经纬度搜索(1)-Geohash算法原理

原文链接：http://hankesi2000.iteye.com/blog/1344914

geohash作为Solr的位置信息搜索算法，有必要了解其基本的实现原理。geohash算法的wiki链接为http://en.wikipedia.org/wiki/Geohash，这里再结合自己的理解，重新复述一下。

由经纬度变成base32标识

geohash的思想，是将所有的经纬度坐标，通过geohash，变成一个唯一的base32标识。他将世界上的所有区域进行分块，每个维度都是32块，进而将范围逐渐变小、变小，最后的一堆数字，就成了这个base32的唯一标识。比如说“DRT2Y”这个标识，首先确定D：




OK,找到D区域后，再将D进行分块，精确到DR：




类似的，继续找到DRT：




以此类推，慢慢的精确到你指定的点，这就变成了唯一的base32标识。

base 32的对应表如下：



encode：由经纬度到base32

使用wiki上的例子，纬度为42.6，经度为-5.6的点，转化为base32的话要如何转呢？

拿纬度来进行说明，纬度的范围为-90到90，将这个范围划为两段，则为[-90,0]、[0,90]，然后看给定的纬度在哪个范围，在前面的范围的话，就设当前位为0，后面的话值便为1.然后继续将确定的范围1分为2，继续以确定值在前段还是后段来确定bit的值。就这样慢慢的缩小范围，一般最多缩小13次就可以了(经纬度的二进制位相加最多25位，经度13位，纬度12位)。这时的中间值，将跟给定的值最相近。

结合图，看的更明白些：




其中val可以认为是下一次的中间值，而err是误差，通过mid+err=val，err当前值是上一次误差的一半。

这样，取出图中的bit位：1011 1100 1001，同样的方法，将经度(范围-180到180)算出来为

0111 1100 0000 0。

得到了经纬度的二进制位后，下面需要将两者进行结合：从经度、纬度的循环，每次取其二进制的一位(不足位取0),合并为新的二进制数：01101 11111 11000 00100 00010。每5位为一个十进制数，结合base32对应表映射为base32值为：ezs42。这样就完成了encode的过程



decode：由base32到经纬度

相信知道了encode的过程后，decode的过程很容易推导了。不清楚的可以参考wiki。这里就不细说了。

after

接下来，我会写一下Lucene/Solr是如何应用geohash的，包括创建索引、查询索引，以及距离的计算等。