1. 前言

Elasticsearch支持两种类型的地理数据：支持经纬度对的geo_point字段和支持点、线、圆、多边形等的geo_shape字段。接下来介绍Elasticsearch提供的地理相关的查询，包括：

geo_bounding_box查询
查找地理点位于指定矩形中的文档。
geo_distance查询
查找地理点位于一个中心点到指定距离范围内的文档。
geo_polygon查询
查找地理点位于指定多边形的文档。
geo_shape查询
查找与指定的地理形状相交、包含或不相交的地理形状的文档。

2. geo_bounding_box查询

geo_bounding_box查询查找地理点位于指定矩形中的文档。
首先，创建一个地理索引文档。

PUT /my_index_location
{
  "mappings": {
    "properties": {
      "pin": {
        "properties": {
          "location": {
            "type": "geo_point"
          }
        }
      }
    }
  }
}
PUT /my_index_location/_doc/1
{"pin":{"location":{"lat":40.12,"lon":-71.34}}}

使用geo_bounding_box查询示例如下：

GET my_index_location/_search
{
  "query": {
    "bool": {
      "must": {
        "match_all": {}
      },
      "filter": {
        "geo_bounding_box": {
          "pin.location": {
            "top_left": {
              "lat": 40.73,
              "lon": -74.1
            },
            "bottom_right": {
              "lat": 40.01,
              "lon": -71.12
            }
          }
        }
      }
    }
  }
}

top_left：矩形的左上角位置，值为geo_point类型。
bottom_right：矩形的右下角位置，值为geo_point类型。

输入格式

geo_point类型可以接受不同输入格式的地理点。

经纬度属性格式

"top_left": { "lat": 40.73, "lon": -74.1 },
"bottom_right" : { "lat" : 40.01, "lon" : -71.12 }

经纬度数组格式（经度在前，纬度在后）

"top_left" : [-74.1, 40.73],
"bottom_right" : [-71.12, 40.01]

经纬度字符串格式（纬度在前，经度在后）

 "top_left" : "40.73, -74.1",
 "bottom_right" : "40.01, -71.12"

矩形wkt格式

"wkt" : "BBOX (-74.1, -71.12, 40.73, 40.01)"

Geohash格式

"top_left" : "dr5r9ydj2y73",
"bottom_right" : "drj7teegpus6"

支持简单字段格式

"top" : 40.73,
"left" : -74.1,
"bottom" : 40.01,
"right" : -71.12

3. geo_distance查询

查找地理点位于一个中心点到指定距离范围内的文档。
使用geo_distance查询，中心地理坐标为{"lat" : 40, "lon" : -70}，查询半径distance为200km，示例如下：

GET /my_index_location/_search
{
    "query": {
        "bool" : {
            "must" : {
                "match_all" : {}
            },
            "filter" : {
                "geo_distance" : {
                    "distance" : "200km",
                    "pin.location" : {
                        "lat" : 40,
                        "lon" : -70
                    }
                }
            }
        }
    }
}

geo_point类型可接受不同输入格式的地理点。，具体可参考geo_bounding_box查询。
geo_distance过滤器可以处理每个文档的多个位置/点。只需一个位置/点匹配过滤器，文档将被包含在过滤器中。

过滤器查询参数

以下是过滤器上的查询参数:

distance：指定圆的半径。
distance_type：计算距离类型。可以是arc(默认)，也可以是plane(速度更快，但在距离较远和接近极点时不准确)。
_name：可选的名称字段来标识查询。
validation_method：设置为IGNORE_MALFORMED表示可接受纬度或经度无效的地理点；设置为COERCE表示另外尝试并推断正确的地理坐标；设置为STRICT(默认值)表示遇到不正确的地理坐标直接抛出异常。

