De nombreuses applications contiennent des documents indexés par emplacements physiques. Par exemple, votre application peut permettre aux utilisateurs de parcourir les magasins à proximité de leur emplacement actuel.
Cloud Firestore n'autorise qu'une seule clause de plage par requête composée , ce qui signifie que nous ne pouvons pas effectuer de requêtes géographiques en stockant simplement la latitude et la longitude dans des champs séparés et en interrogeant un cadre de délimitation.
Solution : géohachages
Geohash est un système permettant d'encoder une paire (latitude, longitude)
en une seule chaîne Base32. Dans le système Geohash, le monde est divisé en une grille rectangulaire. Chaque caractère d'une chaîne Geohash spécifie l'une des 32 subdivisions du hachage de préfixe. Par exemple, le Geohash abcd
est l'un des 32 hachages à quatre caractères entièrement contenus dans le plus grand Geohash abc
.
Plus le préfixe partagé entre deux hachages est long, plus ils sont proches l'un de l'autre. Par exemple abcdef
est plus proche de abcdeg
que abcdff
. Mais l’inverse n’est pas vrai ! Deux zones peuvent être très proches l’une de l’autre tout en ayant des Geohashes très différents :
Nous pouvons utiliser Geohashes pour stocker et interroger des documents par position dans Cloud Firestore avec une efficacité raisonnable tout en ne nécessitant qu'un seul champ indexé.
Installer la bibliothèque d'assistance
La création et l'analyse de Geohashes impliquent des calculs délicats, nous avons donc créé des bibliothèques d'assistance pour résumer les parties les plus difficiles sur Android, Apple et Web :
API modulaire 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 avec espace de noms 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
Rapide
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'
Stocker les géohachages
Pour chaque document que vous souhaitez indexer par emplacement, vous devrez stocker un champ Geohash :
API modulaire 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 avec espace de noms 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(() => { // ... });
Rapide
// 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) { // ... } });
Interroger des géohachages
Les Geohashes nous permettent d'approcher les requêtes de zone en joignant un ensemble de requêtes sur le champ Geohash, puis en filtrant certains faux positifs :
API modulaire 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 avec espace de noms 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 // ... });
Rapide
// 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]) } var matchingDocs = [QueryDocumentSnapshot]() // Collect all the query results together into a single list func getDocumentsCompletion(snapshot: QuerySnapshot?, error: Error?) -> () { guard let documents = snapshot?.documents else { print("Unable to fetch snapshot data. \(String(describing: error))") return } for document in documents { 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) if distance <= radiusInM { matchingDocs.append(document) } } } // After all callbacks have executed, matchingDocs contains the result. Note that this // sample does not demonstrate how to wait on all callbacks to complete. for query in queries { query.getDocuments(completion: getDocumentsCompletion) }
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 // ... } });
Limites
L'utilisation de Geohashes pour interroger des emplacements nous offre de nouvelles fonctionnalités, mais comporte son propre ensemble de limitations :
- Faux positifs - les requêtes par Geohash ne sont pas exactes et vous devez filtrer les résultats faussement positifs du côté client. Ces lectures supplémentaires ajoutent du coût et de la latence à votre application.
- Edge Cases : cette méthode de requête repose sur l’estimation de la distance entre les lignes de longitude/latitude. La précision de cette estimation diminue à mesure que les points se rapprochent du pôle Nord ou Sud, ce qui signifie que les requêtes Geohash ont plus de faux positifs aux latitudes extrêmes.