Solr的空间索引

Posted 2023-02-25 莫西里

一、Solr空间搜索的目的

（1）索引空间点数据和其他形状的数据

（2）通过圆形、正方形或者其他形状进行过滤搜索结果

（3）通过两个点之间的距离或者是两个多边形的形状进行排序或者评分

二、Solr空间搜索的域类型（FieldType）

1 、LatLonType与POINT

这两种类型都是数据点类型。LatLonType类型存储一个点在地图上的经纬度信息。POINT类型则是存储一个点在坐标上的x y位置。点类型数据的表达方式为lat(x),lon(y)。

2、SpatialRecursivePrefixTreeFieldType类型（缩写为RPT类型）

A、RPT除了能够在圆形和正方形外，还能在多边形和其他复杂的形状进行搜索

B、对点和多边形（线、多边形）进行索引创建。

C、多值的距离上的排序和评分boost

RPT域类型使用时，需要在模式文件中进行创建：

（1）下载JTS

JTS的下载地址：http://download.csdn.net/detail/u011518678/9613072

将JTS下载后，直接将jts的jar放入到solr web工程下的lib文件夹即可。

（2）配置RPT域类型，创建多边形域

<fieldType name="shape_rpt" class="solr.SpatialRecursivePrefixTreeFieldType" 
    spatialContextFactory="com.spatial4j.core.context.jts.JtsSpatialContextFactory" distErrPct="0.025" maxDistErr="0.000009" units="degrees"></fieldType>
<field name="shape" type="shape_rpt" indexed="true" stored="true"></field>

field的定义不在过多描述，下面主要介绍RPT域类型相关的属性：

name：域类型的名称

class：该类型的数据有那个类进行处理，这里使用solr.SpatialRecursivePrefixTreeFieldType

spatialContextFactory：solr本身只支持点和矩形的形状处理，需要通过JTS工具来扩展多边形的功能。如果需要的话则需要扩展JTS jar中的JtsSapatialContextFactory对象。需要注意的是，solr5.x和solr6.x版本中的ContexntFacotory的package路径是不一样的，solr5：com.spatial4j.core.context.jts.JtsSpatialContextFactory，solr6：org.locationtech.spatial4j.context.jts.JtsSpati，所以用户在配置RPT域类型时要根据自己的solr版本配置不同的包路径。

maxDistErr：定义索引数据的最高界别，默认是地面1米（0.000009度）。

unutis：索引的数据所使用的单位，可以定义为degrees，kilometers和miles，默认值为kilometers

distErrPct：0-0.5之间的范围，定义了距离的经度，当值越消失，则精度越高。

（3）操作多边形数据

创建索引：

在创建索引时，需要注意多边形在索引数据中的表达方式：

点的表达方式为：POINT（0 0）

线的表达方式为：LINESTRING(0 0,1 0,0 0)，线段由多个点组成，线段当含有多个点时，则是折线

多边形的表达方式：POLYGON(0 0,1 0，1 1，1 0,0 0 ),多边形的表达方式需要形成闭合图形，但是笔者没有证明POLYGON(0 0,1 0，1 1，1 0,0 0 )是否和POLYGON(0 0,1 1，0 1，1 0,0 0 )是否为同一个图形

关于空间类型的WKT表示方法，详细请看如下地址：https://en.wikipedia.org/wiki/Well-known_text

/**
	 * @author wozipa
	 * @throws IOException 
	 * @throws SolrServerException 
	 * @Date 2016-8-24 9:53
	 * @see 所以多边形文件
	 * POLYGON((0 0,0 1,1 1,1 0,0 0))
	 * POIN(0 0)
	 * LINESTRING(0 0,1 0,0 0)
	 */
	public void indexPolygon() throws SolrServerException, IOException
	
		HttpSolrClient client=new HttpSolrClient("http://192.98.12.36:8983/solr/Test");
		SolrInputDocument document=new SolrInputDocument();
		document.addField("id", "test4");
		document.addField("shape", "POIN(0 0)");  //空间点表示方法：POIN(0 0)
		document.addField("shape", "LINESTRING(0 0,1 0,0 0)"); //空间线表示方法：LINESTRING(0 0,1 0,0 0)，三个点，形成闭合图形
		document.addField("shape", "POLYGON((0 0,0 1,1 1,1 0,0 0))");  //空间多边形表示方法：POLYGON((0 0,0 1,1 1,1 0,0 0)),这里表示一个四边形
																	   //五个点，形成闭合图形
		client.add(document);
		client.commit();
	