4. geo_polygon查询

查找地理点位于指定多边形的文档。
使用geo_polygon查询，设置三个坐标地理点，形成一个三角形，示例如下：

GET /my_index_location/_search
{
    "query": {
        "bool" : {
            "must" : {
                "match_all" : {}
            },
            "filter" : {
                "geo_polygon" : {
                    "pin.location" : {
                        "points" : [
                            {"lat" : 45, "lon" : -60},
                            {"lat" : 50, "lon" : -80},
                            {"lat" : 20, "lon" : -90}
                        ]
                    }
                }
            }
        }
    }
}

geo_point类型可接受不同输入格式的地理点，包括数组格式、字符串格式、Geohash格式，具体可参考geo_bounding_box查询。

过滤器查询参数

以下是过滤器上的查询参数:

_name：可选的名称字段来标识查询。
validation_method：设置为IGNORE_MALFORMED表示可接受纬度或经度无效的地理点；设置为COERCE表示另外尝试并推断正确的地理坐标；设置为STRICT(默认值)表示遇到不正确的地理坐标直接抛出异常。

5. geo_shape查询

查找与指定的地理形状相交、包含或不相交的地理形状的文档。使用geo_shape类型来过滤索引文档。
geo_shape查询支持两种定义查询形状的方法，一种是提供完整的形状定义，另一种是引用另一个索引中预先索引形状的名称。

内联定义形状

与geo_shape类型类似，geo_shape查询使用GeoJSON表示形状。
首先给定以下索引：

PUT /my_index_geo_shape
{
    "mappings": {
        "properties": {
            "location": {
                "type": "geo_shape"
            }
        }
    }
}
POST /my_index_geo_shape/_doc?refresh
{
    "name": "北京南站, 北京, 中国",
    "location": {
        "type": "point",
        "coordinates": [116.385938,39.870839]
    }
}

使用Elasticsearch的envelope模式，GeoJSON形式来查询地理点，示例如下：

GET /my_index_geo_shape/_search
{
    "query":{
        "bool": {
            "must": {
                "match_all": {}
            },
            "filter": {
                "geo_shape": {
                    "location": {
                        "shape": {
                            "type": "envelope",
                            "coordinates" : [[116.327854,39.90075], [117.065057,39.063287]]
                        },
                        "relation": "within"
                    }
                }
            }
        }
    }
}

可以使用Kibana中的Maps功能查看查询结果如下所示：

预先索引形状

首先有一个预定义的形状列表，并且指定一个逻辑名称来引用它，这样避免了每次都必须提供它们的坐标。在预先索引形状的情况下，只需要提供:

id - 包含预索引形状的文档id。
index - 预索引形状所在索引的名称。默认shapes。
path - 包含预索引形状的路径。默认shape。
routing - 形状文档的路由(如果需要)。

首先预先定义索引形状，示例如下：

PUT /my_index_pre_shape
{
  "mappings": {
    "properties": {
      "location": {
        "type": "geo_shape"
      }
    }
  }
}
PUT /my_index_pre_shape/_doc/1
{"location":{"type":"envelope","coordinates":[[116.327854,39.90075], [117.065057,39.063287]]}}

根据预先索引形状来查询，示例如下：

GET /my_index_geo_shape/_search
{
    "query": {
        "bool": {
            "filter": {
                "geo_shape": {
                    "location": {
                        "indexed_shape": {
                            "index": "my_index_pre_shape",
                            "id": "1",
                            "path": "location"
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }
}

空间关系

geo_shape查询通过设置relation参数来决定在搜索时可以使用哪些空间关系（relation）操作符，空间关系（relation）的完整列表如下:
INTERSECTS - (默认值)返回geo_shape字段与查询几何图形相交的所有文档。
DISJOINT - 返回geo_shape字段与查询几何形状没有任何共同之处的所有文档。
WITHIN - 返回geo_shape字段在查询几何图形内的所有文档。
CONTAINS - 返回geo_shape字段包含查询几何图形的所有文档。

Elasticsearch系列（14）Query之地理空间查询

Elasticsearch系列（14）Query之地理空间查询

1. 前言

2. geo_bounding_box查询

输入格式

3. geo_distance查询

过滤器查询参数

4. geo_polygon查询

过滤器查询参数

5. geo_shape查询

内联定义形状

预先索引形状

空间关系