JAVA实现空间索引编码——GeoHash的示例

想要详细讲解“JAVA实现空间索引编码——GeoHash的示例”的完整攻略，可以按照以下步骤进行：

1. 了解GeoHash

GeoHash是一种基于经纬度坐标存储和索引的编码方式，将二维的经纬度坐标转换为字符串形式进行存储，以达到快速空间索引的目的。在GeoHash编码中，每个字符对应的是一段矩形区域，在进行空间查询的时候，只需要将查询范围转化为对应的GeoHash编码，然后进行字符串匹配就可以得到查询结果的位置信息。

2. 实现GeoHash编码

可以通过Java语言实现GeoHash编码，其中需要使用到Java自带的库——Hadoop。下面给出一个实现GeoHash编码的代码示例：

import org.apache.hadoop.fs.Path;
import org.apache.hadoop.io.LongWritable;
import org.apache.hadoop.io.Text;
import org.apache.hadoop.mapred.FileInputFormat;
import org.apache.hadoop.mapred.FileOutputFormat;
import org.apache.hadoop.mapred.JobClient;
import org.apache.hadoop.mapred.JobConf;
import org.apache.hadoop.mapred.MapReduceBase;
import org.apache.hadoop.mapred.Mapper;
import org.apache.hadoop.mapred.OutputCollector;
import org.apache.hadoop.mapred.Reducer;
import org.apache.hadoop.mapred.Reporter;
import org.apache.hadoop.mapred.TextInputFormat;
import org.apache.hadoop.mapred.TextOutputFormat;

import java.io.IOException;
import java.util.StringTokenizer;

public class GeoHash {

    public static class GeoHashMapper extends MapReduceBase implements Mapper<LongWritable, Text, Text, Text> {

        private Text geoHashKey = new Text();

        public void map(LongWritable key, Text value, OutputCollector<Text, Text> output, Reporter reporter) throws IOException {

            String line = value.toString();

            StringTokenizer tokenizer = new StringTokenizer(line);
            String lat = tokenizer.nextToken();
            String lon = tokenizer.nextToken();

            char[] latBin = getBinary(lat, -90, 90);
            char[] lonBin = getBinary(lon, -180, 180);

            StringBuilder builder = new StringBuilder();

            for (int i = 0; i < lonBin.length; i++) {
                builder.append(lonBin[i]).append(latBin[i]);
            }

            String geoHashValue = builder.toString();
            geoHashKey.set(geoHashValue.substring(0, 5));
            output.collect(geoHashKey, new Text(geoHashValue.substring(5)));
        }

        private char[] getBinary(String s, double min, double max) {
            char[] chars = new char[30];
            for (int i = 0; i < 30; i++) {
                double mid = (min + max) / 2;
                if (Double.parseDouble(s) > mid) {
                    min = mid;
                    chars[i] = '1';
                } else {
                    max = mid;
                    chars[i] = '0';
                }
            }
            return chars;
        }
    }

    public static class GeoHashReducer extends MapReduceBase implements Reducer<Text, Text, Text, Text> {

        public void reduce(Text key, java.util.Iterator<Text> values, OutputCollector<Text, Text> output, Reporter reporter) throws IOException {
            StringBuilder builder = new StringBuilder();
            while (values.hasNext()) {
                builder.append(values.next().toString());
                builder.append(" ");
            }
            output.collect(key, new Text(builder.toString()));
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        JobConf conf = new JobConf(GeoHash.class);
        conf.setJobName("geohash");

        conf.setOutputKeyClass(Text.class);
        conf.setOutputValueClass(Text.class);

        conf.setMapperClass(GeoHashMapper.class);
        conf.setReducerClass(GeoHashReducer.class);

        conf.setInputFormat(TextInputFormat.class);
        conf.setOutputFormat(TextOutputFormat.class);

        FileInputFormat.setInputPaths(conf, new Path(args[0]));
        FileOutputFormat.setOutputPath(conf, new Path(args[1]));

        JobClient.runJob(conf);
    }
}

3. 示例一：将经度和纬度转化为对应的GeoHash编码

下面给出一个将经度和纬度转化为对应的GeoHash编码的示例：

    GeoHash geohash = GeoHash.withCharacterPrecision(lat, lon, 5);
    String str = geohash.toBase32();
    System.out.println(str);

在实际运行中，需要将lat和lon分别替换成实际的经度和纬度的值。

4. 示例二：将GeoHash编码转化为对应的经纬度坐标

下面给出一个将GeoHash编码转化为对应的经纬度坐标的示例：

    GeoHash geohash = GeoHash.fromGeohashString(str);
    double lat = geohash.getBoundingBoxCenterPoint().getLatitude();
    double lon = geohash.getBoundingBoxCenterPoint().getLongitude();
    System.out.println(lat + "," + lon);

在实际运行中，需要将str替换成实际的GeoHash编码的值。

通过以上示例，读者可以了解到Java语言实现GeoHash编码的方法和实现步骤，并且掌握如何将经度和纬度转化为对应的GeoHash编码以及如何将GeoHash编码转化为对应的经纬度坐标，从而达到快速空间索引的目的。