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

来源：http://digdeeply.org/archives/06152067.html

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：

Example

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：

Example

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：

Example

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。