基于Geohash算法切分OID4点码

导读
OID编码就是光学辨别编码，利用光识别与点读发音技术，达到快速点读，识别记忆的效果；本文主要介绍：Geohash算法在点阵编码中的应用。
什么是Geohash
GeoHash是一种地址编码方法，他能够把二维的空间经纬度数据编码成一个字符串。
GeoHash具有以下特点：
1、GeoHash用一个字符串表示经度和纬度两个坐标。在数据库中可以实现在一列上应用索引；
2、GeoHash表示的并不是一个点，而是一个区域；
3、GeoHash编码的前缀可以表示更大的区域。
我们知道，经度范围是东经180到西经180，纬度范围是南纬90到北纬90，我们设定西经为负，南纬为负，所以地球上的经度范围就是[-180， 180]，纬度范围就是[-90，90]。如果以本初子午线、赤道为界，地球可以分成4个部分。
如果纬度范围[-90°, 0°)用二进制0代表，（0°, 90°]用二进制1代表，经度范围[-180°, 0°)用二进制0代表，（0°, 180°]用二进制1代表，那么地球可以分成如下4个部分：

如果在小块范围内递归对半划分呢？

可以看到，划分的区域更多了，也更精确了。
geohash算法就是基于这种思想，划分的次数更多，区域更多，区域面积更小了。
Geohash算法
Geohash算法一共有三步
1、将经纬度变成二进制
比如这样一个点（39.923201, 116.390705）

通过将经纬度编码，给地理位置分区，根据需要的精度，按照上面的方法，逐级换算，最终能得到经、纬度的二进制字符串。
纬度的二进制为：
10111000110001111001
经度116.390705的二进制为：
11010010110001000100
2、合并经纬度
合并方法是将经度、纬度二进制按照奇偶位合并：
11100 11101 00100 01111 00000 01101 01011
00001
3、按照Base32进行编码：
Base32编码表的其中一种如下

是用0-9、b-z（去掉a, i, l, o）这32个字母进行编码。具体操作是先将上一步得到的合并后二进制转换为10进制数据，然后对应生成Base32码。需要注意的是，将5个二进制位转换成一个base32码。

上例最终得到的值为：
wx4g0ec1
基于Geohash算法对OID4范围码点进行切分
主要改动点：
1、根据geohash原理，将经纬度的极限值改为，OID4的码值范围
2、考虑到存储数字比存储字符串性能更优，所以在得到指定层级切分后的二进制字符串后，将其转换为十进制值数字，而不是base32
3、码值范围比经纬度大很多，所以直接采用整数部分，忽略小数
核心代码：
将坐标，按指定层级、指定范围转换为二进制

private static void transBanaryCode(long xy, long startRange, long endRange, int level, int count, BiConsumer<Integer, Character> consumer){     
    long middle = (startRange + endRange) >> 1;     
    char code = ONE_CHAR;     
    if(xy < middle){         
        code = ZERO_CHAR;         
        endRange = middle;     
    } else {         
        startRange = middle;     
    }     
    consumer.accept(count, code);     
    count++;     
    if(count >= level){         
        return;     
    }     
    transBanaryCode(xy, startRange, endRange, level, count, consumer); 
}

十进制转二进制

public static char[] toBinary(int num, int accuracy) {     
    char[] chars = new char[accuracy];     
    int count = accuracy - 1;     
    while (num != 0) {         
        chars[count--] = num % 2 == 0 ? ZERO_CHAR : ONE_CHAR;         
        num = num >> 1;     
    }     
    while (count >= 0){         
        chars[count--] = ZERO_CHAR;     
    }     
    return chars; 
}

根据编码获取指定层级、指定范围所属慢点的坐标范围

private static long[] getRange(int count, int level, long startRange, long endRange, Function<Integer, Character> function){     
    long middle = (startRange + endRange) >> 1;     
    if(ZERO_CHAR == function.apply(count)){         
        endRange = middle;     
    } else {         
        startRange = middle;     
    }     
    count++;     
    if(count >= level){         
        return new long[]{startRange, endRange};     
    }     
    return getRange(count, level, startRange, endRange, function); 
}

至此就实现了，根据坐标，定位其所属点码块；根据点码块，获取其点码范围。