PHP-Geohash算法查找附近的人

最近需要做一个需求,查看动态时需要查找附近的人动态,因此呢就研究了下Geohash算法。
一、优点:
1、利用一个字段,即可存储经纬度;搜索时,只需一条索引,效率较高
2、编码的前缀可以表示更大的区域,查找附近的,非常方便。 SQL中,LIKE 'wm3yr3%',即可查询附近的所有地点。
二、直接上代码(Geohash算法具体可自行百度)

<?php
/**
 * Geohash
 * @author PwordC
 */

class Geohash {

    private $bitss = array(16, 8, 4, 2, 1);
    private $neighbors = array();
    private $borders = array();
    
    private $coding = "0123456789bcdefghjkmnpqrstuvwxyz";
    private $codingMap = array();

    /**
     * 位数范围(单位km)
     * 1    ±2500
     * 2    ±630
     * 3    ±78
     * 4    ±20
     * 5    ±2.4
     * 6    ±0.61
     * 7    ±0.076
     * 8    ±0.01911
     * 9    ±0.00478
     * 10   ±0.0005971
     * 11   ±0.0001492
     * 12   ±0.0000186
     */
    
    public function Geohash() {
        
        $this->neighbors['right']['even'] = 'bc01fg45238967deuvhjyznpkmstqrwx';
        $this->neighbors['left']['even'] = '238967debc01fg45kmstqrwxuvhjyznp';
        $this->neighbors['top']['even'] = 'p0r21436x8zb9dcf5h7kjnmqesgutwvy';
        $this->neighbors['bottom']['even'] = '14365h7k9dcfesgujnmqp0r2twvyx8zb';
        
        $this->borders['right']['even'] = 'bcfguvyz';
        $this->borders['left']['even'] = '0145hjnp';
        $this->borders['top']['even'] = 'prxz';
        $this->borders['bottom']['even'] = '028b';
        
        $this->neighbors['bottom']['odd'] = $this->neighbors['left']['even'];
        $this->neighbors['top']['odd'] = $this->neighbors['right']['even'];
        $this->neighbors['left']['odd'] = $this->neighbors['bottom']['even'];
        $this->neighbors['right']['odd'] = $this->neighbors['top']['even'];
        
        $this->borders['bottom']['odd'] = $this->borders['left']['even'];
        $this->borders['top']['odd'] = $this->borders['right']['even'];
        $this->borders['left']['odd'] = $this->borders['bottom']['even'];
        $this->borders['right']['odd'] = $this->borders['top']['even'];
        
        for($i=0; $i<32; $i++) {
        
            $this->codingMap[substr($this->coding, $i, 1)] = str_pad(decbin($i), 5, "0", STR_PAD_LEFT);
        }
        
    }

    public function decode($hash) {
    
        $binary = "";
        $hl = strlen($hash);
        for ($i=0; $i<$hl; $i++) {
        
            $binary .= $this->codingMap[substr($hash, $i, 1)];
        }
        
        $bl = strlen($binary);
        $blat = "";
        $blng = "";
        for ($i=0; $i<$bl; $i++) {
        
            if ($i%2)
                $blat=$blat.substr($binary, $i, 1);
            else
                $blng=$blng.substr($binary, $i, 1);
            
        }
        
        $lat = $this->binDecode($blat, -90, 90);
        $lng = $this->binDecode($blng, -180, 180);
        
        $latErr = $this->calcError(strlen($blat), -90, 90);
        $lngErr = $this->calcError(strlen($blng), -180, 180);
                
        $latPlaces = max(1, -round(log10($latErr))) - 1;
        $lngPlaces = max(1, -round(log10($lngErr))) - 1;
        
        $lat = round($lat, $latPlaces);
        $lng = round($lng, $lngPlaces);

        return array($lat, $lng);
    }

    
    private function calculateAdjacent($srcHash, $dir) {
    
        $srcHash = strtolower($srcHash);
        $lastChr = $srcHash[strlen($srcHash) - 1];
        $type = (strlen($srcHash) % 2) ? 'odd' : 'even';
        $base = substr($srcHash, 0, strlen($srcHash) - 1);
        
        if (strpos($this->borders[$dir][$type], $lastChr) !== false) {
            
            $base = $this->calculateAdjacent($base, $dir);  
        }
            
        return $base . $this->coding[strpos($this->neighbors[$dir][$type], $lastChr)];
    }
    
    
    public function neighbors($srcHash) {
    
        $geohashPrefix = substr($srcHash, 0, strlen($srcHash) - 1);
     
        $neighbors['top'] = $this->calculateAdjacent($srcHash, 'top');
        $neighbors['bottom'] = $this->calculateAdjacent($srcHash, 'bottom');
        $neighbors['right'] = $this->calculateAdjacent($srcHash, 'right');
        $neighbors['left'] = $this->calculateAdjacent($srcHash, 'left');
        
