Elasticsearch地理空间之geo_shape_elasticsearch geo_shape-程序员宅基地

技术标签: Elasticsearch  elasticsearch  数据库  搜索引擎  大数据  

参考文章:

Elasticsearch地理形状
Elasticsearch geo_shape地理形状
ES地理范围查询第二讲:地理位置信息之geo_shape
ES GEO地理空间查询java版
Elasticsearch geo_point/geo_shape

一、概述

通常情况,我们使用一个经纬度坐标表示一个店铺的位置、一个用户的位置,经纬度在地图上仅仅表示一个点,有时候需要表示一个区域,例如:停车场、商场、学校等等,这些区域拥有各种各样的形状,包括:圆形、多边形等等。

ES中存储地理形状的数据类型为: geo_shape

geo_shape支持存储的常用形状数据如下:

  • 点(point)
  • 圆形(circle)
  • 矩形(envelope)
  • 多边形 (polygon)

提示: 在geo_shape中,点作为一种特殊的形状,geo_shape可以存储一个点。

二、geo_shape数据格式

geo_shape支持GeoJsonWKT(Well-Known Text)格式存储空间形状数据。建议使用wkt。详细支持的格式描述如下面图片上描述。
在这里插入图片描述

格式说明

  • GeoJson格式数据
    GeoJson格式参考官方网站:https://geojson.org/
    在es中则只需要存储其geometry的属性值即为geo_shape的值。
{
    
  "type": "Feature",
  "geometry": {
    
    "type": "Point",
    "coordinates": [125.6, 10.1]
  },
  "properties": {
    
    "name": "Dinagat Islands"
  }
}
  • wkt Well-Known Text (WKT)
POINT (-77.03653 38.897676) 
LINESTRING (-77.03653 38.897676,-77.009051 38.889939) 
POLYGON ((100.0 0.0, 101.0 0.0, 101.0 1.0, 100.0 1.0, 100.0 0.0)) 
MULTIPOINT (102.0 2.0, 103.0 2.0) 
MULTILINESTRING ((102.0 2.0, 103.0 2.0, 103.0 3.0, 102.0 3.0),(100.2 0.2, 100.8 0.2, 100.8 0.8, 100.2 0.8)) 
MULTIPOLYGON (((102.0 2.0, 103.0 2.0, 103.0 3.0, 102.0 3.0, 102.0 2.0)), ((100.0 0.0, 101.0 0.0, 101.0 1.0, 100.0 1.0, 100.0 0.0), (100.2 0.2, 100.8 0.2, 100.8 0.8, 100.2 0.8, 100.2 0.2))) 
GEOMETRYCOLLECTION (POINT (100.0 0.0), LINESTRING (101.0 0.0, 102.0 1.0)) 
BBOX (100.0, 102.0, 2.0, 0.0)

存储示例

  1. 定义geo_shape类型映射
PUT /example
{
    
    "mappings": {
    
        "properties": {
    
            "location": {
    
                "type": "geo_shape" // 定义location字段类型为geo_shape
            }
        }
    }
}
  1. 存储一个点
POST /example/_doc
{
    
    "location" : {
    
        "type" : "point", // 存储的图形类型为:point,表示存储一个坐标点
        "coordinates" : [-77.03653, 38.897676] // 坐标点格式: [经度, 纬度]
    }
}

POST /example/_doc
{
    
    "location" : "POINT (-77.03653 38.897676)"
}

  1. 存储一个多边形
POST /example/_doc
{
    
  "location": {
    
    "type": "polygon", // 存储的图形类型为: polygon,表示一个多边形
    "coordinates": [ // 支持多个多边形
      [ // 第一个多边形,多边形由下面的坐标数组组成。
        [100, 0], // 第一个坐标点,坐标格式: [经度, 纬度]
        [101, 0],
        [101, 1],
        [100, 1],
        [100, 0] // 最后一个坐标点,要跟第一个坐标点相同,这样多边形才能形成闭合
      ]
    ]
  }
}

POST /example/_doc
{
    
    "location" : "POLYGON ((100.0 0.0, 101.0 0.0, 101.0 1.0, 100.0 1.0, 100.0 0.0))"
}

