تحتوي العديد من التطبيقات على مستندات يتم فهرستها حسب المواقع الجغرافية. على سبيل المثال، قد يسمح تطبيقك للمستخدمين بتصفُّح المتاجر القريبة من موقعهم الجغرافي الحالي.
الحلّ: الرموز الجغرافية
Geohash هو نظام لتشفير زوج (latitude, longitude)
في سلسلة واحدة
Base32. في نظام Geohash، يتم تقسيم العالم إلى شبكة مستطيلة.
يحدّد كل حرف من سلسلة Geohash إحدى التقسيمات الفرعية الـ 32 لرمز التشفير
للبادئة. على سبيل المثال، Geohash abcd
هو أحد 32 تجزئة من أربعة أحرف
مضمّنة بالكامل في Geohash abc
الأكبر حجمًا.
وكلما طالت البادئة المشتركة بين هاشتَين، كانا أقرب
إلى بعضهما. على سبيل المثال، abcdef
أقرب إلى abcdeg
من abcdff
. ومع ذلك،
العكس ليس صحيحًا. قد تكون منطقتان قريبتَين جدًا من بعضهما مع اختلاف هائل في الرموز الجغرافية:
يمكننا استخدام الرموز الجغرافية لتخزين المستندات وإجراء طلبات بحث عنها حسب موضع كل مستند في Cloud Firestore بكفاءة معقولة مع عدم الحاجة إلا إلى حقل واحد مُفهرس.
تثبيت مكتبة المساعدة
يتطلّب إنشاء الرموز الجغرافية وتحليلها بعض العمليات الحسابية الصعبة، لذلك أنشأنا مكتبات مساعدة لإيجاد الحلول العامة لأصعب الأجزاء على Android وApple والويب:
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
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
Swift
Kotlin
// 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'
تخزين الرموز الجغرافية
بالنسبة إلى كل مستند تريد فهرسته حسب الموقع الجغرافي، عليك تخزين حقل Geohash:
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 });
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(() => { // ... });
Swift
// 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
// 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) { // ... } });
طلب البحث عن الرموز الجغرافية
تسمح لنا الرموز الجغرافية بالتقريب من طلبات البحث المتعلّقة بمناطق معيّنة من خلال دمج مجموعة من طلبات البحث في حقل Geohash ثمّ فلترة بعض النتائج الإيجابية الخاطئة:
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); } } }
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 // ... });
Swift
// 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
// 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 // ... } });
القيود
يمنحنا استخدام الرموز الجغرافية لطلب المعلومات عن المواقع الجغرافية إمكانات جديدة، ولكنه يفرض قيودًا خاصة به:
- النتائج الموجبة الخاطئة: لا يكون البحث حسب Geohash دقيقًا، وعليك فلترة النتائج الموجبة الخاطئة من جهة العميل. تؤدي عمليات القراءة الإضافية هذه إلى زيادة التكلفة ووقت الاستجابة في تطبيقك.
- الحالات الهامشية: تعتمد طريقة طلب البحث هذه على تقدير المسافة بين خطوط الطول/العرض. تقل دقة هذا التقدير كلما اقتربت النقاط من القطب الشمالي أو الجنوبي، ما يعني أنّ طلبات البحث عن الرموز الجغرافية تؤدي إلى ظهور المزيد من النتائج الموجبة الخاطئة عند خطوط العرض القصوى.