تتضمّن العديد من التطبيقات مستندات تمت فهرستها حسب المواقع الجغرافية الفعلية. على سبيل المثال: قد يتيح تطبيقك للمستخدمين تصفُّح المتاجر القريبة من موقعهم الجغرافي الحالي.
الحل: Geohashes
Geohash هو نظام لترميز زوج (latitude, longitude)
في زوج واحد
سلسلة Base32 في نظام Geohash، ينقسم العالم إلى شبكة مستطيلة.
يحدد كل حرف من سلسلة Geohash أحد الأقسام الفرعية البالغ عددها 32
تجزئة البادئة. على سبيل المثال، إنّ Geohash abcd
هي واحدة من 32 علامة تجزئة مكوّنة من أربعة أحرف.
ويتم تضمينها بالكامل في Geohash abc
الأكبر.
كلما زاد طول البادئة المشتركة بين علامتَي التجزئة، اقتربت من
بعضنا البعض. على سبيل المثال، إنّ القيمة abcdef
أقرب إلى abcdeg
من قيمة abcdff
. مع ذلك
العكس غير صحيح! قد تكون منطقتان قريبتين جدًا من بعضهما البعض بينما
وجود عناصر Geohashes مختلفة جدًا:
يمكننا استخدام Geohashes لتخزين المستندات والاستعلام عنها حسب موضعها في Cloud Firestore بكفاءة معقولة مع طلب واحد فقط المفهرس.
تثبيت مكتبة المساعدة
يتضمن إنشاء وتحليل Geohashes بعض العمليات الحسابية الصعبة، لذلك أنشأنا مساعدًا والمكتبات لاستخلاص أصعب 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+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'
تخزين Geohashes
لكل مستند تريد فهرسته حسب الموقع، سوف تحتاج إلى 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+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) { // ... } });
طلب بحث عن Geohashes
تتيح لنا الرموز الجغرافية التقريبية من طلبات البحث عن المنطقة من خلال ضم مجموعة من طلبات البحث. في حقل Geohash ثم تصفية بعض النتائج الموجبة 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+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 // ... } });
القيود
يمنحنا استخدام Geohashes للاستعلام عن المواقع إمكانات جديدة، ولكن مع مجموعة القيود الخاصة به:
- الإيجابيات الخاطئة - طلب البحث الذي يجريه Geohash ليس دقيقًا، ويجب تصفية النتائج الإيجابية الخاطئة من جانب العميل. هذه القراءات الإضافية إضافة التكلفة ووقت الاستجابة إلى تطبيقك
- حالات الحافة - تعتمد طريقة طلب البحث هذه على تقدير المسافة بين خطوط الطول/العرض. تقل دقة هذا التقدير عندما من القطب الشمالي أو الجنوبي مما يعني أن استعلامات Geohash المزيد من النتائج الموجبة الخاطئة في خطوط العرض القصوى.