Wiele aplikacji ma dokumenty indeksowane według lokalizacji fizycznej. Aplikacja może na przykład umożliwiać użytkownikom przeglądanie sklepów w pobliżu ich bieżącej lokalizacji.
Rozwiązanie: geohashe
Geohash to system kodowania pary (latitude, longitude) w jeden ciąg znaków Base32. W systemie Geohash świat jest podzielony na siatkę prostokątną.
Każdy znak ciągu Geohash określa 1 z 32 poddzieli prefiksowego hasha. Na przykład geohash abcd to jeden z 32 4-znakowych haszy zawartych w większym geohaśmie abc.
Im dłuższy wspólny prefiks dwóch haszy, tym są one do siebie bliższe. Na przykład abcdef jest bliższe abcdeg niż abcdff. Odwrotna zależność nie jest jednak prawdziwa. Dwa obszary mogą być bardzo blisko siebie, a mieć bardzo różne geohashe:
Możemy używać geohashów do przechowywania dokumentów i wysyłania zapytań o ich pozycję w Cloud Firestore z przyzwoitą wydajnością, wymagając tylko jednego pola indeksowanego.
Instalowanie biblioteki pomocniczej
Tworzenie i analizowanie geohashów wymaga skomplikowanych obliczeń, dlatego utworzyliśmy pomocnicze biblioteki, które abstrahują najtrudniejsze części na Androida, Apple i internet:
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
Uwaga: ta usługa nie jest dostępna na urządzeniach z systemem watchOS i nie można jej używać w przypadku App Clip.
// Dodaj to do pliku Podfile
pod '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'
Zapisywanie geohashów
W przypadku każdego dokumentu, który chcesz zindeksować według lokalizacji, musisz przechowywać pole 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
Uwaga: ta usługa nie jest dostępna na urządzeniach z systemem watchOS i nie można jej używać w przypadku 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) {
// ...
}
});Zapytania dotyczące geohashów
Geohashe umożliwiają nam przybliżone zapytania dotyczące obszaru dzięki złączeniu zbioru zapytań w polu Geohash, a następnie odfiltrowaniu niektórych fałszywie dodatnich wyników:
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
Uwaga: ta usługa nie jest dostępna na urządzeniach z systemem watchOS i nie można jej używać w przypadku 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
// ...
}
});Ograniczenia
Korzystanie z geohashów do zapytań dotyczących lokalizacji daje nam nowe możliwości, ale wiąże się też z pewnymi ograniczeniami:
- Wyniki fałszywie pozytywne – zapytanie o geohash nie jest dokładne, dlatego musisz odfiltrowywać wyniki fałszywie pozytywne po stronie klienta. Te dodatkowe odczyty zwiększają koszty i opóźnienia w Twojej aplikacji.
- Przypadki szczególne – ta metoda zapytań opiera się na oszacowaniu odległości między liniami długości/szerokości geograficznej. Dokładność tego oszacowania maleje, gdy punkty zbliżają się do bieguna północnego lub południowego, co oznacza, że zapytania geohashowania dają więcej wyników fałszywie pozytywnych na skrajnych szerokościach geograficznych.