Nhiều ứng dụng có tài liệu được lập chỉ mục theo vị trí thực tế. Ví dụ: ứng dụng của bạn có thể cho phép người dùng duyệt qua các cửa hàng gần vị trí hiện tại của họ.
Cloud Firestore chỉ cho phép một mệnh đề phạm vi duy nhất cho mỗi truy vấn phức hợp , có nghĩa là chúng tôi không thể thực hiện các truy vấn địa lý bằng cách lưu trữ vĩ độ và kinh độ dưới dạng các trường riêng biệt và truy vấn hộp giới hạn.
Giải pháp: Geohash
Geohash là một hệ thống mã hóa một cặp (latitude, longitude) thành một chuỗi Base32 duy nhất. Trong hệ thống Geohash, thế giới được chia thành một lưới hình chữ nhật. Mỗi ký tự của chuỗi Geohash chỉ định một trong 32 phân mục của hàm băm tiền tố. Ví dụ: Geohash abcd là một trong 32 hàm băm bốn ký tự được chứa đầy đủ trong Geohash abc lớn hơn.
Tiền tố được chia sẻ giữa hai giá trị băm càng dài thì chúng càng gần nhau hơn. Ví dụ abcdef gần abcdeg hơn abcdff . Tuy nhiên điều ngược lại là không đúng sự thật! Hai khu vực có thể rất gần nhau nhưng có Geohash rất khác nhau:
Chúng ta có thể sử dụng Geohash để lưu trữ và truy vấn tài liệu theo vị trí trong Cloud Firestore với hiệu quả hợp lý trong khi chỉ yêu cầu một trường được lập chỉ mục duy nhất.
Cài đặt thư viện trợ giúp
Việc tạo và phân tích cú pháp Geohash liên quan đến một số phép toán phức tạp, vì vậy chúng tôi đã tạo các thư viện trợ giúp để tóm tắt những phần khó nhất trên Android, Apple và Web:
API mô-đun web
// Install from NPM. If you prefer to use a static .js file visit
// https://github.com/firebase/geofire-js/releases and download
// geofire-common.min.js from the latest version
npm install --save geofire-common
API không gian tên web
// Install from NPM. If you prefer to use a static .js file visit
// https://github.com/firebase/geofire-js/releases and download
// geofire-common.min.js from the latest version
npm install --save geofire-common
Nhanh
Lưu ý: Sản phẩm này không khả dụng trên các mục tiêu watchOS và App Clip.
// Thêm phần này vào nhóm Podfile của bạn 'GeoFire/Utils'Kotlin+KTX
// Add this to your app/build.gradle
implementation 'com.firebase:geofire-android-common:3.2.0'
Java
// Add this to your app/build.gradle
implementation 'com.firebase:geofire-android-common:3.1.0'
Lưu trữ Geohash
Đối với mỗi tài liệu bạn muốn lập chỉ mục theo vị trí, bạn sẽ cần lưu trữ trường Geohash:
API mô-đun web
import { doc, updateDoc } from 'firebase/firestore';
// Compute the GeoHash for a lat/lng point
const lat = 51.5074;
const lng = 0.1278;
const hash = geofire.geohashForLocation([lat, lng]);
// Add the hash and the lat/lng to the document. We will use the hash
// for queries and the lat/lng for distance comparisons.
const londonRef = doc(db, 'cities', 'LON');
await updateDoc(londonRef, {
geohash: hash,
lat: lat,
lng: lng
});API không gian tên web
// Compute the GeoHash for a lat/lng point
const lat = 51.5074;
const lng = 0.1278;
const hash = geofire.geohashForLocation([lat, lng]);
// Add the hash and the lat/lng to the document. We will use the hash
// for queries and the lat/lng for distance comparisons.
const londonRef = db.collection('cities').doc('LON');
londonRef.update({
geohash: hash,
lat: lat,
lng: lng
}).then(() => {
// ...
});Nhanh
Lưu ý: Sản phẩm này không khả dụng trên các mục tiêu watchOS và App Clip.
// Compute the GeoHash for a lat/lng point
let latitude = 51.5074
let longitude = 0.12780
let location = CLLocationCoordinate2D(latitude: latitude, longitude: longitude)
let hash = GFUtils.geoHash(forLocation: location)
// Add the hash and the lat/lng to the document. We will use the hash
// for queries and the lat/lng for distance comparisons.
let documentData: [String: Any] = [
"geohash": hash,
"lat": latitude,
"lng": longitude
]
let londonRef = db.collection("cities").document("LON")
londonRef.updateData(documentData) { error in
// ...
}Kotlin+KTX
// Compute the GeoHash for a lat/lng point
val lat = 51.5074
val lng = 0.1278
val hash = GeoFireUtils.getGeoHashForLocation(GeoLocation(lat, lng))
// Add the hash and the lat/lng to the document. We will use the hash
// for queries and the lat/lng for distance comparisons.
val updates: MutableMap<String, Any> = mutableMapOf(
"geohash" to hash,
"lat" to lat,
"lng" to lng,
)
val londonRef = db.collection("cities").document("LON")
londonRef.update(updates)
.addOnCompleteListener {
// ...
