查找附近网点geohash算法及实现 （Java版本号）

參考文档：

http://blog.csdn.net/wangxiafghj/article/details/9014363geohash  算法原理及实现方式
http://blog.charlee.li/geohash-intro/  geohash：用字符串实现附近地点搜索
http://blog.sina.com.cn/s/blog_7c05385f0101eofb.html    查找附近点--Geohash方案讨论
http://www.wubiao.info/372        查找附近的xxx 球面距离以及Geohash方案探讨
http://en.wikipedia.org/wiki/Haversine_formula       Haversine formula球面距离公式
http://www.codecodex.com/wiki/Calculate_Distance_Between_Two_Points_on_a_Globe   球面距离公式代码实现
http://developer.baidu.com/map/jsdemo.htm#a6_1   球面距离公式验证  
http://www.wubiao.info/470     Mysql or Mongodb LBS高速实现方案

geohash有下面几个特点：

首先，geohash用一个字符串表示经度和纬度两个坐标。某些情况下无法在两列上同一时候应用索引 （比如MySQL 4之前的版本号，Google App Engine的数据层等），利用geohash。仅仅需在一列上应用索引就可以。

其次，geohash表示的并非一个点。而是一个矩形区域。比方编码wx4g0ec19，它表示的是一个矩形区域。 使用者能够公布地址编码，既能表明自己位于北海公园附近。又不至于暴露自己的精确坐标，有助于隐私保护。

第三，编码的前缀能够表示更大的区域。比如wx4g0ec1。它的前缀wx4g0e表示包括编码wx4g0ec1在内的更大范围。 这个特性能够用于附近地点搜索。首先依据用户当前坐标计算geohash（比如wx4g0ec1）然后取其前缀进行查询 （SELECT * FROM place WHERE geohash LIKE 'wx4g0e%'），就可以查询附近的全部地点。

Geohash比直接用经纬度的高效非常多。

Geohash算法实现（Java版本号）

package com.DistTest;
import java.util.BitSet;
import java.util.HashMap;

public class Geohash {

        private static int numbits = 6 * 5;
        final static char[] digits = { '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8',
                        '9', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'j', 'k', 'm', 'n', 'p',
                        'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v', 'w', 'x', 'y', 'z' };
       
        final static HashMap<Character, Integer> lookup = new HashMap<Character, Integer>();
        static {
                int i = 0;
                for (char c : digits)
                        lookup.put(c, i++);
        }

        public double[] decode(String geohash) {
                StringBuilder buffer = new StringBuilder();
                for (char c : geohash.toCharArray()) {

                        int i = lookup.get(c) + 32;
                        buffer.append( Integer.toString(i, 2).substring(1) );
                }
               
                BitSet lonset = new BitSet();
                BitSet latset = new BitSet();
               
                //even bits
                int j =0;
                for (int i=0; i< numbits*2;i+=2) {
                        boolean isSet = false;
                        if ( i < buffer.length() )
                          isSet = buffer.charAt(i) == '1';
                        lonset.set(j++, isSet);
                }
               
                //odd bits
                j=0;
                for (int i=1; i< numbits*2;i+=2) {
                        boolean isSet = false;
                        if ( i < buffer.length() )
                          isSet = buffer.charAt(i) == '1';
                        latset.set(j++, isSet);
                }
               //中国地理坐标：东经73°至东经135°，北纬4°至北纬53°
                double lon = decode(lonset, 70, 140);
                double lat = decode(latset, 0, 60);
               
                return new double[] {lat, lon};        
        }
       
        private double decode(BitSet bs, double floor, double ceiling) {
                double mid = 0;
                for (int i=0; i<bs.length(); i++) {
                        mid = (floor + ceiling) / 2;
                        if (bs.get(i))
                                floor = mid;
                        else
                                ceiling = mid;
                }
                return mid;
        }
       
       
        public String encode(double lat, double lon) {
                BitSet latbits = getBits(lat, 0, 60);
                BitSet lonbits = getBits(lon, 70, 140);
                StringBuilder buffer = new StringBuilder();
                for (int i = 0; i < numbits; i++) {
                        buffer.append( (lonbits.get(i))?'1':'0');
                        buffer.append( (latbits.get(i))?'1':'0');
                }
                return base32(Long.parseLong(buffer.toString(), 2));
        }

        private BitSet getBits(double lat, double floor, double ceiling) {
                BitSet buffer = new BitSet(numbits);
                for (int i = 0; i < numbits; i++) {
                        double mid = (floor + ceiling) / 2;
                        if (lat >= mid) {
                                buffer.set(i);
                                floor = mid;
                        } else {
                                ceiling = mid;
                        }
                }
                return buffer;
        }

        public static String base32(long i) {
                char[] buf = new char[65];
                int charPos = 64;
                boolean negative = (i < 0);
                if (!negative)
                        i = -i;
                while (i <= -32) {
                        buf[charPos--] = digits[(int) (-(i % 32))];
                        i /= 32;
                }
                buf[charPos] = digits[(int) (-i)];

                if (negative)
                        buf[--charPos] = '-';
                return new String(buf, charPos, (65 - charPos));
        }

