3.2.1.3.Geo地理数据类型

分类

数据类型

Geo-point 地理坐标型

geo_point数据类型：描述纬度/经度坐标

Geo-Shape 地理图形型

geo_shape数据类型：描述多边形等复杂形状

Geo-point 地理坐标型

geo-points类型字段使用横纵坐标经伟度，使用方法

1.在边界框内或多边形内，找中心点和离中心点的一定距离的点。
2.从地理位置或从中心点的距离组成搜索文本
3.根据位置距离给搜索文本评分
4.根据得分进行搜索文本排序

有四种方法可以指定地理点，如下所示

PUT my_index
{
  "mappings": {
    "my_type": {
      "properties": {
        "location": {
          "type": "geo_point"
        }
      }
    }
  }
}

PUT my_index/my_type/1
{
  "text": "Geo-point as an object",
  "location": {        # 1
    "lat": 41.12,
    "lon": -71.34
  }
}

PUT my_index/my_type/2
{
  "text": "Geo-point as a string",
  "location": "41.12,-71.34"          # 2
}

PUT my_index/my_type/3
{
  "text": "Geo-point as a geohash",
  "location": "drm3btev3e86"          # 3
}

PUT my_index/my_type/4
{
  "text": "Geo-point as an array",
  "location": [ -71.34, 41.12 ]      # 4
}

GET my_index/_search
{
  "query": {
    "geo_bounding_box": {          # 5
      "location": {
        "top_left": {
          "lat": 42,
          "lon": -72
        },
        "bottom_right": {
          "lat": 40,
          "lon": -74
        }
      }
    }
  }
}

Geo-point 可以用对象表示描述：有横坐标和纵坐标两点.

Geo-point 可以带有“，”间隔符的字符串表示描述.

Geo-point 可以用geohash哈希来表示描述.

Geo-point 可以用这样的数组格式: [ lon, lat]来表示描

可以用查询边界框里面的点来表示描述.

注意:表示为数组或字符串的地理点
请注意用string类型描述geo-points格式，和数组类型描述geo-points格式
正好，模纵坐标可以放string类型或数组类型，但是数组是可以转换成JOSN格式

Geo_point 字段参数

下面是Geo_point 字段参数

ignore_malformed

如果true,异常Geo_point数据被忽略，false,将会抛出异常，不接受执行整个搜索文本（默认为false）

使用geo-points脚本

使用脚本查询一个地理点的数据时，该值作为一个GeoPoint对象返回，它允许访问。LAT和LON。值分别为：

def geopoint = doc['location'].value;
def lat      = geopoint.lat;
def lon      = geopoint.lon;

对于性能的原因，请直接访问搜索文本的经度值：

lat      = doc['location'].lat;
lon      = doc['location'].lon;

Geo-Shape 地理图形型

Geo_shape数据类型有利于有助于索引和搜索任意地理形状，如：矩形和多边形。我们这样使用它：数据索引或执行点状数据查询

你能使用geo_shape 查询引擎，查询搜索文本。

Mapping 选项

Geo_shape mapping 绘制geo_shape 类型的 geo_json 几何对象

Option

Description

Default

tree

使用PrefixTree ：geohash类型的GeohashPrefixTree 或quadtree 类型的QuadPrefixTree

geohash

precision

这个参数可以用来代替tree_levels设置为适当的值tree_levels参数。该值指定所需的精度，Elasticsearch将计算出最佳有价值的精度tree_levels。值应该是一个数字，然后是可选的距离单位。有效距离的单位包括：英寸，寸码，米，公里，米，厘米，毫米

meters

tree_levels

这一点被prefixTree应用最多。这可以用来控制形状表示的精度，因些需要索引很多个词，选择prefixtree默认值，由于此参数要求对底层实现有一定程度的理解，因此用户可以使用精度参数。然而，Elasticsearch只用tree_levels参数，这是通过映射的API，即使你使用精度的参数返回。

50m

strategy

策略参数定义了如何在索引和搜索时间中表示形状的方法。它也影响的能力提供建议让Elasticsearch自动设置这个参数。有两种策略可供选择：递归和术语。长期的战略支撑点类型（的points_only参数将被自动设置为true），递归策略支持所有的形状类型。（重要：参见前缀树获取更详细的信息）

recursive

distance_error_pct

作为一个暗示，PrefixTree如何精确的应。默认值为0.025（2.5%），最大支持值为0.5。性能备注：这个值将默认为0如果精度或tree_level定义明确定义。这保证映射中定义的级别的空间精度。这会导致高分辨率的内存使用率低（例如，100米的大图形和0.001错误）。提高索引性能（在查询精度成本）明确随着合理的distance_error_pct tree_level或精度，指出大的形状将有更大的误报。

