距离内的 Oracle 空间搜索

Question

我有下表城市：

ID(int),City(char),latitude(float),longitude(float).

现在根据用户的经度（例如：44.8）和纬度（例如：46.3）我想搜索他附近100英里/公里内的所有城市。

我找到了一些例子，但不知道如何适应我的情况

select *
from GEO.Cities a
where SDO_WITHIN_DISTANCE([I don`t know],
MDSYS.SDO_GEOMETRY(2001, 8307, MDSYS.SDO_POINT_TYPE(44.8,46.3, NULL) ,NULL, NULL), 
'distance = 1000') = 'TRUE';

任何帮助将不胜感激。

P.S：如果有距离可以排序

P.P.S：由于性能问题，我想这样做，我已经这样做了http://www.scribd.com/doc/2569355/Geo-Distance-Search-with-MySQL但是时间太长了......

Answer 1

你有一个关于 mySQL 距离搜索的很好的参考。

忘记 Oracle Spatial 的东西。代码太多，复杂性太高，没有足够的附加值。

这是一个可以解决问题的查询。这使用法定英里的距离。 编辑这修复了 mdarwin 提到的错误，如果您尝试将它用于北极或南极的位置，则会以划分检查为代价。

  SELECT id, city, LATITUDE, LONGITUDE, distance
    FROM
  (
    SELECT id, 
           city, 
           LATITUDE, LONGITUDE,
           (3959 * ACOS(COS(RADIANS(LATITUDE)) 
                 * COS(RADIANS(mylat)) 
                 * COS(RADIANS(LONGITUDE) - RADIANS(mylng)) 
                 + SIN(RADIANS(LATITUDE)) 
                 * SIN(RADIANS(mylat)) 
               ))
           AS distance,
           b.mydst
      FROM Cities
      JOIN (
        SELECT :LAT AS mylat,
               :LONG AS mylng,
               :RADIUS_LIMIT AS mydst
          FROM DUAL
      )b ON (1 = 1)
     WHERE LATITUDE >=  mylat -(mydst/69)
       AND LATITUDE <=  mylat +(mydst/69)
       AND LONGITUDE >= mylng -(mydst/(69 * COS(RADIANS(mylat))))
       AND LONGITUDE <= mylng +(mydst/(69 * COS(RADIANS(mylat))))
  )a
   WHERE distance <= mydst
   ORDER BY distance

如果您以公里为单位，请将 mydst/69 更改为 mydst/111.045，并将 3959 更改为 6371.4。 （1/69 将英里转换为度；3959 是行星半径的值。）

现在，您可能很想将这个大型查询用作“魔法黑匣子”。不要这样做！这不是很难理解，如果你理解它，你将能够做得更好。这是发生了什么。

这个子句是快速查询的核心。它会在您的 Cities 表中搜索您指定的附近城市。

     WHERE LATITUDE >=  mylat -(mydst/69)
       AND LATITUDE <=  mylat +(mydst/69)
       AND LONGITUDE >= mylng -(mydst/(69 * COS(RADIANS(mylat))))
       AND LONGITUDE <= mylng +(mydst/(69 * COS(RADIANS(mylat))))

要使其正常工作，您肯定需要在 LATITUDE 列上建立索引。 LONGITUDE 列上的索引也会有所帮助。它会进行近似搜索，查找位于您的点附近地球表面的准矩形斑块内的行。它选择了太多的城市，但不是太多。

此处的此子句可让您从结果集中消除多余的城市：

   WHERE distance <= mydst

此子句是计算每个城市与您的点之间的大圆距离的haversine 公式。

           (3959 * ACOS(COS(RADIANS(LATITUDE)) 
                 * COS(RADIANS(mylat)) 
                 * COS(RADIANS(LONGITUDE) - RADIANS(mylng)) 
                 + SIN(RADIANS(LATITUDE)) 
                 * SIN(RADIANS(mylat)) 

此子句允许您输入您的点和半径限制，作为查询的绑定变量一次。这很有帮助，因为各种公式多次使用这些变量。

        SELECT :LAT AS mylat,
               :LONG AS mylng,
               :RADIUS_LIMIT AS mydst
          FROM DUAL

查询的其余部分只是简单地组织事物，以便您按距离选择和排序。

这里有更完整的解释：http://www.plumislandmedia.net/mysql/haversine-mysql-nearest-loc/

Answer 2

如果您决定制作自己的公式，我认为此功能对 oracle 用户可能非常有用，并且可以对其他数据库稍作修改。这是平面地球公式，其计算成本比更精确的半正弦公式要少得多。

CREATE OR REPLACE Function CIC3.F_FLATEARTHRAD
   ( latoriginrad IN number,
     longoriginrad IN number,
     latdestrad IN number,
     longdestrad IN number)

RETURN  number IS
   a number;
   b number;
   c number;
   u number;
   v number;

   HalfPi number:=1.5707963;
   R number:=3956;
BEGIN
   if latoriginrad is null or latdestrad is null or 
   longdestrad  is null or  longoriginrad is null then
         return null;
   end if; 
   a := HalfPi - latoriginrad;
   b := HalfPi - latdestrad;
   u := a * a + b * b;
   v := - 2 * a * b * cos(longdestrad - longoriginrad);
   c := sqrt(abs(u + v));

   return R * c;
END;

那么你的查询就变成了

select * from GEO.Cities a
where F_FLATEARTHRAD(44.8*0.0174,46.3*0.0174,
               latitude_radians,longitude_radians)<1000 

