PHP,Mysql-根据一个给定经纬度的点，进行附近地点查询–合理利用算法，效率提高2125倍，mysql-2125倍
- WBOYOriginal
- 2016-06-13 09:22:291221browse
PHP,Mysql-根据一个给定经纬度的点，进行附近地点查询–合理利用算法，效率提高2125倍，mysql-2125倍
目前的工作是需要对用户的一些数据进行分析，每个用户都有若干条记录，每条记录中有用户的一个位置，是用经度和纬度表示的。
还有一个给定的数据库，存储的是一些已知地点以及他们的经纬度，内有43W多条的数据。
现在需要拿用户的经纬度和已知地点进行距离匹配，如果它们之间的距离小于一定的数据，比如说500米，就认为用户是在这个地点。
MYSQL本身是支持空间索引的，但是在5.x的版本中，取消了对Distance()和Related()的支持，参考这里：MySQL 5.1参考手册 :: 19. 中的空间扩展 19.5.6. 测试几何类之间空间关系的函数，
无法使用空间的距离函数去直接去查询距离在一定范围内的点。所以，我首先想到的是，对每条记录，去进行遍历，跟数据库中的每一个点进行距离计算，当距离小
于500米时，认为匹配。这样做确实能够得到结果，但是效率极其低下，因为每条记录都要去循环匹配40W条数据，其消耗的时间可想而知。经过记录，发现每
条记录处理的时间消耗达到1700ms，针对每天上亿的数据量，这样一个处理速度，让人情何以堪啊。。。
我自己也有个想法，就是找到每条记录所在点的经纬度周围的一个大概范围，比方说正方形的四个点，然后使用mysql的空间计算，使用MBR去得出点在这个矩形内的已知记录，然后进行匹配。可惜，自己没想出能计算到四个点经纬度的方法。
意外的，查询到了一个关于这个计算附近地点搜索初探，里面使用python实现了这个想法。
所以参考了一下原文中的算法，使用PHP进行了实现。
实现原理也是很相似的，先算出该点周围的矩形的四个点，然后使用经纬度去直接匹配数据库中的记录。
红色部分为要求的搜索范围，绿色部分我们能间接得到的结果范围
参考wiki百科上的一些球面计算公式：
- Great-circle distance
- Haversine formula
假设已知点的经纬度分别为$lng, $lat
先实现经度范围的查询，
在haversin公式中令φ1 = φ2，可得:
用PHP进行计算，就是：
| 1 2 3 |
//$lat 已知点的纬度
$dlng = 2 * asin(sin($distance / (2 * EARTH_RADIUS)) / cos(deg2rad($lat)));
$dlng = rad2deg($dlng);//转换弧度
|
然后是纬度范围的查询，
在haversin公式中令 Δλ = 0，可得
在PHP中进行计算，就是：
| 1 2 |
$dlat = $distance/EARTH_RADIUS;//EARTH_RADIUS地球半径
$dlat = rad2deg($dlat);//转换弧度
|
最后，就可以得出四个点的坐标：
left-top : (lat + dlat, lng – dlng)
right-top : (lat + dlat, lng + dlng)
left-bottom : (lat – dlat, lng – dlng)
right-bottom: (lat – dlat, lng + dlng)
我把以上方法写成了一个函数，综合起来就是：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 |
define(EARTH_RADIUS, 6371);//地球半径，平均半径为6371km
/**
*计算某个经纬度的周围某段距离的正方形的四个点
*
*@param lng float 经度
*@param lat float 纬度
*@param distance float 该点所在圆的半径，该圆与此正方形内切，默认值为0.5千米
*@return array 正方形的四个点的经纬度坐标
*/
function returnSquarePoint($lng, $lat,$distance = 0.5){
$dlng = 2 * asin(sin($distance / (2 * EARTH_RADIUS)) / cos(deg2rad($lat)));
$dlng = rad2deg($dlng);
$dlat = $distance/EARTH_RADIUS;
$dlat = rad2deg($dlat);
return array(
'left-top'=>array('lat'=>$lat + $dlat,'lng'=>$lng-$dlng),
'right-top'=>array('lat'=>$lat + $dlat, 'lng'=>$lng + $dlng),
'left-bottom'=>array('lat'=>$lat - $dlat, 'lng'=>$lng - $dlng),
'right-bottom'=>array('lat'=>$lat - $dlat, 'lng'=>$lng + $dlng)
);
}
//使用此函数计算得到结果后，带入sql查询。
$squares = returnSquarePoint($lng, $lat);
$info_sql = "select
id,locateinfo,lat,lng from `lbs_info` where lat0 and
lat>{$squares['right-bottom']['lat']} and
lat{$squares['left-top']['lng']} and
lng<code class="php plain">;
|
在lat和lng上建立一个联合索引后，使用此项查询，每条记录的查询消耗平均为0.8毫秒，相比以前的1700ms，真的是天壤之别啊。效率真真的是以前的2125倍~~
总结：这应该也不是效率最好的办法，但是效率比以前确实有明显的提升。请记住，总有办法更好的。
原文链接：http://digdeeply.org/archives/06152067.html
用北京天创的软件
mysql两点间距，你也自己弄成函数
公式如下，单位米：
第一点经纬度：lng1 lat1
第二点经纬度：lng2 lat2
round(6378.138*2*asin(sqrt(pow(sin(
(lat1*pi()/180-lat2*pi()/180)/2),2)+cos(lat1*pi()/180)*cos(lat2*pi()/180)*
pow(sin( (lng1*pi()/180-lng2*pi()/180)/2),2)))*1000)
例如：
SELECT store_id,lng,lat,
ROUND(6378.138*2*ASIN(SQRT(POW(SIN((22.299439*PI()/180-lat*PI()/180)/2),2)+COS(22.299439*PI()/180)*COS(lat*PI()/180)*POW(SIN((114.173881*PI()/180-lng*PI()/180)/2),2)))*1000)
AS
juli
FROM store_info
ORDER BY juli DESC
LIMIT 316