在这里插入图片描述

三、geo_shape地理形状搜索

当索引的字段类型定义为geo_shape之后,我们就可以通过geo_shape实现图形搜索。

1. 图形搜索类型

下面是geo_shape支持的图形搜索类型:

intersects - 查询的形状与索引的形状有重叠(默认), 即图形有交集则匹配。
disjoint - 查询的形状与索引的形状完全不重叠。
within - 查询的形状包含索引的形状。

2.图形搜索例子

GET /example/_search
{
    
    "query":{
    
        "bool": {
     // 布尔组合查询语句
            "must": {
    
                "match_all": {
    } // 这里设置其他查询条件,直接匹配全部文档
            },
            "filter": {
     // 地理信息搜索,通常不参与相关性计算,所以使用filter包裹起来
                "geo_shape": {
     // geo_shape搜索语句
                    "location": {
     // 图形数据存储在location字段
                    "relation": "within" // 设置图形搜索类型,这里设置为包含关系
                    "shape": {
       //这个可以理解为其实就是geojson的geometry的值
                    	"type": "polygon",  // 设置图形类型,各种图形格式参考geo_shape的数据格式支持的图形类型
                    	"coordinates": [
		                        [
		                            [
		                                104.0396387972344,
		                                30.59613123035072
		                            ],
		                            [
		                                104.0393476378968,
		                                30.59549712177650
		                            ],
		                            [
		                                104.0396387858758,
		                                30.59638313574942
		                            ],
		                            [
		                                104.0396387972344,
		                                30.59613123035072
		                            ]
		                        ]
		                    ]
		                }
                    }
                }
            }
        }
    }
}

四、Java查询代码示例

GeoShape Polygon 查询

  1. 依赖jar包
<dependency>
    <groupId>org.locationtech.jts</groupId>
    <artifactId>jts-core</artifactId>
    <version>1.18.1</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.locationtech.spatial4j</groupId>
    <artifactId>spatial4j</artifactId>
    <version>0.8</version>
</dependency>
  1. 核心代码示例
MultiPolygonBuilder multiPolygonBuilder = new MultiPolygonBuilder();
String shapeField = "";
for (MultiCondition.GeoPolygon geoPolygon : geoPolygons){
    
    List<Coordinate> coordinateList = geoPolygon.geoPoints.stream().map(point -> new Coordinate(point.getLon(),point.getLat())).collect(Collectors.toList());
    CoordinatesBuilder coordinates = new CoordinatesBuilder().coordinates(coordinateList);
    PolygonBuilder polygonBuilder = new PolygonBuilder(coordinates);
    multiPolygonBuilder.polygon(polygonBuilder);
    shapeField = geoPolygon.getShapeField();
}
try {
    
    GeoShapeQueryBuilder geoShapeQueryBuilder = QueryBuilders.geoShapeQuery(shapeField, multiPolygonBuilder.buildGeometry());
    queryBuilder.filter(geoShapeQueryBuilder);
} catch (IOException e) {
    
    e.printStackTrace();
}
  1. 代码示例
package cn.com.example.cdgisdatahandle.config;

import org.elasticsearch.action.search.SearchRequest;
import org.elasticsearch.action.search.SearchResponse;
import org.elasticsearch.client.RequestOptions;
import org.elasticsearch.client.RestHighLevelClient;
import org.elasticsearch.common.geo.ShapeRelation;
import org.elasticsearch.common.geo.builders.CoordinatesBuilder;
import org.elasticsearch.common.geo.builders.MultiPolygonBuilder;
import org.elasticsearch.common.geo.builders.PolygonBuilder;
import org.elasticsearch.index.query.BoolQueryBuilder;
import org.elasticsearch.index.query.GeoShapeQueryBuilder;
import org.elasticsearch.index.query.QueryBuilders;
import org.elasticsearch.search.aggregations.AggregationBuilder;
import org.elasticsearch.search.aggregations.AggregationBuilders;
import org.elasticsearch.search.builder.SearchSourceBuilder;
import org.locationtech.jts.geom.Coordinate;
import org.locationtech.jts.geom.Geometry;
import org.locationtech.jts.geom.MultiPolygon;
import org.locationtech.jts.geom.Polygon;
import org.locationtech.jts.io.WKTReader;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

@Service
public class ElasticsearchDaoImpl {
    

    @Autowired
    private RestHighLevelClient restHighLevelClient;