0.025

orientation

可以定义如何解释/ multipolygons多边形顶点顺序。这个参数定义了两个坐标系统规则（右手或左手）中的一个，每个规则可以用三种不同的方式指定。1。右手定则：右，逆时针逆时针，2。左手定则：左，顺时针，顺时针。默认方向（逆时针）符合定义的顶点按逆时针顺序与外环内环OGC标准（S）的顶点（孔）按顺时针方向的。在geo_shape映射这个参数设置显式设置为一个geo_shape场坐标列表顶点顺序但可在每个GeoJSON文件重写。

ccw

points_only

设置此选项为true（默认为false）配置点的geo_shape字段类型形状（注：多点尚未支持）。这优化为Geohash和四叉树索引和搜索性能的时候它是已知的唯一的点会被索引。目前geo_shape查询无法执行的geo_point字段类型。这个选项，架起了一座桥梁，通过提高在geo_shape场点的表现让geo_shape查询优化一点场。

false

Prefix trees(前缀树)

有效的指数代表的形状，形状转换成一系列的哈希值代表方格（通常被称为“栅格”）使用一个prefixtree实现。树的概念来自这样一个事实：prefixtree采用多重网格层，每一个增加的精度水平代表地图。这可以看作是在更高的缩放级别上增加地图或图像的细节级别。

提供了多个prefixtree实现

geohashprefixtree使用geohashes方格。geohashes是Base32编码字符串的纬度和经度的比特交织。所以哈希越长，它就越精确。每个字符添加到Geohash代表另一个树的水平和增加了5位精度的Geohash。一个Geohash表示一个矩形的面积，32个矩形。在Elasticsearch级别的最大量为24。
quadprefixtree -使用一个四叉树的方格。类似Geohash，四叉树交错的经度和纬度产生的哈希位有点集。四叉树中的树级别代表这个位集中的2位，每个坐标的一位。在Elasticsearch的四叉树级别的最大量为50。

Spatial strategies

prefixtree的实现依赖于一种分解提供的形状spatialstrategy（S）为近似方格。每种策略都回答以下问题：

什么类型的形状可以被索引？
可以使用什么类型的查询操作或形状？
它支持每个字段超过一个形状吗？

提供了以下策略实现（具有相应的功能）：

Strategy

Supported Shapes

Supported Queries

Multiple Shapes

recursive

INTERSECTS, DISJOINT, WITHIN, CONTAINS

Yes

term

INTERSECTS

Yes

Accuracy

geo_shape不提供100%的准确度，取决于它是如何配置它可能会返回一些假阳性或假阴性的某些查询。为了解决这个问题，这是选择的tree_levels参数调整的预期因此适当的重要价值。例如，一个点可以在一个特定的网格单元的边界，因此可能不匹配的查询匹配的细胞在它旁边 - 虽然外形非常接近的点。

例子：

PUT /example
{
    "mappings": {
        "doc": {
            "properties": {
                "location": {
                    "type": "geo_shape",
                    "tree": "quadtree",
                    "precision": "1m"
                }
            }
        }
    }
}

这个映射图位置字段中使用quad_tree实现和精度1m geo_shape型。Elasticsearch转化为tree_levels设置26。

关于系统性能方面的问题

Elasticsearch使用路径的前缀树的索引和查询。级别越高（因而精度越高）生成的代码越多。当然，计算这些代码，将它们保存在内存中，并将它们存储在磁盘上都是有代价的。尤其是树级别较高的情况下，即使只有少量的数据，索引也可能变得非常大。此外，功能的大小也很重要。大而复杂的多边形可以在较高的树级别占用大量空间。哪个设置正确取决于用例。一般情况下，索引精度和查询性能都会降低准确性。

为实现在Elasticsearch默认索引的大小和在赤道精密50M的合理水平之间的一种折衷。这使得索引数以千万计的形状，而不会过度膨胀的结果指数太大，相对于输入大小。

Input Structure

GeoJSON格式的是用来表示形状输入如下：

GeoJSON Type

Elasticsearch Type

Description

Point

point

单一地理坐标

LineString

linestring

给定两个或多个点的任意线。

Polygon

polygon

一个封闭的多边形的第一个和最后一个点必须匹配，因此需要n + 1个顶点创建一个N边多边形和至少4个顶点。

MultiPoint

multipoint

An array of unconnected, but likely related points.

MultiLineString

multilinestring

An array of separate linestrings.

MultiPolygon

multipolygon

一组单独的多边形。

GeometryCollection

geometrycollection

A GeoJSON shape similar to the multi* shapes except that multiple types can coexist (e.g., a Point and a LineString).

N/A

envelope

A bounding rectangle, or envelope, specified by specifying only the top left and bottom right points.

N/A

circle

A circle specified by a center point and radius with units, which default to METERS.