索引的结果为：

 
        "id": "test4",
        "shape": "LINESTRING(0 0,1 0,0 0)",
        "_version_": 1543642553156370400
  

创建查询：

多边形的查询则为两个多边形的关系，主要包括：相交（Intersects），包含（Contains），被包含（Within），相等（Equals）和相拒（Disjoint），查询的基本公式为：

"action+polygon"：例如

"Intersects(POLYGON(0 0,1 0,1 1,0 1,0 0))"

空间索引数据查询的代码为：

/**
	 * @author wozipa
	 * @Date 2016-8-24 10:12
	 * @see 对该多边形就行查询
	 */
	public void queryPolygon()
	
		HttpSolrClient client=new HttpSolrClient("http://192.98.12.36:8983/solr/Test");
		SolrQuery query=new SolrQuery();
		query.setQuery("shape:\\"Intersects(POLYGON((0 0,0 0.5,0.5 0.5,0.5 0,0 0)))\\"");
		try 
			SolrResponse response=client.query(query);
			System.out.println(response.toString());
		 catch (SolrServerException e) 
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		 catch (IOException e) 
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		
	
	
	/**
	 * @author wozipa
	 * @Date 2016-8-24 11:08
	 * @see 查询点
	 */
	public void queryPoint()
	
		HttpSolrClient client=new HttpSolrClient("http://192.98.12.36:8983/solr/Test");
		SolrQuery query=new SolrQuery();
		query.setQuery("shape:\\"Intersects(POINT(2.1 2.1))\\"");
		try 
			SolrResponse response=client.query(query);
			System.out.println(response.toString());
		 catch (SolrServerException e) 
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		 catch (IOException e) 
			
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		
	

3、BBoxField

该类型是solr6版本中新增加的，是一个RPT类型的一个变种（我认为是简化版本），对举行表示式发生了改变：ENVELOPE(minX,maxX,maxY,minY)

ENVELOPE(-10, 20, 15, 10)

该类型的使用方式基本和POLYGON是相同的，主要为数据的定义：

<field name="bbox" type="bbox" />
<fieldType name="bbox" class="solr.BBoxField"
        geo="true" units="kilometers" numberType="_bbox_coord" storeSubFields="false"/>
<fieldType name="_bbox_coord" class="solr.TrieDoubleField" precisionStep="8" docValues="true" stored="false"/>

笔者没有对该类型进行研究，就是简单的提示一下solr用户，在solr6中新增加了一种矩形的表达方式。

三、过滤器

在空间搜索中，solr还提供了两种常用的filter，用来对结果集进行过滤筛选，过滤器拥有共同的参数类型，下面先介绍一下各个参数类型

1、参数

（1）d

两个多边形之间的线性距离，默认使用单位为千米（1km=0.009度），可以d进行单位定义

（2）pt

中心点位置，使用x,y进行点的表示。

（3）sfield

进行空间过滤的域名城，即该名称的空间数据将被用于数据过滤

（4）filter

过滤器名城，主要有两种类型，geofilter和bbox

通过这四个参数可以确定一个范围，该范围外的数据将被过滤掉。

2、过滤器类型

（1）geofilt

该类型将生成一个以pt为中点，以d为半径，形成一个圆形，该圆形中的数据符合过滤器的条件，不会被过滤掉。

使用例子为：fq=!geofilt sfield=store&pt=45.15,-93.85&d=5，可以将所有的条件数据写入到大括号内：fq=!geofilt sfield=storept=4515,-93.85 d=5

（2）bbox

该过滤器，会先画一个域geofilt相同的圆，然后形成一个与圆外切的正方形，该正方形中的数据通过过滤器，起范围表示为下图中的蓝色方框：

使用方式为：fq=!bbox sfield=store&pt=45.15,-93.85&d=5，其用法如上：

四、总结

该问主要讲解了solr对多边形（点、线、多边形）数据的索引与搜索，同时还提供了空间搜索中相关的过滤器，希望大家共同学习，如果有什么不正确的地方，还望大家指出。