    @Autowired
    private DefConfig defConfig;

    public SearchResponse geoShapeQuery(String wkt) {
    

        String indexName = defConfig.getEs_realtimepeople_index_name();
        String geoShapeField = defConfig.getEs_realtimepeople_geoshape_field();
        String peopleNumField = defConfig.getEs_realtimepeople_peoplenum_field();

        SearchResponse response = null;
        SearchRequest request = new SearchRequest();
        request.indices(indexName);

        SearchSourceBuilder searchSourceBuilder = new SearchSourceBuilder();
        searchSourceBuilder.trackTotalHits(true);
        //查询条件
        BoolQueryBuilder boolQueryBuilder = buildWktBoolQueryBuilder(geoShapeField, wkt);
        boolQueryBuilder.must(QueryBuilders.matchAllQuery());
        boolQueryBuilder.must(QueryBuilders.matchQuery("name", "小明"));
        //聚合求和
        AggregationBuilder agg = AggregationBuilders.sum("aggSum").field(peopleNumField);
        try {
    
            searchSourceBuilder.query(boolQueryBuilder).aggregation(agg);
            request.source(searchSourceBuilder);
            response = restHighLevelClient.search(request, RequestOptions.DEFAULT);
        } catch (Exception e) {
    
            System.out.println(e.getMessage());
        }
        return response;
    }

    /**
     * 构建Wkt条件
     * 参考文章:https://blog.csdn.net/z69183787/article/details/105563778
     *
     * @date 2019/9/26
     */
    private BoolQueryBuilder buildWktBoolQueryBuilder(String queryField, String wkt) {
    
        BoolQueryBuilder boolQueryBuilder = QueryBuilders.boolQuery();
        WKTReader wktReader = new WKTReader();
        try {
    
            Geometry geom = wktReader.read(wkt);
            GeoShapeQueryBuilder geoShapeQueryBuilder = null;
            if (wkt.startsWith("POLYGON")) {
    
                Polygon polygon = (Polygon) geom;
                List<Coordinate> coordinateList = Arrays.stream(polygon.getCoordinates()).collect(Collectors.toList());
                CoordinatesBuilder coordinates = new CoordinatesBuilder().coordinates(coordinateList);
                PolygonBuilder polygonBuilder = new PolygonBuilder(coordinates);
                geoShapeQueryBuilder = QueryBuilders.geoShapeQuery(queryField, polygonBuilder.buildGeometry())
                        .relation(ShapeRelation.WITHIN);
                boolQueryBuilder.filter(geoShapeQueryBuilder);
            } else if (wkt.startsWith("MULTIPOLYGON")) {
    
                MultiPolygon multiPolygon = (MultiPolygon) geom;
                int num = multiPolygon.getNumGeometries();
                MultiPolygonBuilder multiPolygonBuilder = new MultiPolygonBuilder();
                for (int i = 0; i < num; i++) {
    
                    Polygon polygon = (Polygon) multiPolygon.getGeometryN(i);
                    List<Coordinate> coordinateList = Arrays.stream(polygon.getCoordinates()).collect(Collectors.toList());
                    CoordinatesBuilder coordinates = new CoordinatesBuilder().coordinates(coordinateList);
                    PolygonBuilder polygonBuilder = new PolygonBuilder(coordinates);
                    multiPolygonBuilder.polygon(polygonBuilder);
                }
                geoShapeQueryBuilder = QueryBuilders.geoShapeQuery(queryField, multiPolygonBuilder.buildGeometry())
                        .relation(ShapeRelation.WITHIN);
                boolQueryBuilder.filter(geoShapeQueryBuilder);
            }
        } catch (Exception e) {
    
            System.out.println("构建Wkt条件错误" + e.getMessage());
        }
        return boolQueryBuilder;
    }

    public static void main(String[] args) {
    
        ElasticsearchDaoImpl elasticsearchDao = new ElasticsearchDaoImpl();
        String wkt = "POLYGON((110.20111083984375 25.431803168948832,110.05897521972658 25.32075284544021,110.07476806640624 25.187233664941914,110.643310546875 25.1070518051296,110.62477111816405 25.230721136478365,110.55198669433594 25.446064798199416,110.35491943359375 25.353644304321108,110.21072387695312 25.299647958643703,110.17501831054689 25.312683764022793,110.20111083984375 25.431803168948832))";
        string wkt2 = "MULTIPOLYGON (((102.0 2.0, 103.0 2.0, 103.0 3.0, 102.0 3.0, 102.0 2.0)), ((100.0 0.0, 101.0 0.0, 101.0 1.0, 100.0 1.0, 100.0 0.0), (100.2 0.2, 100.8 0.2, 100.8 0.8, 100.2 0.8, 100.2 0.2)))";
        long startCurrentTimeMillis = System.currentTimeMillis();
        elasticsearchDao.geoShapeQuery(wkt);
		elasticsearchDao.geoShapeQuery(wkt2);
        long endCurrentTimeMillis = System.currentTimeMillis();
        System.out.println((endCurrentTimeMillis - startCurrentTimeMillis)/1000 + " s");
    }
}

