ElasticSearch GEO：GEO基本概念

关于

地理信息检索是 Elasticsearch 的重要特性之一，ES geo 主要用于地理信息的存储和搜索。

在实际应用场景中，凡是涉及线下业务、O2O业务多少都会遇到地理信息搜索需求，例如：搜索附近的KTV、搜索附近的餐馆并且按距离排序、地理围栏技术。

ES中涉及地理信息存储的核心概念有两个：

1. 坐标点
2. 地理形状

地理信息搜索主要从数学几何角度去处理，主要有下面几种方式：

1. 按坐标点之间的距离搜索；
2. 坐标点和几何图形之间的包含关系；例如：在地图上画一个圈圈，把包含在这个圈圈内的坐标点找出来。
3. 几何图形之间的关系（包含、交集）；例如：在地图上面两个多边形图形交集部分。

坐标点（geo_point）

ES 中最常用的地理信息存储方式，通过坐标点表示一个地理位置，通常指的就是经度和维度。

例如：一家餐馆的经纬度、外卖小哥当前的经纬度、消费者家庭地址的经纬度。

经纬度在地图上就是一个点（point），ES通过 geo_point 类型存储经纬度。

基于坐标点的搜索

我们在业务系统中将相关的经纬度（坐标点）数据存储下来后，就需要对这些坐标点进行搜索。

ES中根据坐标点搜索的方式如下：

1. geo_bounding_box：在地图上画一个矩形，凡是被矩形包含的坐标点，对应的文档都会搜索出来。
2. geo_distance：给出一个坐标点和距离，搜索出这个距离范围内的相关文档。
3. geo_polygon：在地图上画一个多边形，凡是被这个图形包含的坐标点，对应的文档都会被搜索出来。

地理形状（geo_shape）

有时候，单纯使用经纬度表达地理信息是不够的，例如：一所大学，占地几千平方米，如果仅使用经纬度这种坐标点表示学校的位置，既不够准确，也无法满足所有业务需求，在地图上一个大学的范围通常都是不规则的多边形，能够代表学校的坐标点有成千上万个，到底使用哪个坐标点代表学校？

我们先看下面业务场景：
   当学生进入大学校园，才可以登录校园网，校外不允许登录。
   当客户进入商场的时候，就给是会员的客户发短信，推送优惠券。
   共享单车，只能在指定的区域停车，否则罚款。
   
上面业务场景涉及一个关键问题，我们如何在地图上标识一个区域，这个区域可以是一个大学校园、一个商场、一个停车的区域。

在 ES 中通过 geo_shape 类型，以图形的方式存储地理信息，而不仅仅是一个经纬度坐标点。

geo_shape 类型支持的图形包括：点、线、多边形、圆等等，通过 geo_shape 我们可以存储一个图形，用来表示一个地理信息。

• 在几何图形上面，一个几何图形也是由无数个坐标点组成，因此 geo_shape 的图形也是有多个经纬度组成。

基于地理形状的搜索

ES 中如果我们存储的数据是 geo_shape 类型，那么只能通过 geo_shape 类型进行图形搜索。

下面是常用的地理形状搜索：

1. 交集：两个 geo_shape 图形重叠的话，就匹配成功（默认方式）。
2. 不重叠：两个 geo_shape 图形不重叠的话，就匹配成功。
3. 包含：一个 geo_shape 图形包含另外一个图形，就匹配成功。

基于地理形状，我们很容易实现地理围栏技术。