こんばんは。はじめまして。tarokamikazeです。
前回に引き続き、位置情報をGAE/Goでやってみたいと思います。

Why GAE/Go?

わたしがすきだからです。
というのは半分冗談で。Googleの営業のひと曰く

GAE/Go を使いたくてGCPやGolangを使おうという案件が実際増えてます。
安くて早くてうまいので、実際。

というわけで、Golang使いの嗜みとしては、GAE/Go使えなきゃだめよねということです。

方針

Server: GAE/Go1.11(standard)
DB: Datastore
Search API などという ~~ググラビリティが最悪な~~ メインDBと二重登録せにゃならんようなものは使わない
Quadkeyを使って、クエリが貧弱なDatastoreでも位置情報検索できるところを見せてやる！

成果物

こちらです。
「陛下が発見したタヌキを見られるモバイルアプリ」みたいなやーつ（誰得）を想定して、バックエンドAPIを書きました。
以下で起動します。

# ローカルサーバー起動
dev_appserver.py --port=8081 --admin_port=8001  server/app.yaml 

# テストデータ投入(初回のみ)
go run tool/post.go 20

想定する使い方

# 結果を見る
curl http://localhost:8081/?lt=35.6949464269382,139.7493553161621&rt=35.688299,139.759852&rb=35.676834,139.758911&lb=35.682482,139.745092&lv=16

lt(left-top),rt,rb,lb にモバイル画面の四隅の緯度経度をカンマ区切りで
lvは検索するquadkeyのレベル。モバイルの場合、地図のzoom level +2 が経験上いい感じ

結果はGeoJsonを返します。それをgeojson.io にコピペした結果が以下です。

いびつな四角: リクエストデータの範囲
格子状の正方形: 検索に使用されたQuadkey範囲
ピン: ヒットしたデータの位置情報

です。いいかんじに検索できてますね。

ポイント

モバイルアプリを想定すると、指定範囲が長方形とは限らない

GoogleMap等だと、画面上が北とはかぎりません。
そう、 自分が向いてる方を画面上にする モードとか、 Google Earthみたいな斜め上から見た画面 ね。

それを見越して、四隅の情報をGETパラメータに含むようにしています。
画面上が北だと決め打ちできる場合は、北東と南西の緯度経度だけでも大丈夫でしょう。

指定範囲から検索に使うべきQuadkeyを推定してみよう

func EstimateTiles(r orb.Ring, ilv int) []QuadkeyTile {
    b := r.Bound()
    lv := maptile.Zoom(ilv)
    minTile := maptile.At(b.Min, lv)
    maxTile := maptile.At(b.Max, lv)

    // 指定レベル内でtileがひとつだけ(指定レベルが範囲に対して比較的小さい)場合は
    // 範囲内のタイルを総なめする価値がないのですぐ返す
    if reflect.DeepEqual(minTile, maxTile) {
        return []QuadkeyTile{{Tile: minTile}}
    }

    res := []QuadkeyTile{}
    minX := float64(minTile.X)
    minY := float64(minTile.Y)
    maxX := float64(maxTile.X)
    maxY := float64(maxTile.Y)
    // 範囲内のタイルを総なめしてQuadkey文字列を取り出す
    for x := math.Min(minX, maxX); x <= math.Max(minX, maxX); x++ {
        for y := math.Min(minY, maxY); y <= math.Max(minY, maxY); y++ {
            tile := QuadkeyTile{Tile: maptile.New(uint32(x), uint32(y), lv)}
            // 四隅が指定範囲に含まれているかチェック
            if !tile.IsContained(r) {
                continue
            }
            res = append(res, tile)
        }
    }
    return res
}

github.com/paulmach/orb　で Quadkeyを出力するために必要な maptile.Tile は、所詮地図を区切ってX,Y座標で表現した代物です。
指定範囲がわかれば、 foreach でぐるぐるまわすこともカンタン！

推定したQuadkeyでDatastoreを検索

func fetchTanukis(ctx context.Context, tiles []QuadkeyTile, r orb.Ring) ([]*entity.Tanuki, error) {
    g := goon.FromContext(ctx)
    eg := errgroup.Group{}
    mu := new(sync.Mutex)
    res := []*entity.Tanuki{}
    resMap := map[string]bool{}

    f := func(t QuadkeyTile) func() error {
        return func() error {
            qk1, qk2 := t.FixQuadkey()

            q := datastore.NewQuery(g.Kind(entity.Tanuki{})).
                Filter("Quadkey20 >=", qk1).
                Filter("Quadkey20 <", qk2)
            entities := []*entity.Tanuki{}
            if _, err := g.GetAll(q, &entities); err != nil {
                return err
            }
            mu.Lock()
            defer mu.Unlock()
            for _, e := range entities {
                if resMap[e.ID] {
                    continue
                }
                //指定範囲外のたぬきは結果に含めない
                if !planar.RingContains(r, orb.Point{e.Geo.Lng, e.Geo.Lat}) {
                    continue
                }
                res = append(res, e)
            }
            return nil
        }
    }

    for _, t := range tiles {
        eg.Go(f(t))
    }
    err := eg.Wait()
    return res, err
}
func (t QuadkeyTile) FixQuadkey() (string, string) {
    org := t.QuadkeyString()
    if 20 < len(org) {
        return "", ""
    }
    lv := len(org)
    // Quadkey Query Filter のMax値に利用するため、最後の数字に+1する。
    lastString := org[lv-1 : lv]
    lastInt, _ := strconv.Atoi(lastString)
    lastInt++
    res2 := org[0:lv-1] + strconv.Itoa(lastInt)

    diff := 20 - lv
    for i := 0; i < diff; i++ {
        org += "0"
        res2 += "0"
    }
    return org, res2
}

ポイントは datastore.NewQuery(g.Kind(entity.Tanuki{})).Filter("Quadkey20 >=", qk1).Filter("Quadkey20 <", qk2)。
DatastoreはLike検索はできない。が、前方一致検索だけなら可能なのだ。
これがQuadkeyの検索と相性最高。
あらかじめ必要な限り長いQuadkeyをDBに保存しておき(この例ではlv20)、検索したいQuadkeyのおしりに0を足した上で前方一致検索するのだ！

まとめ

平成狸合戦ぽんぽこはジブリ最高傑作。異論は認める。
GAE/Go + Datastoreだけでも位置情報検索は楽勝で実装できるよ！
Quadkey実装とか無理せず巨人の方に乗ろう！
~~調子に乗ってアドベントカレンダーやるとか言わなきゃよかった~~

たぶん後日改定します。
Happy GeoCoding!