MultiPolygonBuilder 构建两个多边形,外多边形,内多边形,求环形部分相交数据

Coordinate 结构
用一个数组表示 经纬度 坐标点:
[lon,lat]
一组坐标点放到一个数组来表示一个多边形:
[[lon,lat],[lon,lat], ... ]
一个多边形( polygon )形状可以包含多个多边形;第一个表示多边形的外轮廓,后续的多边形表示第一个多边形内部的空洞:
[
  [[lon,lat],[lon,lat], ... ],  # main polygon
  [[lon,lat],[lon,lat], ... ],  # hole in main polygon
  ...
]
版权声明:本文为博主原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接:https://blog.csdn.net/lc_2014c/article/details/123131377

智能推荐

分布式光纤传感器的全球与中国市场2022-2028年:技术、参与者、趋势、市场规模及占有率研究报告_预计2026年中国分布式传感器市场规模有多大-程序员宅基地

文章浏览阅读3.2k次。本文研究全球与中国市场分布式光纤传感器的发展现状及未来发展趋势,分别从生产和消费的角度分析分布式光纤传感器的主要生产地区、主要消费地区以及主要的生产商。重点分析全球与中国市场的主要厂商产品特点、产品规格、不同规格产品的价格、产量、产值及全球和中国市场主要生产商的市场份额。主要生产商包括:FISO TechnologiesBrugg KabelSensor HighwayOmnisensAFL GlobalQinetiQ GroupLockheed MartinOSENSA Innovati_预计2026年中国分布式传感器市场规模有多大

07_08 常用组合逻辑电路结构——为IC设计的延时估计铺垫_基4布斯算法代码-程序员宅基地

文章浏览阅读1.1k次,点赞2次,收藏12次。常用组合逻辑电路结构——为IC设计的延时估计铺垫学习目的:估计模块间的delay,确保写的代码的timing 综合能给到多少HZ,以满足需求!_基4布斯算法代码

OpenAI Manager助手(基于SpringBoot和Vue)_chatgpt网页版-程序员宅基地

文章浏览阅读3.3k次,点赞3次,收藏5次。OpenAI Manager助手(基于SpringBoot和Vue)_chatgpt网页版

关于美国计算机奥赛USACO,你想知道的都在这_usaco可以多次提交吗-程序员宅基地

文章浏览阅读2.2k次。USACO自1992年举办,到目前为止已经举办了27届,目的是为了帮助美国信息学国家队选拔IOI的队员,目前逐渐发展为全球热门的线上赛事,成为美国大学申请条件下,含金量相当高的官方竞赛。USACO的比赛成绩可以助力计算机专业留学,越来越多的学生进入了康奈尔,麻省理工,普林斯顿,哈佛和耶鲁等大学,这些同学的共同点是他们都参加了美国计算机科学竞赛(USACO),并且取得过非常好的成绩。适合参赛人群USACO适合国内在读学生有意向申请美国大学的或者想锻炼自己编程能力的同学,高三学生也可以参加12月的第_usaco可以多次提交吗

MySQL存储过程和自定义函数_mysql自定义函数和存储过程-程序员宅基地

文章浏览阅读394次。1.1 存储程序1.2 创建存储过程1.3 创建自定义函数1.3.1 示例1.4 自定义函数和存储过程的区别1.5 变量的使用1.6 定义条件和处理程序1.6.1 定义条件1.6.1.1 示例1.6.2 定义处理程序1.6.2.1 示例1.7 光标的使用1.7.1 声明光标1.7.2 打开光标1.7.3 使用光标1.7.4 关闭光标1.8 流程控制的使用1.8.1 IF语句1.8.2 CASE语句1.8.3 LOOP语句1.8.4 LEAVE语句1.8.5 ITERATE语句1.8.6 REPEAT语句。_mysql自定义函数和存储过程

