1. 前言
Elasticsearch支持两种类型的地理数据：支持经纬度对的geo_point字段和支持点、线、圆、多边形等的geo_shape字段。接下来介绍Elasticsearch提供的地理相关的查询，包括：
- geo_bounding_box查询
查找地理点位于指定矩形中的文档。 - geo_distance查询
查找地理点位于一个中心点到指定距离范围内的文档。 - geo_polygon查询
查找地理点位于指定多边形的文档。 - geo_shape查询
查找与指定的地理形状相交、包含或不相交的地理形状的文档。
2. geo_bounding_box查询
geo_bounding_box查询查找地理点位于指定矩形中的文档。
首先，创建一个地理索引文档。
PUT /my_index_location
{
"mappings": {
"properties": {
"pin": {
"properties": {
"location": {
"type": "geo_point"
}
}
}
}
}
}
PUT /my_index_location/_doc/1
{"pin":{"location":{"lat":40.12,"lon":-71.34}}}
使用geo_bounding_box查询示例如下：
GET my_index_location/_search
{
"query": {
"bool": {
"must": {
"match_all": {}
},
"filter": {
"geo_bounding_box": {
"pin.location": {
"top_left": {
"lat": 40.73,
"lon": -74.1
},
"bottom_right": {
"lat": 40.01,
"lon": -71.12
}
}
}
}
}
}
}
top_left：矩形的左上角位置，值为geo_point类型。
bottom_right：矩形的右下角位置，值为geo_point类型。
输入格式
geo_point类型可以接受不同输入格式的地理点。
- 经纬度属性格式
"top_left": { "lat": 40.73, "lon": -74.1 },
"bottom_right" : { "lat" : 40.01, "lon" : -71.12 }
- 经纬度数组格式（经度在前，纬度在后）
"top_left" : [-74.1, 40.73],
"bottom_right" : [-71.12, 40.01]
- 经纬度字符串格式（纬度在前，经度在后）
"top_left" : "40.73, -74.1",
"bottom_right" : "40.01, -71.12"
- 矩形wkt格式
"wkt" : "BBOX (-74.1, -71.12, 40.73, 40.01)"
- Geohash格式
"top_left" : "dr5r9ydj2y73",
"bottom_right" : "drj7teegpus6"
- 支持简单字段格式
"top" : 40.73,
"left" : -74.1,
"bottom" : 40.01,
"right" : -71.12
3. geo_distance查询
查找地理点位于一个中心点到指定距离范围内的文档。
使用geo_distance查询，中心地理坐标为{"lat" : 40, "lon" : -70}，查询半径distance为200km，示例如下：
GET /my_index_location/_search
{
"query": {
"bool" : {
"must" : {
"match_all" : {}
},
"filter" : {
"geo_distance" : {
"distance" : "200km",
"pin.location" : {
"lat" : 40,
"lon" : -70
}
}
}
}
}
}
- geo_point类型可接受不同输入格式的地理点。，具体可参考geo_bounding_box查询。
- geo_distance过滤器可以处理每个文档的多个位置/点。只需一个位置/点匹配过滤器，文档将被包含在过滤器中。
过滤器查询参数
以下是过滤器上的查询参数:
- distance：指定圆的半径。
- distance_type：计算距离类型。可以是arc(默认)，也可以是plane(速度更快，但在距离较远和接近极点时不准确)。
- _name：可选的名称字段来标识查询。
- validation_method：设置为IGNORE_MALFORMED表示可接受纬度或经度无效的地理点；设置为COERCE表示另外尝试并推断正确的地理坐标；设置为STRICT(默认值)表示遇到不正确的地理坐标直接抛出异常。
4. geo_polygon查询
查找地理点位于指定多边形的文档。
使用geo_polygon查询，设置三个坐标地理点，形成一个三角形，示例如下：
GET /my_index_location/_search
{
"query": {
"bool" : {
"must" : {
"match_all" : {}
},
"filter" : {
"geo_polygon" : {
"pin.location" : {
"points" : [
{"lat" : 45, "lon" : -60},
{"lat" : 50, "lon" : -80},
{"lat" : 20, "lon" : -90}
]
}
}
}
}
}
}
- geo_point类型可接受不同输入格式的地理点，包括数组格式、字符串格式、Geohash格式，具体可参考geo_bounding_box查询。
过滤器查询参数
以下是过滤器上的查询参数:
- _name：可选的名称字段来标识查询。
- validation_method：设置为IGNORE_MALFORMED表示可接受纬度或经度无效的地理点；设置为COERCE表示另外尝试并推断正确的地理坐标；设置为STRICT(默认值)表示遇到不正确的地理坐标直接抛出异常。
5. geo_shape查询
查找与指定的地理形状相交、包含或不相交的地理形状的文档。使用geo_shape类型来过滤索引文档。
geo_shape查询支持两种定义查询形状的方法，一种是提供完整的形状定义，另一种是引用另一个索引中预先索引形状的名称。
内联定义形状
与geo_shape类型类似，geo_shape查询使用GeoJSON表示形状。
首先给定以下索引：
PUT /my_index_geo_shape
{
"mappings": {
"properties": {
"location": {
"type": "geo_shape"
}
}
}
}
POST /my_index_geo_shape/_doc?refresh
{
"name": "北京南站, 北京, 中国",
"location": {
"type": "point",
"coordinates": [116.385938,39.870839]
}
}
使用Elasticsearch的envelope模式，GeoJSON形式来查询地理点，示例如下：
GET /my_index_geo_shape/_search
{
"query":{
"bool": {
"must": {
"match_all": {}
},
"filter": {
"geo_shape": {
"location": {
"shape": {
"type": "envelope",
"coordinates" : [[116.327854,39.90075], [117.065057,39.063287]]
},
"relation": "within"
}
}
}
}
}
}
可以使用Kibana中的Maps功能查看查询结果如下所示：
预先索引形状
首先有一个预定义的形状列表，并且指定一个逻辑名称来引用它，这样避免了每次都必须提供它们的坐标。在预先索引形状的情况下，只需要提供:
- id - 包含预索引形状的文档id。
- index - 预索引形状所在索引的名称。默认shapes。
- path - 包含预索引形状的路径。默认shape。
- routing - 形状文档的路由(如果需要)。
首先预先定义索引形状，示例如下：
PUT /my_index_pre_shape
{
"mappings": {
"properties": {
"location": {
"type": "geo_shape"
}
}
}
}
PUT /my_index_pre_shape/_doc/1
{"location":{"type":"envelope","coordinates":[[116.327854,39.90075], [117.065057,39.063287]]}}
根据预先索引形状来查询，示例如下：
GET /my_index_geo_shape/_search
{
"query": {
"bool": {
"filter": {
"geo_shape": {
"location": {
"indexed_shape": {
"index": "my_index_pre_shape",
"id": "1",
"path": "location"
}
}
}
}
}
}
}
空间关系
geo_shape查询通过设置relation参数来决定在搜索时可以使用哪些空间关系（relation）操作符，空间关系（relation）的完整列表如下:
INTERSECTS - (默认值)返回geo_shape字段与查询几何图形相交的所有文档。
DISJOINT - 返回geo_shape字段与查询几何形状没有任何共同之处的所有文档。
WITHIN - 返回geo_shape字段在查询几何图形内的所有文档。
CONTAINS - 返回geo_shape字段包含查询几何图形的所有文档。