[分享创造] 我用 Uber H3 做了一个跑步版「地图涂色」:跑过一格,点亮一城
大家好,我最近给自己开发的「快乐跑团」小程序做了一个新功能:城市点亮计划。
它有点像现实世界里的地图涂色:
跑友可以在地图上圈定一片公园、街区或江边路线,创建一个限时挑战。参与者实际跑到某个区域后,就能点亮对应的六边形网格,最后按照点亮数量进行排行。
一句话概括就是:
跑过一格,点亮一城。
为什么选择 H3 ?
这个功能使用了 Uber 开源的地理空间索引库 H3,项目中对应的 JavaScript 依赖是 h3-js。
H3 可以把地球表面划分成不同精度的六边形网格。获取定位后,不需要自己编写复杂的“点是否落在多边形内”判断,只需把经纬度转换成 H3 Cell ID,就能确定用户当前进入了哪一格。
这套模型很适合跑步探索场景:
- 每个网格都有稳定、唯一的 Cell ID ;
- 可以根据活动范围选择不同的网格精度;
- 相邻网格关系清晰,方便继续扩展路线与区域玩法;
- 客户端可以根据 Cell ID 还原六边形边界。
当前实现方式
1. 根据挑战范围动态选择网格精度
创建挑战时,用户可以选择 100m 到 2000m 的覆盖半径。
系统会从较细到较粗尝试多个 H3 分辨率,优先选择网格数量不超过 300 格的最细方案,在探索精度、数据量和地图渲染性能之间做平衡。
2. 客户端只根据 Cell ID 还原边界
云端保存挑战所包含的 H3 Cell ID 。客户端拿到数据后,通过 cellToBoundary 计算六边形边界,再交给地图组件绘制。
这样不需要为每个网格保存和传输完整的多边形坐标。
3. 点亮结果由云端校验
客户端上传 GPS 位置,uniCloud 云函数负责:
- 校验经纬度和坐标类型;
- 过滤定位精度过低的数据;
- 过滤明显异常的移动速度;
- 将位置转换成 H3 Cell ID ;
- 判断该 Cell ID 是否属于当前挑战;
- 写入用户的点亮记录。
基础校验放在云端,避免由客户端直接决定点亮结果。当然,这目前只是基础异常过滤,还不敢称为完整的反作弊系统。
4. 使用确定性 ID 避免重复计分
点亮记录使用以下信息组合成确定性文档 ID:
挑战 ID + 用户 ID + H3 Cell ID
同一个用户在同一个挑战中重复经过同一格时,不会重复计分。这个设计也让重复请求的处理更简单。
踩坑最多的地方:WGS84 与 GCJ-02
真正让我折腾最久的,其实不是六边形,而是国内地图坐标系。
- H3 使用 WGS84;
- 腾讯地图展示使用 GCJ-02;
- H5 原生定位和小程序定位返回的坐标类型还可能不同。
如果直接把 H3 网格画到腾讯地图上,网格会出现明显偏移。
目前采用的处理方式是:
GPS 定位
↓
识别原始坐标类型
↓
统一转换为 WGS84 进行 H3 计算
↓
生成 Cell ID 与六边形边界
↓
转换为 GCJ-02 后绘制到腾讯地图
具体原则是:
- H3 网格计算统一使用 WGS84 ;
- 地图展示前转换为 GCJ-02 ;
- 客户端上报时明确标记原始坐标类型;
- 服务端只进行一次标准化转换,避免重复纠偏。
项目技术栈
- 前端: uni-app + Vue 3
- 地图: 腾讯地图
- 空间索引:
h3-js - 后端: 阿里云 uniCloud 云函数
- 数据库: 阿里云 NoSQL
- 目标平台: 微信小程序、H5 、Android 、iOS 、鸿蒙 NEXT
目前还实现了挑战创建、网格预览、实时点亮、进度展示、在线参与者提示、排行榜和分享等功能。
想听听 V 友的意见
这个功能还在继续打磨,比较想听听大家对下面几个问题的看法:
- 六边形网格用在跑步探索场景里,大家觉得是否有趣?
- 除了定位精度和速度限制,还有哪些成本不太高的防作弊方案?
- H3 网格与国产地图坐标系的处理,还有没有更优雅的做法?
- 如果是你,会更愿意点亮家附近的街区、公园,还是参加全城范围的长期挑战?
体验入口
小程序名称:快乐跑团
微信小程序搜索“快乐跑团渝你同行”首页 banner 就能看到。
如果大家感兴趣,我后面也可以单独整理一篇 H3 、GCJ-02 与腾讯地图叠加网格的踩坑记录。
感谢阅读,也欢迎直接拍砖。🙂