半导体基础知识与PN结_本征半导体电流为0-程序员宅基地

文章浏览阅读188次。半导体二极管——集成电路最小组成单元。_本征半导体电流为0

随便推点

【Unity3d Shader】水面和岩浆效果_unity 岩浆shader-程序员宅基地

文章浏览阅读2.8k次,点赞3次,收藏18次。游戏水面特效实现方式太多。咱们这边介绍的是一最简单的UV动画(无顶点位移),整个mesh由4个顶点构成。实现了水面效果(左图),不动代码稍微修改下参数和贴图可以实现岩浆效果(右图)。有要思路是1,uv按时间去做正弦波移动2,在1的基础上加个凹凸图混合uv3,在1、2的基础上加个水流方向4,加上对雾效的支持,如没必要请自行删除雾效代码(把包含fog的几行代码删除)S..._unity 岩浆shader

广义线性模型——Logistic回归模型(1)_广义线性回归模型-程序员宅基地

文章浏览阅读5k次。广义线性模型是线性模型的扩展,它通过连接函数建立响应变量的数学期望值与线性组合的预测变量之间的关系。广义线性模型拟合的形式为:其中g(μY)是条件均值的函数(称为连接函数)。另外,你可放松Y为正态分布的假设,改为Y 服从指数分布族中的一种分布即可。设定好连接函数和概率分布后,便可以通过最大似然估计的多次迭代推导出各参数值。在大部分情况下,线性模型就可以通过一系列连续型或类别型预测变量来预测正态分布的响应变量的工作。但是,有时候我们要进行非正态因变量的分析,例如:(1)类别型.._广义线性回归模型

HTML+CSS大作业 环境网页设计与实现(垃圾分类) web前端开发技术 web课程设计 网页规划与设计_垃圾分类网页设计目标怎么写-程序员宅基地

文章浏览阅读69次。环境保护、 保护地球、 校园环保、垃圾分类、绿色家园、等网站的设计与制作。 总结了一些学生网页制作的经验:一般的网页需要融入以下知识点:div+css布局、浮动、定位、高级css、表格、表单及验证、js轮播图、音频 视频 Flash的应用、ul li、下拉导航栏、鼠标划过效果等知识点,网页的风格主题也很全面:如爱好、风景、校园、美食、动漫、游戏、咖啡、音乐、家乡、电影、名人、商城以及个人主页等主题,学生、新手可参考下方页面的布局和设计和HTML源码(有用点赞△) 一套A+的网_垃圾分类网页设计目标怎么写

C# .Net 发布后,把dll全部放在一个文件夹中,让软件目录更整洁_.net dll 全局目录-程序员宅基地

文章浏览阅读614次,点赞7次,收藏11次。之前找到一个修改 exe 中 DLL地址 的方法, 不太好使,虽然能正确启动, 但无法改变 exe 的工作目录,这就影响了.Net 中很多获取 exe 执行目录来拼接的地址 ( 相对路径 ),比如 wwwroot 和 代码中相对目录还有一些复制到目录的普通文件 等等,它们的地址都会指向原来 exe 的目录, 而不是自定义的 “lib” 目录,根本原因就是没有修改 exe 的工作目录这次来搞一个启动程序,把 .net 的所有东西都放在一个文件夹,在文件夹同级的目录制作一个 exe._.net dll 全局目录

BRIEF特征点描述算法_breif description calculation 特征点-程序员宅基地

文章浏览阅读1.5k次。本文为转载,原博客地址:http://blog.csdn.net/hujingshuang/article/details/46910259简介 BRIEF是2010年的一篇名为《BRIEF:Binary Robust Independent Elementary Features》的文章中提出,BRIEF是对已检测到的特征点进行描述,它是一种二进制编码的描述子,摈弃了利用区域灰度..._breif description calculation 特征点

房屋租赁管理系统的设计和实现,SpringBoot计算机毕业设计论文_基于spring boot的房屋租赁系统论文-程序员宅基地

文章浏览阅读4.1k次,点赞21次,收藏79次。本文是《基于SpringBoot的房屋租赁管理系统》的配套原创说明文档,可以给应届毕业生提供格式撰写参考,也可以给开发类似系统的朋友们提供功能业务设计思路。_基于spring boot的房屋租赁系统论文