}

球面距离公式：

package com.DistTest;
public class Test{ 
	private static final  double EARTH_RADIUS = 6371000;//赤道半径(单位m)
	
	/**
	 * 转化为弧度(rad)
	 * */
	private static double rad(double d)
	{
	   return d * Math.PI / 180.0;
	}
	/**
	 * 基于googleMap中的算法得到两经纬度之间的距离,计算精度与谷歌地图的距离精度差点儿相同。相差范围在0.2米下面
	 * @param lon1 第一点的精度
	 * @param lat1 第一点的纬度
	 * @param lon2 第二点的精度
	 * @param lat3 第二点的纬度
	 * @return 返回的距离，单位m
	 * */
	public static double GetDistance(double lon1,double lat1,double lon2, double lat2)
	{
	   double radLat1 = rad(lat1);
	   double radLat2 = rad(lat2);
	   double a = radLat1 - radLat2;
	   double b = rad(lon1) - rad(lon2);
	   double s = 2 * Math.asin(Math.sqrt(Math.pow(Math.sin(a/2),2)+Math.cos(radLat1)*Math.cos(radLat2)*Math.pow(Math.sin(b/2),2)));
	   s = s * EARTH_RADIUS;
	   s = Math.round(s * 10000) / 10000;
	   return s;
	}
	 
	public static void main(String []args){
	      double lon1=109.0145193757;  
	      double lat1=34.236080797698;
	      double lon2=108.9644583556;
	      double lat2=34.286439088548;
	      double dist;
	      String geocode;
	      
	      dist=Test.GetDistance(lon1, lat1, lon2, lat2); 
	      System.out.println("两点相距：" + dist + " 米");
	      
	      
	      Geohash geohash = new Geohash();
	      geocode=geohash.encode(lat1, lon1);
	      System.out.println("当前位置编码：" + geocode);
	     
	      geocode=geohash.encode(lat2, lon2);
	      System.out.println("远方位置编码：" + geocode);

	   }
	//wqj7j37sfu03h2xb2q97
	/*
永相逢超市
108.83457500177
34.256981052624
wqj6us6cmkj5bbfj6qdg
s6q08ubhhuq7
*/
}

附近网点距离排序

package com.DistTest;
  
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Connection;
import java.sql.Statement;
 
 
public class sqlTest {
	
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Connection conn = null;
        String sql;
        String url = "jdbc:mysql://132.97.**.**/test?"
                + "user=***&password=****&useUnicode=true&characterEncoding=UTF8";
 
        try {
            Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");// 动态载入mysql驱动
            // System.out.println("成功载入MySQL驱动程序");
            // 一个Connection代表一个数据库连接
            conn = DriverManager.getConnection(url);
            // Statement里面带有非常多方法，比方executeUpdate能够实现插入，更新和删除等
            Statement stmt = conn.createStatement();
            sql = "select * from retailersinfotable limit 1,10";
            ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql);// executeQuery会返回结果的集合，否则返回空值
	  	    double lon1=109.0145193757;  
	  	    double lat1=34.236080797698;
            System.out.println("当前位置：");
            int i=0;
    		String[][] array = new String[10][3];
            while (rs.next()){
            		//从数据库取出地理坐标
            		double lon2=Double.parseDouble(rs.getString("Longitude"));
            		double lat2=Double.parseDouble(rs.getString("Latitude"));
            		
            		//依据地理坐标，生成geohash编码
	          	    Geohash geohash = new Geohash();
	        	    String geocode=geohash.encode(lat2, lon2).substring(0, 9);
	        	    
	        	    //计算两点间的距离
	      	        int dist=(int) Test.GetDistance(lon1, lat1, lon2, lat2); 
	      	        
	      			array[i][0]=String.valueOf(i);
	    			array[i][1]=geocode;
	    			array[i][2]=Integer.toString(dist);
	      			
	      			i++;
        
            	//	System.out.println(lon2+"---"+lat2+"---"+geocode+"---"+dist);	
                }

            array=sqlTest.getOrder(array); //二维数组排序
            sqlTest.showArray(array);        //打印数组

            
            
            
        } catch (SQLException e) {
            System.out.println("MySQL操作错误");
            e.printStackTrace();
        } finally {
            conn.close();
        }
 
    }
    /*
     * 二维数组排序，比較array[][2]的值。返回二维数组
     * */
    public static String[][] getOrder(String[][] array){
		for (int j = 0; j < array.length ; j++) {
			for (int bb = 0; bb < array.length - 1; bb++) {
				String[] ss;
				int a1=Integer.valueOf(array[bb][2]);  //转化成int型比較大小
				int a2=Integer.valueOf(array[bb+1][2]);
				if (a1>a2) {
					ss = array[bb];
					array[bb] = array[bb + 1];
					array[bb + 1] = ss;
					
				}
			}
		} 
		return array;
    }
    
    /*打印数组*/
    public static void showArray(String[][] array){
    	  for(int a=0;a<array.length;a++){
      		for(int j=0;j<array[0].length;j++)
      			System.out.print(array[a][j]+" ");
      		System.out.println();
      	}
    }

}