經緯度編碼方法推薦-pluscode簡介

今天羅孚為大家推薦一種經緯度編碼的方法——plus code，原名open location code，是Google於2014年發明的，旨在將表示地理位置的經緯度通過演算法推導成一個字串。

plus code的用途

用一串字元表示地球上的任一位置

發明plus code的初衷，就是希望能夠通過一個編碼標識地球的任何一個地方。

我們最常用的位置編碼是地址編碼，通過行政區劃、道路和門牌號等資訊找到具體的位置資訊，這在日常生活中非常常見，比如送快遞。

但若你在京東或天貓上買東西，直接送回鄉下老家，怎麼辦？還能記得門址資訊嗎？一方面城市化程式變遷，也許門址早已不是當初的門址，另一方面即便有門牌號，一個陌生人能否順利找到，也是未知問題。

門址無法找到，那我們用經緯度，經緯度是一個非常精確的位置資訊。沒錯，但除了電影中會有通過十幾個數字(即經緯度)來尋找目標的場景，我們在日常生活中有用到嗎？加上國家的法律因素，連通過經緯度導航都不是一個可行的方法。

世界上確實有無法使用門址表示的地方，而經緯度的數值也超出了常人的可記憶範疇，所以Google希望通過一種編碼方法，簡單明瞭地表示世界上任一位置。

使用字串編碼來表示經緯度，其實有多種編碼方案，但plus code有什麼優勢？我們後面再講。只是，羅孚使用plus code並不僅僅為了表示地球上的位置這麼簡單。

基於位置範圍的檢索

在電子地圖的使用過程中，我們可能經常需要查詢酒店、餐飲、景點等資料，也就是我們常說的POI檢索。其檢索方式，除了名稱查詢外，可能會有周邊查詢或沿途搜尋，比如“徐家彙周圍10公里範圍內的奧迪4S店”。

周邊查詢和沿途搜尋，都是一種基於經緯度範圍的檢索，最常規的檢索方法，就是一條sql語句，限定一下範圍即可，比如：where lat > 31 and lat <32 and lon >121 and lon <121。

直接拿經緯度進行比較，一定不是一個好的方法，當資料量達到千萬級，其檢索效率低下到無法直視。如何提高檢索效率？首先想到的，一定是分塊檢索，比如將資料進行四叉樹切分，根據當前位置找到附近的資料塊，然後再在資料塊中檢索。

資料分幅分塊是資料處理中最基本的內容，資料量大了以後必定要做分幅分塊處理，比如全國的POI資料。資料分幅有很多種方法，比如上述的四叉樹方法，或者直接按固定經緯度間隔進行分幅(類似印刷紙質地圖所用的分幅)，當然按省名稱區分也可以算是分幅，只是形狀不規則罷了。

羅孚推薦plus code，一定在分幅上有它的優勢，待我慢慢道來，我們先來了解一下plus code。

什麼是plus code

plus code是一種經緯度編碼方法，它能表示地球上的任何一個地方。

plus code將經緯度編碼後，一般為十位字元(如果含+號的話，就是11位)。plus code去除了容易混淆的字母以及一些令人不愉快的字元，只取用了20個字元(含部分數字)，這20個字元是：2、3、4、5、6、7、8、9、C、F、G、H、J、M、P、Q、R、V、W、X。

plus code的前四個字元是區域程式碼，基本是1經緯度的範圍，也就是約100100公里的範圍，後六位是原生程式碼，用來描述一個建築物，面積約為1414米，差不多是半個籃球場的大小。

但如果覺得十位編碼精度不夠，是否可以繼續擴充呢？當然可以，plus code定義了一個附加規則，可以將程式碼擴充到11位或12位，其中11位編碼差不多代表了3米的範圍，應該可以描述一個建築物的前門或後門，或者是一輛車的大小，定位顆粒更細。需要注意，10位以後的程式碼不再使用兩位編碼表示區域，而僅使用了一位，編碼方式有所不同。

層級	字元數	經緯度範圍	長度範圍
0	2	20×20	2200km
1	4	1×1	110km
2	6	0.05×0.05	5.5km
3	8	0.0025×0.0025	275m
4	10	0.000125×0.000125	14m
5	11	0.000025×0.00003125	3.5m
6	12	0.000005×0.0000078125