}Java
// Compute the GeoHash for a lat/lng point
double lat = 51.5074;
double lng = 0.1278;
String hash = GeoFireUtils.getGeoHashForLocation(new GeoLocation(lat, lng));
// Add the hash and the lat/lng to the document. We will use the hash
// for queries and the lat/lng for distance comparisons.
Map<String, Object> updates = new HashMap<>();
updates.put("geohash", hash);
updates.put("lat", lat);
updates.put("lng", lng);
DocumentReference londonRef = db.collection("cities").document("LON");
londonRef.update(updates)
.addOnCompleteListener(new OnCompleteListener<Void>() {
@Override
public void onComplete(@NonNull Task<Void> task) {
// ...
}
});Truy vấn Geohash
Geohash cho phép chúng tôi ước tính các truy vấn khu vực bằng cách kết hợp một nhóm truy vấn trên trường Geohash và sau đó lọc ra một số kết quả dương tính giả:
API mô-đun web
import { collection, query, orderBy, startAt, endAt, getDocs } from 'firebase/firestore';
// Find cities within 50km of London
const center = [51.5074, 0.1278];
const radiusInM = 50 * 1000;
// Each item in 'bounds' represents a startAt/endAt pair. We have to issue
// a separate query for each pair. There can be up to 9 pairs of bounds
// depending on overlap, but in most cases there are 4.
const bounds = geofire.geohashQueryBounds(center, radiusInM);
const promises = [];
for (const b of bounds) {
const q = query(
collection(db, 'cities'),
orderBy('geohash'),
startAt(b[0]),
endAt(b[1]));
promises.push(getDocs(q));
}
// Collect all the query results together into a single list
const snapshots = await Promise.all(promises);
const matchingDocs = [];
for (const snap of snapshots) {
for (const doc of snap.docs) {
const lat = doc.get('lat');
const lng = doc.get('lng');
// We have to filter out a few false positives due to GeoHash
// accuracy, but most will match
const distanceInKm = geofire.distanceBetween([lat, lng], center);
const distanceInM = distanceInKm * 1000;
if (distanceInM <= radiusInM) {
matchingDocs.push(doc);
}
}
}API không gian tên web
// Find cities within 50km of London
const center = [51.5074, 0.1278];
const radiusInM = 50 * 1000;
// Each item in 'bounds' represents a startAt/endAt pair. We have to issue
// a separate query for each pair. There can be up to 9 pairs of bounds
// depending on overlap, but in most cases there are 4.
const bounds = geofire.geohashQueryBounds(center, radiusInM);
const promises = [];
for (const b of bounds) {
const q = db.collection('cities')
.orderBy('geohash')
.startAt(b[0])
.endAt(b[1]);
promises.push(q.get());
}
// Collect all the query results together into a single list
Promise.all(promises).then((snapshots) => {
const matchingDocs = [];
for (const snap of snapshots) {
for (const doc of snap.docs) {
const lat = doc.get('lat');
const lng = doc.get('lng');
// We have to filter out a few false positives due to GeoHash
// accuracy, but most will match
const distanceInKm = geofire.distanceBetween([lat, lng], center);
const distanceInM = distanceInKm * 1000;
if (distanceInM <= radiusInM) {
matchingDocs.push(doc);
}
}
}
return matchingDocs;
}).then((matchingDocs) => {
// Process the matching documents
// ...
});
Nhanh
Lưu ý: Sản phẩm này không khả dụng trên các mục tiêu watchOS và App Clip.
// Find cities within 50km of London
let center = CLLocationCoordinate2D(latitude: 51.5074, longitude: 0.1278)
let radiusInM: Double = 50 * 1000
// Each item in 'bounds' represents a startAt/endAt pair. We have to issue
// a separate query for each pair. There can be up to 9 pairs of bounds
// depending on overlap, but in most cases there are 4.
let queryBounds = GFUtils.queryBounds(forLocation: center,
withRadius: radiusInM)
let queries = queryBounds.map { bound -> Query in
return db.collection("cities")
.order(by: "geohash")
.start(at: [bound.startValue])
.end(at: [bound.endValue])
}
@Sendable func fetchMatchingDocs(from query: Query,
center: CLLocationCoordinate2D,
radiusInMeters: Double) async throws -> [QueryDocumentSnapshot] {
let snapshot = try await query.getDocuments()
// Collect all the query results together into a single list
return snapshot.documents.filter { document in
let lat = document.data()["lat"] as? Double ?? 0
let lng = document.data()["lng"] as? Double ?? 0
let coordinates = CLLocation(latitude: lat, longitude: lng)
let centerPoint = CLLocation(latitude: center.latitude, longitude: center.longitude)
// We have to filter out a few false positives due to GeoHash accuracy, but
// most will match
let distance = GFUtils.distance(from: centerPoint, to: coordinates)
return distance <= radiusInM
}
}
// After all callbacks have executed, matchingDocs contains the result. Note that this code
// executes all queries serially, which may not be optimal for performance.