        $neighbors['topleft'] = $this->calculateAdjacent($neighbors['left'], 'top');
        $neighbors['topright'] = $this->calculateAdjacent($neighbors['right'], 'top');
        $neighbors['bottomright'] = $this->calculateAdjacent($neighbors['right'], 'bottom');
        $neighbors['bottomleft'] = $this->calculateAdjacent($neighbors['left'], 'bottom');
     
        return $neighbors;
    }

    public function encode($lat, $lng) {
    
        $plat = $this->precision($lat);
        $latbits = 1;
        $err = 45;
        while($err > $plat) {
        
            $latbits++;
            $err /= 2;
        }
        
        $plng = $this->precision($lng);
        $lngbits = 1;
        $err = 90;
        while($err > $plng) {
        
            $lngbits++;
            $err /= 2;
        }
        
        $bits = max($latbits, $lngbits);

        $lngbits = $bits;
        $latbits = $bits;
        $addlng = 1;
        while (($lngbits + $latbits) % 5 != 0) {
        
            $lngbits += $addlng;
            $latbits += !$addlng;
            $addlng = !$addlng;
        }
        
        
        $blat = $this->binEncode($lat, -90, 90, $latbits);
        $blng = $this->binEncode($lng, -180, 180, $lngbits);
        
        $binary = "";
        $uselng = 1;
        while (strlen($blat) + strlen($blng)) {
        
            if ($uselng) {
            
                $binary = $binary.substr($blng, 0, 1);
                $blng = substr($blng, 1);
            
            } else {
            
                $binary = $binary.substr($blat, 0, 1);
                $blat = substr($blat, 1);
            }
            
            $uselng = !$uselng;
        }
        
        $hash = "";
        for ($i=0; $i<strlen($binary); $i+=5) {
        
            $n = bindec(substr($binary, $i, 5));
            $hash = $hash.$this->coding[$n];
        }
        
        return $hash;
    }

    private function calcError($bits, $min, $max) {
    
        $err = ($max - $min) / 2;
        while ($bits--)
            $err /= 2;
        return $err;
    }

    private function precision($number) {
    
        $precision = 0;
        $pt = strpos($number,'.');
        if ($pt !== false) {
        
            $precision = -(strlen($number) - $pt - 1);
        }
        
        return pow(10, $precision) / 2;
    }
    
    private function binEncode($number, $min, $max, $bitcount) {
    
        if ($bitcount == 0)
            return "";

        $mid = ($min + $max) / 2;
        if ($number > $mid)
            return "1" . $this->binEncode($number, $mid, $max, $bitcount - 1);
        else
            return "0" . $this->binEncode($number, $min, $mid, $bitcount - 1);
    }
    
    private function binDecode($binary, $min, $max) {
    
        $mid = ($min + $max) / 2;
        
        if (strlen($binary) == 0)
            return $mid;
            
        $bit = substr($binary, 0, 1);
        $binary = substr($binary, 1);
        
        if ($bit == 1)
            return $this->binDecode($binary, $mid, $max);
        else
            return $this->binDecode($binary, $min, $mid);
    }
}






代码较长,不关心算法的情况下可以不关注具体内容,因此没写注释。
使用时需要特别注意的一点就是距离范围
具体使用方法如下:

$geo = new Geohash();
$hash = $geo->encode($lat,$lng);
//默认取4位
$prefix = substr($hash, 0, 4);
//取出相邻区域,此处为一个数组区域
$neighbors = $geo->neighbors($prefix);
//需要将当前区域放进数组中
array_push($neighbors, $prefix);

特别说明一点,距离范围问题,上述代码注释中有说明 ↑↑↑
之后使用sql like 既可以查询出附近的人的记录
然后再计算距离即可;
附距离算法:

/**
 * 根据起点坐标和终点坐标测距离
 * @param  [array]   $from  [起点坐标(经纬度),例如:array(118.012951,36.810024)]
 * @param  [array]   $to    [终点坐标(经纬度)]
 * @param  [bool]    $km        是否以公里为单位 false:米 true:公里(千米)
 * @param  [int]     $decimal   精度 保留小数位数
 * @return [string]  距离数值
 * @author PwordC
 */
function get_distance($from,$to,$km=true,$decimal=2){
    sort($from);
    sort($to);
    $EARTH_RADIUS = 6370.996; // 地球半径系数

    $distance = $EARTH_RADIUS*2*asin(sqrt(pow(sin( ($from[0]*pi()/180-$to[0]*pi()/180)/2),2)+cos($from[0]*pi()/180)*cos($to[0]*pi()/180)* pow(sin( ($from[1]*pi()/180-$to[1]*pi()/180)/2),2)))*1000;

    if($km){
        $distance = $distance / 1000;
    }

    return round($distance, $decimal);
}

具体有问题可以给我留言,看到会回复。

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