地理空间数据库Tile38

Tile38简介

Tile38是一个开源的内存型地理空间数据库，专门用于处理地理空间数据和位置服务。它是由AxiomDataScience开发的，旨在支持实时地理空间应用。Tile38提供了丰富的功能，使其成为处理地理位置数据的强大工具。

核心功能

• 地理空间数据支持：
  • Tile38支持各种地理空间数据类型，包括点（Point）、线（LineString）、多边形（Polygon）、集合（Collection）等。支持多种对象：lat/lon, bbox, Geohash, GeoJSON, QuadKey, andXYZ tile.
  • 它允许用户存储和检索这些地理数据，并支持复杂的地理空间查询。支持类似附近、包含、相交..
• 实时位置服务：
  • Tile38提供实时的地理围栏（Geofencing）功能，可以监控对象进入或离开指定的地理区域。通过webhooks或pub/sub channels实现实时地理围栏
  • 这种实时性对于需要位置跟踪的应用非常有用，比如物流、配送服务和资产追踪等。
• 简单的命令接口：
• Tile38使用类似于Redis的命令行接口，支持简单易懂的命令语法。完整的命令行接口command line interface.
  • 用户可以通过TCP协议或HTTP接口与Tile38进行交互。支持各种协议，包括：http (curl)、 websockets、telnet、Redis RESP.服务器返回格式可以设定为：RESP或JSON.
• 高性能和可扩展性：
  • Tile38是用Go语言编写的，具有高效的性能表现。
  • 它支持水平扩展，可以处理大量的地理空间数据和请求。
• 多种编程语言支持：
  • Tile38提供多种编程语言的客户端库，包括Python、js、Java、Go等，方便开发者集成到不同的应用中。

常用操作

• 设置和获取数据：
  • SET命令用于存储地理空间对象，例如 SET fleet truck1 POINT 33.5123 -112.2693。
  • GET命令用于检索存储的对象信息。
• 地理空间查询：
  • NEARBY命令用于查找指定点附近的对象。
  • WITHIN和 INTERSECTS 命令用于查找在特定区域内或与特定区域相交的对象。
• 地理围栏：
  • SETCHAN和 WITHIN 等命令组合用于创建地理围栏，以监控对象的动态位置。

优缺点

优点：

• 兼容redis协议
• 功能函数丰富,比如超时设置,hook调用通知,json接口等
• golang语言编写,部署方便
• 支持主从,以redis的aof格式存储数据
• 搜索函数比起redis丰富了很多

缺点:

• 不是特别稳定,github还有很多未解决的issue
• 没有配置文件,都在代码里控制,不清楚作者有没有这方面的打算

应用场景

• 物流和运输：实时跟踪车辆位置，优化路线规划，提高运输效率。
• 资产管理：监控移动资产的位置和状态，确保资产安全。
• 社交网络和游戏：提供基于位置的服务，如附近好友查找和地理位置游戏功能。
• 应急响应：在紧急情况下实时跟踪资源和人员的位置，提升响应速度。

Tile38的使用

设置和获取数据

存储地理空间对象

#存储地理空间对象
SET fleet truck1 POINT 33.5123 -112.2693
#获取对象信息
GET fleet truck1

地理空间查询

Tile38提供了一系列强大的地理空间查询功能，能够处理和分析地理空间数据。以下是Tile38支持的一些主要地理空间查询：

• NEARBY：
  • 用于查找在指定位置附近的对象。可以根据距离限制结果集，并按距离排序。
  • 示例：查找距离某个点10公里内的所有对象。

#查找距离点(33.5123,-112.2693)10公里内的所有对象
NEARBY fleet POINT 33.5123 -112.2693 10000

• WITHIN：
  • 用于查找位于特定地理空间区域内的对象。区域可以是一个多边形、圆形或其他几何形状。
  • 示例：查找位于某个多边形区域内的所有对象。

#查找位于指定多边形区域内的所有对象
WITHIN fleet POLYGON 5 33.462 -112.268 33.491 -112.268 33.491 -112.251 33.462 -112.251 33.462 -112.268

• INTERSECTS：
  • 用于查找与指定几何形状相交的对象。这对于需要检查两个地理空间对象是否重叠的情况非常有用。
  • 示例：查找与特定多边形相交的所有对象。

#查找与指定圆形区域相交的所有对象
INTERSECTS fleet CIRCLE 33.462 -112.268 1000

• BOUNDS：
  • 用于查找在指定边界框（bounding box）内的对象。
  • 示例：查找在给定矩形边界内的所有对象。

#查找在给定矩形边界内的所有对象
BOUNDS fleet 33.462 -112.268 33.491 -112.251

• GET：
  • 检索存储的地理空间对象的详细信息。虽然不算是一个复杂的查询，但对于获取特定对象的信息很有用。

#获取特定对象的地理信息
GET fleet truck1

• SCAN和SEARCH：
  • 用于遍历和查找数据集中的对象。SCAN提供无序遍历，而 SEARCH 支持条件过滤和排序。

#SCAN命令用于无序遍历数据集
SCAN fleet

#SEARCH命令用于按条件过滤和排序
SEARCH fleet WHERE speed 60 100

地理围栏

#设置地理围栏
SETCHAN mychannel WITHIN fleet FENCE DETECT enter,exit POINT 33.5123 -112.2693 10000
#监控地理围栏事件
SUBSCRIBE mychannel
#批量插入数据
MULTI
SET fleet truck2 POINT 34.5123 -113.2693
SET fleet truck3 POINT 35.5123 -114.2693
EXEC

数据管理

#删除单个对象
DEL fleet truck1

#清空集合
DROP fleet

集成与扩展

Python示例

import tile38

client = tile38.Tile38()
client.set('fleet', 'truck1', point=(33.5123, -112.2693))
print(client.get('fleet', 'truck1'))
Node.js示例
const Tile38 = require('tile38');
const client = new Tile38();

client.set('fleet', 'truck1', [33.5123, -112.2693])
.then(() => client.get('fleet', 'truck1'))
.then(data => console.log(data));

性能优化

使用持久化存储

在启动Tile38时，可以使用-d参数指定数据目录以启用持久化存储。

./tile38-server -d /path/to/data

调整配置

可以在tile38.conf文件中调整内存限制、日志级别等配置，以优化性能。

参考链接：

• Tile38 Ultra Fast Geospatial Database & Geofencing Server
• tidwall/tile38: Real-time Geospatial and Geofencing (github.com)
• iwpnd/pyle38: Asynchronous Client for the worlds fastest in-memory geo-database Tile38 (github.com)