对于所有类型，都需要内部类型和坐标字段。

在GeoJSON，因此Elasticsearch，正确的坐标为经度、纬度（x，y）的坐标数组。这不同于许多地理空间API（例如，谷歌地图），它们通常使用纬度、经度（y、x）。

Point

一个点是一个单一的地理坐标位置，如建筑物或当前位置通过智能手机的地理定位API了。

POST /example/doc
{
    "location" : {
        "type" : "point",
        "coordinates" : [-77.03653, 38.897676]
    }
}

LineString

由两个或两个以上的位置数组定义的线。通过指定两点的线表示一条直线。指定多于两个点会创建任意路径。

POST /example/doc
{
    "location" : {
        "type" : "linestring",
        "coordinates" : [[-77.03653, 38.897676], [-77.009051, 38.889939]]
    }
}

上面的线就画一直线，从白宫到美国的首都大厦。

Polygon

多边形是由一个点的列表定义的。每个（外部）列表中的第一个和最后一个点必须是相同的（多边形必须是闭合的）。

POST /example/doc
{
    "location" : {
        "type" : "polygon",
        "coordinates" : [
            [ [100.0, 0.0], [101.0, 0.0], [101.0, 1.0], [100.0, 1.0], [100.0, 0.0] ]
        ]
    }
}

第一个数组代表多边形的外边界，其他数组表示内部形状（”holes”）

POST /example/doc
{
    "location" : {
        "type" : "polygon",
        "coordinates" : [
            [ [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] ]
        ]
    }
}

重要注意事项：

GeoJSON并不要求如此明确的多边形顶点在日界线内，顶点的特定顺序是可能的。为了减轻模糊开放地理空间联盟（OGC）的简单功能接入规范定义了下面的顶点顺序

外圈-逆时针方向
内圈-顺时针方向

多边形不越过日界线，顶点顺序将不在Elasticsearch。多边形做过日界线，Elasticsearch需要顶点顺序符合OGC规范。否则，可能会创建一个意外的多边形，并返回意外的查询/过滤结果。

下面提供了一个不明确多边形的示例。Elasticsearch将OGC标准消除产生一个多边形，越过日界线歧义。

POST /example/doc
{
    "location" : {
        "type" : "polygon",
        "coordinates" : [
            [ [-177.0, 10.0], [176.0, 15.0], [172.0, 0.0], [176.0, -15.0], [-177.0, -10.0], [-177.0, 10.0] ],
            [ [178.2, 8.2], [-178.8, 8.2], [-180.8, -8.8], [178.2, 8.8] ]
        ]
    }
}

一个定位参数可以定义设置geo_shape映射时（参见“映射optionsedit”）。这将定义的映射geo_shape场坐标列表顶点顺序。它也可以覆盖在每个文档上。下面是覆盖文档方向的示例：

POST /example/doc
{
    "location" : {
        "type" : "polygon",
        "orientation" : "clockwise",
        "coordinates" : [
            [ [-177.0, 10.0], [176.0, 15.0], [172.0, 0.0], [176.0, -15.0], [-177.0, -10.0], [-177.0, 10.0] ],
            [ [178.2, 8.2], [-178.8, 8.2], [-180.8, -8.8], [178.2, 8.8] ]
        ]
    }
}

MultiPoint

GeoJSON点列表。

POST /example/doc
{
    "location" : {
        "type" : "multipoint",
        "coordinates" : [
            [102.0, 2.0], [103.0, 2.0]
        ]
    }
}

MultiLineString

GeoJSON线要素列表

POST /example/doc
{
    "location" : {
        "type" : "multilinestring",
        "coordinates" : [
            [ [102.0, 2.0], [103.0, 2.0], [103.0, 3.0], [102.0, 3.0] ],
            [ [100.0, 0.0], [101.0, 0.0], [101.0, 1.0], [100.0, 1.0] ],
            [ [100.2, 0.2], [100.8, 0.2], [100.8, 0.8], [100.2, 0.8] ]
        ]
    }
}

MultiPolygon

GeoJSON多边形列表。

POST /example/doc
{
    "location" : {
        "type" : "multipolygon",
        "coordinates" : [
            [ [[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]] ]
        ]
    }
}

Geometry Collection

GeoJSON几何对象的集合。

POST /example/doc
{
    "location" : {
        "type": "geometrycollection",
        "geometries": [
            {
                "type": "point",
                "coordinates": [100.0, 0.0]
            },
            {
                "type": "linestring",
                "coordinates": [ [101.0, 0.0], [102.0, 1.0] ]
            }
        ]
    }
}

Envelope

Elasticsearch支持一个信封式的，包括对形状代表一个矩形的左上角和右下角点的坐标：

POST /example/doc
{
    "location" : {
        "type" : "envelope",
        "coordinates" : [ [-45.0, 45.0], [45.0, -45.0] ]
    }
}

Circle

Elasticsearch支持圆式，它由一个中心点和半径：

POST /example/doc
{
    "location" : {
        "type" : "circle",
        "coordinates" : [-45.0, 45.0],
        "radius" : "100m"
    }
}

注：内半径(radius)字段是必需的。。如果未指定，则半径的单位将默认为米。

排序和检索索引的形状(Sorting and Retrieving index Shapes)

由于复杂的输入结构和形状的索引表示，目前不可能对形状进行分类或直接检索它们的字段。geo_shape值仅为检索通过_source field.

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