圖解 MongoDB 地理位置索引的實現原理


地理位置索引支持是MongoDB的一大亮點,這也是全球最流行的LBS服務foursquare 選擇MongoDB的原因之一。我們知道,通常的數據庫索引結構是B+ Tree,如何將地理位置轉化為可建立B+Tree的形式,下文將為你描述。

首先假設我們將需要索引的整個地圖分成16×16的方格,如下圖(左下角為坐標0,0 右上角為坐標16,16):

單純的[x,y]的數據是無法建立索引的,所以MongoDB在建立索引的時候,會根據相應字段的坐標計算一個可以用來做索引的hash值,這個值叫做geohash,下面我們以地圖上坐標為[4,6]的點(圖中紅叉位置)為例。

我們第一步將整個地圖分成等大小的四塊,如下圖:

划分成四塊后我們可以定義這四塊的值,如下(左下為00,左上為01,右下為10,右上為11):

01 11
00 10

這樣[4,6]點的geohash值目前為 00

然后再將四個小塊每一塊進行切割,如下:

這時[4,6]點位於右上區域,右上的值為11,這樣[4,6]點的geohash值變為:0011

繼續往下做兩次切分:

最終得到[4,6]點的geohash值為:00110100

這樣我們用這個值來做索引,則地圖上點相近的點就可以轉化成有相同前綴的geohash值了。

我們可以看到,這個geohash值的精確度是與划分地圖的次數成正比的,上例對地圖划分了四次。而MongoDB默認是進行26次划分,這個值在建立索引時是可控的。具體建立二維地理位置索引的命令如下:

db.map.ensureIndex({point : "2d"}, {min : 0, max : 16, bits : 4})

其中的bits參數就是划分幾次,默認為26次。

http://blog.nosqlfan.com/html/1811.html


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