 个分区
- 分区一：[-180,0) 和 [-90,0)，编码 00
- 分区一：[-180,0) 和 [-90,0)，编码 00
- 分区二：[-180,0) 和 [0,90]，编码 01
- 分区三：[0,180] 和 [-90,0)，编码 10
- 分区四：[0,180] 和 [0,90]，编码 11
作用：使用 Sorted Set 范围查询得到的相近编码值，在实际的地理空间上，也是相邻的方格，这就可以实现 搜索附近的人或物 的功能了
特殊情况处理：
- 有的编码值虽然在大小上接近，但实际对应的方格却距离比较远
- 为了避免查询不准确问题，我们可以同时查询给定经纬度所在的方格周围的 4 个或 8 个方格

7.GEO 相关命令

GEOADD 命令：
用于把一组经纬度信息和相对应的一个 ID 记录到 GEO 类型集合中
假设车辆 ID 是 33，经纬度位置是（116.034579，39.030452），我们可以用一个 GEO 集合保存所有车辆的经纬度，集合 key 是 cars:locations

GEOADD cars:locations 116.034579 39.030452 33

GEORADIUS 命令：
用户想要寻找自己附近的网约车时，LBS 应用就可以使用 GEORADIUS 命令
查找以这个经纬度为中心的 5 公里内的车辆信息，并返回给 LBS 应用

GEORADIUS cars:locations 116.054579 39.030452 5 km ASC COUNT 10

扫码关注

Redis学习笔记-GEO经纬度编码原理地理划分相关推荐

Redis学习笔记(B站狂神说)(自己总结方便复习)
Redis学习笔记B站狂神说 redis: 非关系型数据库一.NoSQL概述 1.为什么要用Nosql 1.单机Mysql的年代思考一下,这种情况下:整个网站的瓶颈是什么? 1.数据量如果太大,一 ...
Redis学习笔记（一）数据类型事务异常Jredis
Redis学习笔记(一) NoSql概述 Nosql四大分类 Redis入门简介 Windows安装基础使用问题 Redis4.0之前为什么是单线程单线程为什么这么快 Redis4.0后的多线 ...
Redis学习笔记②实战篇_黑马点评项目
若文章内容或图片失效,请留言反馈.部分素材来自网络,若不小心影响到您的利益,请联系博主删除. 资料链接:https://pan.baidu.com/s/1189u6u4icQYHg_9_7ovWmA( ...
Redis学习笔记1-理论篇
目录 1,Redis 数据类型的底层结构 1.1,Redis 中的数据类型 1.2,全局哈希表 1.3,数据类型的底层结构 1.4,哈希冲突 1.5,rehash 操作 2,Redis 的 IO 模型 ...
Redis(学习笔记)
Redis学习笔记 1.NoSQL数据库 1.1解决的问题 1.1.1解决CPU及内存压力 1.1.2解决IO压力 1.2NoSQL数据库概述 1.2.1什么是NoSQL数据库 1.2.2适用与不适用 ...
Redis学习笔记①基础篇_Redis快速入门
若文章内容或图片失效,请留言反馈.部分素材来自网络,若不小心影响到您的利益,请联系博主删除. 资料链接:https://pan.baidu.com/s/1189u6u4icQYHg_9_7ovWmA( ...
Redis学习笔记（实战篇）(自用）
Redis学习笔记(实战篇)(自用) 本文根据黑马程序员的课程资料与百度搜索的资料共同整理所得,仅用于学习使用,如有侵权,请联系删除文章目录 Redis学习笔记(实战篇)(自用) 1.基于Sessi ...
Redis学习笔记---Redis的主从复制
Redis学习笔记-Redis的主从复制 1.Redis的高可用性高可用性(High Availability)通常来描述一个系统经过专门的设计,从而减少停工时间,而保持其服务的高度可用性. Rei ...
宽带接入与无线网络（学习笔记一）——VLAN原理
宽带接入与无线网络(学习笔记一)--VLAN原理 1. VLAN的概念及作用 1.1 VLAN的概念 1.2 VLAN的作用 2. 广播域的分割 2.1为什么需要隔离广播域 2.2 如何分割广播域 3 ...

Redis学习笔记-GEO经纬度编码原理地理划分

文章目录