上表為plus code的層級表，既然plus code具有層級，那pluse code就可以改變長度，越短的長度表示的區域範圍越大，越長的長度表示的區域範圍越小。同時也說明，plus code所表示的經緯度，是一個經緯度範圍(是一個面)，而不是一個經緯度值(一個點)。按理，面是無法用來導航的，當然，我們變通一下，可以取面的中心點。

plus code的優點

plus code介紹完了，我們來總結一下plus code的優點。

方便儲存

經緯度經過編碼，由經度和緯度兩個欄位，變更為一個欄位，減少了一個欄位，而且不再使用float型，可以直接使用固定長度的string。

方便比較

羅孚認為，方便比較是plus code的核心優勢，也是解決上述“基於位置範圍檢索”問題的核心。

方便比較主要體現在兩個方面，一個是按層級分幅，另一個是幅和幅之間具有連續性。

仍然舉例來說，如何檢索徐家彙附近10公里範圍的奧迪4S店？主要解決範圍的問題。

徐家彙的plus code是8Q335CVQ+，根據plus code層級中的長度範圍，約取6位編碼(對應長度範圍是5.5km)比較合適，即8Q335C，再將該圖幅附近一圈的8個圖幅選取出來，8Q3349、8Q334C、8Q334F、8Q3359、8Q335F、8Q3369、8Q336C、8Q336F，最終形成一個九宮格狀的圖幅。

通過plus code的層級可以基本限定搜尋的範圍，通過目標位置的圖幅擴充套件選擇周邊的圖幅，而圖幅之間的連續性讓圖幅號的獲取變得極其簡單。

反之，若使用plus code的規則進行資料分塊，將資料密集區域，分塊到level2，比如上海市區，對於資料稀疏區域，則可以分塊到level1，比如西部地區。資料塊的總量得到了控制，同時每個資料塊的資料量也比較均勻，沒有過密或過疏的情況。

其他優勢

程式碼足夠短，方便記憶。程式碼本身是支援全世界的，不需要國別等附加資訊。

程式碼是通過演算法生成的，可以離線使用，並且不需要任何設定或程式，程式碼不依賴於任何第三方。

特別需要說明的，這個演算法是開源的，可以自由使用，包括商業用途。

同其他編碼方法的比較

geohash

geohash是比較早期的經緯度編碼方法，也是使用較廣的編碼方法。geohash選用了32個符號作為其字符集，其字元長度也是可變的，縮短字串的長度會影響位置的精度，實際上geohash程式碼也是表示了經緯度範圍，而不是經緯度位置。

當然，geohash也是開源的，也僅僅是一個演算法，應該說，後來的geohash-36以及plus code編碼，都受到了geohash編碼演算法的較大啟發。

geohash也有不少的弊端，除了精度問題，根據當前分幅號獲取周圍分幅號碼有較多的不確定性，這應該是最大的弊端，原因在於資料切分方法和命名規則。比如0緯度地區，即赤道附近，兩個相鄰的圖幅，其圖幅編號可能會大相徑庭，geohash的切分方法導致圖幅號的首字母也存在不同，這樣就無法通過縮短程式碼的長度來快速獲取圖幅號，也就是無法快速確定範圍。

what3words

what3words據說已經在Benz上獲得了使用，當然，原因是Benz是what3words的投資方。

what3words吸引我的地方有兩個方面，一是將世界分成了3m3m的網格，類似於預先進行了一個固定長度和比例尺的分幅，另一是每一個33的網格都可以使用3個單詞來表示，即全世界每一個3*3的地方都可以用3個單詞找到。

舉個例子：用“香蕉.兔子.猴子”可以表示A地址，用“兔子.猴子.香蕉”來表示B地址。這種方法，類似於建立了一個全世界的門址編碼系統，而覆蓋全世界3*3的位置，要裝下全世界，那將是一個多大的資料庫呢。這種編碼方法讓我首先想到的就是，做關鍵字競價排名應該是一個不錯的生意，該機構還真的做了這件事情。

我喜歡這種表示形式，但弊端確實太大了，本身需要通過API訪問才能定位，雖然也提供了離線SDK，但據說關鍵字競價排名不可以離線使用。需要網路，並且無編碼演算法可言，完全依賴於該機構對位置的定義，這是我最不能接受地方。

經緯度編碼的方法其實還有很多，今年也冒出了很多編碼方法，羅孚無法一一列舉和分析，如有更好的編碼方法推薦，也歡迎交流。

總的來說，羅孚認為，plus code非常適用於位置交換、定位以及基於位置範圍的搜尋等，如果你的專案中正好有經緯度轉碼或經緯度範圍檢索，不妨試試plus code。

附上資料：

plus code 官網，除了瞭解plus code外，還可以在Google地圖上直接檢視任何位置的plus code程式碼。

羅孚的plus code演示頁面，可以直接檢視圖幅編號，基於leftlet+天地圖+plus code grid，不過Google的grid瓦片伺服器不穩定，你懂的。

Evaluation of Location Encoding Systems，關於地理位置編碼的分析比較，Google官方文件，內容較多，英文原版，但非常值得一看。

plus code/open location code github