需要 0.0174 因子，因为公式使用弧度而不是度数。因此，您需要存储弧度（可能使用触发器）。或者您需要修改公式以接受学位。出于查询目的，您可能要查询数千条记录，甚至一个额外的乘法也会影响响应时间。在我们的例子中，一些查询比较了两个表之间的距离，一个 4k 记录和 200k 记录，所以我们有数十亿个函数调用。

以下是不需要担心时间的人的等效函数。

CREATE OR REPLACE Function CIC3.F_HAVERSINE 
  ( latorigin IN number,
    longorigin IN number,
    latdest IN number,
    longdest IN number)

  RETURN  number IS
    v_longoriginrad number;
    v_latoriginrad number;
    v_longdestrad number;
    v_latdestrad number;
    v_difflat number;
    v_difflong number;
    a number;
    c number;
    d number;
    z number;
    x number;
    e number;
    f number;
    g number;
    h number;
    i number;
    j number;
    k number;
    l number;
    m number;
    n number;
    o number;
    p number;
    q number;
    y number;
BEGIN
    z := .017453293;
    x := 3956;
    y := 57.295780;
    v_longoriginrad:=longorigin*z;
    v_latoriginrad:=latorigin*z;
    v_longdestrad:=longdest*z;
    v_latdestrad:=latdest*z;
    v_difflong:=v_longdestrad-v_longoriginrad;
    v_difflat:=v_latdestrad-v_latoriginrad;

    j:=(v_difflat/2);
    k:=sin(j);
    l:=power(k,2);

    m:=cos(v_latoriginrad);

    n:=cos(v_latdestrad);

    o:=v_difflong/2;
    p:=sin(o);
    q:=power(p,2);

    a:=l+m*n*q;

    c := 2 * asin(sqrt(a));

    d := x * c;

    return d;
END; 

Answer 3

如果你真的要使用SDO_WITHIN_DISTANCE，你需要在你的Cities表中创建一个SDO_GEOMETRY类型的列，填充空间索引元数据并创建空间索引：

1. SDO_GEOMETRY专栏：

   CREATE TABLE MYTABLE(
   ...,
   GEOLOC MDSYS.SDO_GEOMETRY,
   ...
   );
   

2. 空间索引元数据：

   INSERT INTO USER_SDO_GEOM_METADATA (TABLE_NAME, COLUMN_NAME, DIMINFO, SRID)
   VALUES ('MYTABLE' /*your table name*/, 'GEOLOC', /*your spatial column name*/
       SDO_DIM_ARRAY(SDO_DIM_ELEMENT('X', -180, 180, 1),
                 SDO_DIM_ELEMENT('Y', -90, 90, 1)),
                 8307);
   

3. 创建空间索引：

   CREATE INDEX MY_SPATIAL_IDX ON MYTABLE (GEOLOC)
   tablespace SomeTablespace; -- optional
   

4. 现在将 GEOLOC 替换为您所说的 [我不知道]。

这是为了回答你的问题。其他人给了你一个提示，使用 Oracle 空间来完成这样一个简单的任务是多余的。在这种情况下，我倾向于同意，因为您可以在 WHERE 子句中进行简单的装箱，以切出不在矩形框中的城市，其起点为中心和搜索距离的大小；但是有时您需要 R-tree 索引的智能。无论如何，他们的解决方案有两个主要问题：

一个。他们使用大圆方法来计算点之间的距离。太粗糙了，需要用椭球的方法才能得到更准确的结果。谷歌搜索立即提供答案，如this。

b.如果你用 PL/SQL 编写椭球距离算法，你会发现它非常慢。解决方案是将此逻辑移至 Java 或 C++ 并使其可从 Oracle 调用（有这样做的标准方法）。

Answer 4

在接受答案几年后，可以为查询添加一些增强功能： Oracle 数据库在 11.1 版本中添加了函数 calc_distance (http://psoug.org/reference/functions.html)，有助于准确计算距离。
关于使查询更快的子句，使用从距离到随纬度变化的弧度 (http://www.longitudestore.com/how-big-is-one-gps-degree.html) 的转换常数，并添加了一个随搜索半径增加的错误。

这里我的更改使用地球半径的平均值，在我的测试中，对于欧洲纬度的大半径搜索，它似乎更准确：

SELECT id, city, LATITUDE, LONGITUDE, distance FROM
  (
    SELECT id, 
           city, 
           LATITUDE, LONGITUDE,
           calc_distance(LATITUDE, LONGITUDE, mylat, mylng) AS distance,
           b.mydst
      FROM Cities
      JOIN (
        SELECT :LAT AS mylat,
               :LONG AS mylng,
               :RADIUS_LIMIT AS mydst,
                3.1415926 AS pi, -- or use pi() function if available
                6371.4 earthradius
          FROM DUAL
      )b ON (1 = 1)
     WHERE LATITUDE >=  mylat - ((mydst / earthradius) * (180 / pi))
       AND LATITUDE <=  mylat + ((mydst / earthradius) * (180 / pi))
       AND LONGITUDE >= mylng - ((mydst / earthradius) * (180 / pi) / cos(mylat * pi/180))
       AND LONGITUDE <= mylng + ((mydst / earthradius) * (180 / pi) / cos(mylat * pi/180))
  )a
WHERE distance <= mydst
ORDER BY distance