使用 GeopositionField 查找最近的数据库条目答案

【问题标题】：Using GeopositionField to find closest database entries使用 GeopositionField 查找最近的数据库条目
【发布时间】：2023-03-13 11:45:01
【问题描述】：

我在 Django 中使用GeopositionField 来存储我的用户的坐标。现在我想找到最接近当前用户的 20 个用户的列表。我的 GeopositionField 可以实现该功能吗？我知道 GeoDjango 可以很容易地搜索距离，但由于我使用的是 Heroku 和 postgresql，我想降低成本，而使用 postgressql，安装 PostGIS 似乎是唯一的选择。

有什么建议吗？

【问题讨论】：

标签： python django geolocation geocoding django-geoposition

【解决方案1】：

对于两点之间的距离，您可以使用 Geopy。

来自documetation：下面是 distance.distance 的一个示例用法：

>>> from geopy import distance  
>>> _, ne = g.geocode('Newport, RI')  
>>> _, cl = g.geocode('Cleveland, OH')  
>>> distance.distance(ne, cl).miles  
538.37173614757057

在 Django 项目中实现这一点。在models.py中创建一个普通模型：

class User(models.Model):
    name = models.Charfield()
    lat = models.FloatField()
    lng = models.FloatField()

为了进行一些优化，您可以过滤用户对象以首先粗略估计附近的用户。这样您就不必遍历数据库中的所有用户。这个粗略的估计是可选的。为了满足您的所有项目要求，您可能需要编写一些额外的逻辑：

#The location of your user.
lat, lng = 41.512107999999998, -81.607044999999999 

min_lat = lat - 1 # You have to calculate this offsets based on the user location.
max_lat = lat + 1 # Because the distance of one degree varies over the planet.
min_lng = lng - 1
max_lng = lng + 1    

users = User.objects.filter(lat__gt=min_lat, lat__lt=max__lat, lat__gt=min_lat, lat__lt=max__lat)

# If not 20 fall back to all users.
if users.count() <= 20:
     users = User.objects.all()

计算你的用户和users中每个用户的距离，按距离排序，得到前20个。

results = []
for user in users:
     d = distance.distance((lat, lng), (user.lat, user.lng))
     results.append( {'distance':d, 'user':user })
        results = sorted(results, key=lambda k: k['distance'])
results = results[:20]

【讨论】：

但要求是在不使用 GeoDjango 的情况下找到 20 个 CLOSEST 用户。
是的：results = sorted(results, key=lambda k: k['distance']) 为您提供所有用户的距离。 [:20] 给出前 20 个。也许您每次都要循环投掷很多用户。解决方法是先粗略估计附近的用户。我将更新答案并将粗略估计代码放在最接近的 20 之前。
这很聪明！但这会随着它的扩展而变慢吗？与 Postgis 相比？
它不如空间/地理数据库高效。我想您应该找出哪些查询和计算正在花费您（内存/速度/开发时间/金钱），并以此为基础做出决定。一个好的“粗略”估计会加快速度。也许 .count() 和偶极搜索？还有docs.djangoproject.com/en/1.2/topics/db/optimization
我有类似的要求，最终也使用了 geopy。我发现这个要点很有用：gist.github.com/renyi/3385043。它包括粗略的距离计算，以提高查询效率。

【解决方案2】：

我认为你有两个选择：

没有空间索引（Postgis 和 Geodjango 使用 PointField）和 GeopositionField 就没有有效的方法。我发现处理这个问题的唯一方法是：
- 您必须找到从源用户到所有用户的所有距离（这真的很重）。
- 然后对所有距离进行排序，并排在您要查找的前 20 位。
GeopositionField 将坐标存储为文本，但可以在字段上使用.latitude 和longitude 检索。
似乎在 Postgresql 9.1+ (http://wiki.postgresql.org/images/4/46/Knn.pdf) 中支持 K-Nearest-Neighbors 问题。但是，我认为您必须在表中添加另一列来存储点 (http://www.postgresql.org/docs/9.2/static/datatype-geometric.html) 或为 GeopositionField 实现距离函数。

如果您只是为了开发而使用 Heroku 的基本设置并计划更改为更高的计划，我建议您使用第一种方法，因为其他 Heroku 计划支持 Postgis，您可以轻松实现此方法，然后将其更改为一个简单的 Postgis 函数调用。

虽然，如果这是您处理空间数据的唯一情况，我建议使用 Point 字段和 KNN 支持。因此，您将来不需要 postgis 支持。

【讨论】：

是的，我确实有一列可以保存纬度和经度。而且我有一个从janmatuschek.de/LatitudeLongitudeBoundingCoordinates 派生的边界框函数。我很容易得到一个框，它告诉我我的最大和最小纬度和经度的范围，但是有效地获得最近的 20 个用户是问题所在。也许 K-Nearest-Neighbors 会为我解决这个问题。我会更多地阅读它。但是这种方法比 Postgis 慢很多不是吗？
如果您使用在 Postgres 9.1+ 中实现的 K-Nearest-Neighbors 解决方案，它将与 Postgis 一样有效，因为它使用空间索引（基于 voronoi 图）。

【解决方案3】：

对源代码的快速浏览表明GeopositionField 只是将坐标存储为纯文本 (<latitude>,<longitude>)，因此没有一种有效的方法可以从数据库中提取正确的数据。如果您想要高效的数据库查询，则必须使用 GeoDjango 或 PostGIS（或寻找另一种提供空间数据搜索的替代方案）。

【讨论】：