Geohash：算法原理

注：全文转载自：Geohash算法原理及实现 - 简书 (jianshu.com)

Geohash 算法就是将经纬度编码由二维变一维，给地址位置分区的一种算法。

一、基本原理

GeoHash 是一种地址编码方法。它能够把二维的空间经纬度数据编码成一个字符串。

我们知道，经度范围是东经180到西经180，纬度范围是南纬90到北纬90，我们设定西经为负，南纬为负，所以地球上的经度范围就是[-180， 180]，纬度范围就是[-90，90]。如果以本初子午线、赤道为界，地球可以分成4个部分。

如果纬度范围[-90°, 0°)用二进制0代表，（0°, 90°]用二进制1代表，经度范围[-180°, 0°)用二进制0代表，（0°, 180°]用二进制1代表，那么地球可以分成如下4个部分。

如果在小块范围内递归对半划分呢？

可以看到，划分的区域更多了，也更精确了。GeoHash 算法就是基于这种思想，划分的次数更多，区域更多，区域面积更小了。通过将经纬度编码，给地理位置分区。

二、GeoHash 算法

GeoHash 算法一共有三步。

1、首先将经纬度变成二进制

比如这样一个点（39.923201, 116.390705）

纬度的范围是（-90，90），其中间值为0。对于纬度39.923201，在区间（0，90）中，因此得到一个1；（0，90）区间的中间值为45度，纬度39.923201小于45，因此得到一个0，依次计算下去，即可得到纬度的二进制表示，如下表：

最后得到纬度的二进制表示为：

10111000110001111001

同理可以得到经度116.390705的二进制表示为：

11010010110001000100

2、将经纬度合并

经度占偶数位，纬度占奇数位，注意，0也是偶数位。

11100 11101 00100 01111 00000 01101 01011 00001

3、按照Base32进行编码

Base32编码表的其中一种如下，是用0-9、b-z（去掉a, i, l, o）这32个字母进行编码。具体操作是先将上一步得到的合并后二进制转换为10进制数据，然后对应生成Base32码。需要注意的是，将5个二进制位转换成一个base32码。上例最终得到的值为

wx4g0ec1

Geohash比直接用经纬度的高效很多，而且使用者可以发布地址编码，既能表明自己位于北海公园附近，又不至于暴露自己的精确坐标，有助于隐私保护。

GeoHash用一个字符串表示经度和纬度两个坐标。在数据库中可以实现在一列上应用索引（某些情况下无法在两列上同时应用索引）
GeoHash表示的并不是一个点，而是一个矩形区域
GeoHash编码的前缀可以表示更大的区域。例如wx4g0ec1，它的前缀wx4g0e表示包含编码wx4g0ec1在内的更大范围。这个特性可以用于附近地点搜索

编码越长，表示的范围越小，位置也越精确。因此我们就可以通过比较GeoHash匹配的位数来判断两个点之间的大概距离。