do {
let matchingDocs = try await withThrowingTaskGroup(of: [QueryDocumentSnapshot].self) { group -> [QueryDocumentSnapshot] in
for query in queries {
group.addTask {
try await fetchMatchingDocs(from: query, center: center, radiusInMeters: radiusInM)
}
}
var matchingDocs = [QueryDocumentSnapshot]()
for try await documents in group {
matchingDocs.append(contentsOf: documents)
}
return matchingDocs
}
print("Docs matching geoquery: \(matchingDocs)")
} catch {
print("Unable to fetch snapshot data. \(error)")
}Kotlin+KTX
// Find cities within 50km of London
val center = GeoLocation(51.5074, 0.1278)
val radiusInM = 50.0 * 1000.0
// Each item in 'bounds' represents a startAt/endAt pair. We have to issue
// a separate query for each pair. There can be up to 9 pairs of bounds
// depending on overlap, but in most cases there are 4.
val bounds = GeoFireUtils.getGeoHashQueryBounds(center, radiusInM)
val tasks: MutableList<Task<QuerySnapshot>> = ArrayList()
for (b in bounds) {
val q = db.collection("cities")
.orderBy("geohash")
.startAt(b.startHash)
.endAt(b.endHash)
tasks.add(q.get())
}
// Collect all the query results together into a single list
Tasks.whenAllComplete(tasks)
.addOnCompleteListener {
val matchingDocs: MutableList<DocumentSnapshot> = ArrayList()
for (task in tasks) {
val snap = task.result
for (doc in snap!!.documents) {
val lat = doc.getDouble("lat")!!
val lng = doc.getDouble("lng")!!
// We have to filter out a few false positives due to GeoHash
// accuracy, but most will match
val docLocation = GeoLocation(lat, lng)
val distanceInM = GeoFireUtils.getDistanceBetween(docLocation, center)
if (distanceInM <= radiusInM) {
matchingDocs.add(doc)
}
}
}
// matchingDocs contains the results
// ...
}Java
// Find cities within 50km of London
final GeoLocation center = new GeoLocation(51.5074, 0.1278);
final double radiusInM = 50 * 1000;
// Each item in 'bounds' represents a startAt/endAt pair. We have to issue
// a separate query for each pair. There can be up to 9 pairs of bounds
// depending on overlap, but in most cases there are 4.
List<GeoQueryBounds> bounds = GeoFireUtils.getGeoHashQueryBounds(center, radiusInM);
final List<Task<QuerySnapshot>> tasks = new ArrayList<>();
for (GeoQueryBounds b : bounds) {
Query q = db.collection("cities")
.orderBy("geohash")
.startAt(b.startHash)
.endAt(b.endHash);
tasks.add(q.get());
}
// Collect all the query results together into a single list
Tasks.whenAllComplete(tasks)
.addOnCompleteListener(new OnCompleteListener<List<Task<?>>>() {
@Override
public void onComplete(@NonNull Task<List<Task<?>>> t) {
List<DocumentSnapshot> matchingDocs = new ArrayList<>();
for (Task<QuerySnapshot> task : tasks) {
QuerySnapshot snap = task.getResult();
for (DocumentSnapshot doc : snap.getDocuments()) {
double lat = doc.getDouble("lat");
double lng = doc.getDouble("lng");
// We have to filter out a few false positives due to GeoHash
// accuracy, but most will match
GeoLocation docLocation = new GeoLocation(lat, lng);
double distanceInM = GeoFireUtils.getDistanceBetween(docLocation, center);
if (distanceInM <= radiusInM) {
matchingDocs.add(doc);
}
}
}
// matchingDocs contains the results
// ...
}
});Hạn chế
Việc sử dụng Geohash để truy vấn vị trí mang lại cho chúng tôi những khả năng mới nhưng đi kèm với một số hạn chế riêng:
- Kết quả dương tính giả - truy vấn bằng Geohash không chính xác và bạn phải lọc ra các kết quả dương tính giả ở phía máy khách. Những lần đọc bổ sung này sẽ làm tăng thêm chi phí và độ trễ cho ứng dụng của bạn.
- Trường hợp biên - phương pháp truy vấn này dựa vào việc ước tính khoảng cách giữa các đường kinh độ/vĩ độ. Độ chính xác của ước tính này giảm khi các điểm tiến gần hơn đến Bắc Cực hoặc Nam Cực, điều đó có nghĩa là các truy vấn Geohash có nhiều kết quả dương tính giả hơn ở các vĩ độ cực đoan.