处理地理空间数据

本页内容

概述

存储地理空间数据
GeoJSON
旧坐标对
地理空间索引
2dsphere
2d
地理空间查询
查询运算符
示例
基于邻近度的查询
在范围内查询
其他资源

概述

在本指南中，您可以学习如何处理地理空间数据；数据格式、索引和查询。地理空间数据表示地球表面上的地理位置或欧几里得平面上的数据。

地理空间数据的例子包括

电影院的位置
国家边界
自行车骑行路线
纽约市的狗运动区域
图上的点

存储地理空间数据

在MongoDB中，所有地理空间数据都存储在以下格式之一中

GeoJSON，一种在类似地球的球体上表示地理空间数据的格式。
传统坐标对，一种在欧几里得平面上表示地理空间数据的格式。

GeoJSON

使用GeoJSON存储表示地球类球体上地理空间信息的数据。GeoJSON由一个或多个位置和一个类型组成。

位置

位置表示地球上的一个单独地点，并在代码中以包含以下值的数组形式存在

第一个位置是经度（必需）
第二个位置是纬度（必需）
第三个位置是海拔（可选）

以下是美国纽约市纽约的MongoDB总部的位置

[]float64{-73.986805, 40.7620853}

重要

经度然后是纬度

GeoJSON按照先经度后纬度的顺序排序坐标。这可能会令人惊讶，因为地理坐标系统惯例通常先列出纬度后列出经度。请确保检查您正在使用的任何其他工具的格式。流行的工具，如OpenStreetMap和Google Maps，将坐标先列出纬度后列出经度。

类型

您的GeoJSON对象的类型决定了它所表示的几何形状。几何形状由位置组成。

以下是一些常见的GeoJSON类型以及如何使用位置指定它们

Point：一个单独的位置。以下Point表示MongoDB总部的位置
```
bson.D{
    {"name", "MongoDB HQ"},
    {"location", bson.D{
        {"type", "Point"},
        {"coordinates", []float64{-73.986805, 40.7620853}},
    }},
}
```

LineString：由两个或更多位置组成的数组，形成一个线段序列。一个LineString可以表示路径、路线、边界或任何其他线性地理空间数据。以下LineString表示中国长城的一段:

bson.D{
    {"name", "Great Wall of China"},
    {"location", bson.D{
        {"type", "LineString"},
        {"coordinates", [][]float64{
            {116.572, 40.430},
            {116.570, 40.434},
            {116.567, 40.436},
            {116.566, 40.441},
        }}},
    },
}

多边形：一个位置数组，其中第一个和最后一个位置相同，并包围一些空间。以下 多边形 代表梵蒂冈城内的土地：

bson.D{
    {"name", "Vatican City"},
    {"location", bson.D{
        {"type", "Polygon"},
        {"coordinates", [][][]float64{{
            {12.446086, 41.901977},
            {12.457952, 41.901559},
            {12.455375, 41.907351},
            {12.449863, 41.905186},
            {12.446086, 41.901977},
        }}},
    }},
}

要了解您可以在 MongoDB 中使用的 GeoJSON 类型，请参阅 GeoJSON 手册条目。

有关 GeoJSON 的确切信息，请参阅官方 IETF 规范。

旧坐标对

使用旧坐标对来存储表示二维欧几里得平面上地理空间信息的数据。

您的字段应包含一个包含两个值的数组，其中第一个代表 x 轴值，第二个代表 y 轴值。

bson.D{{"center", []int16{0, 0}}}

有关旧坐标对的更多信息，请参阅MongoDB服务器手册中的旧坐标对页面。

地理空间索引

要启用对地理空间数据的查询，必须创建与数据格式相对应的索引。以下索引类型支持地理空间查询

2dsphere用于GeoJSON数据
2d用于旧坐标对

2dsphere

要查询存储在GeoJSON格式中的数据，将包含type和coordinates字段的字段添加到2dsphere索引。以下示例在location字段上创建了一个2dsphere索引

indexModel := mongo.IndexModel{
    Keys:    bson.D{{"location", "2dsphere"}},
}
name, err := coll.Indexes().CreateOne(context.TODO(), indexModel)
if err != nil {
    panic(err)
}

2d

要查询以旧坐标对存储的数据，您必须将包含旧坐标对的字段添加到2d索引中。以下示例在coordinates字段上创建了一个2d索引

indexModel := mongo.IndexModel{
    Keys:    bson.D{{"location.coordinates", "2d"}},
}
name, err := coll.Indexes().CreateOne(context.TODO(), indexModel)
if err != nil {
    panic(err)
}

地理空间查询

要执行地理空间查询，创建一个包含字段名和地理空间查询运算符的查询过滤器。您可以指定某些地理空间查询运算符的附加选项，以限制返回的文档。

如果您尚未这样做，您必须创建地理空间索引以启用地理空间查询。

提示

支持的运算符

球形（2dsphere）和平面（2d）索引支持一些查询运算符，但不是全部相同。有关运算符及其索引兼容性的完整列表，请参阅地理空间查询的手动条目。

查询运算符

要查询您的地理空间数据，请使用以下查询运算符之一

$near
$geoWithin
$nearSphere
$geoIntersects 需要一个2dsphere索引

当使用$near运算符时，您可以指定以下距离运算符

$minDistance
$maxDistance

当使用$geoWithin运算符时，您可以指定以下形状运算符

$box
$polygon
$center
$centerSphere

有关地理空间查询运算符的更多信息，请参阅地理空间查询的手动条目。

示例

以下示例使用MongoDB Atlas的样本数据集。您可以通过遵循Atlas入门指南将样本数据集加载到MongoDB Atlas的免费层数据库中，或者您可以将样本数据集导入到本地的MongoDB实例中。

示例使用样本数据集中的theaters集合，位于sample_mflix数据库中。该theaters集合在location.geo字段上有一个2dsphere索引。

基于邻近性查询

以下示例查询距离纽约市纽约 MongoDB 总部 1000 米内的具有 location.geo 字段的文档。它按从近到远的顺序返回文档。

mongoDBHQ := bson.D{{"type", "Point"}, {"coordinates", []float64{-73.986805, 40.7620853}}}
filter := bson.D{
    {"location.geo", bson.D{
        {"$near", bson.D{
            {"$geometry", mongoDBHQ},
            {"$maxDistance", 1000},
        }},
    }},
}
var places []bson.D
output, err := coll.Find(context.TODO(), filter)
if err = output.All(context.TODO(), &places); err != nil {
    panic(err)
}
for _, place := range places {
            res, _ := bson.MarshalExtJSON(place, false, false)
            fmt.Println(string(res))
    }

{"_id":{...},"theaterId":1908,"location":{"address":{...},"geo":{"type":"Point","coordinates":[-73.983487,40.76078]}}}
{"_id":{...},"theaterId":1448,"location":{"address":{...},"geo":{"type":"Point","coordinates":[-73.982094,40.769882]}}}

在范围内查询

以下示例查询位于纽约市纽约MongoDB总部2000米至3000米范围内的具有location.geo字段的文档。结果按距离最近到最远排序。

mongoDBHQ := bson.D{{"type", "Point"}, {"coordinates", []float64{-73.986805, 40.7620853}}}
    filter := bson.D{
            {"location.geo",
                    bson.D{
                            {"$nearSphere", bson.D{
                                    {"$geometry", mongoDBHQ},
                                    {"$minDistance", 2000},
                                    {"$maxDistance", 3000},
                            }},
                    }},
    }
    var places []bson.D
    output, err := coll.Find(context.TODO(), filter)
    if err = output.All(context.TODO(), &places); err != nil {
            panic(err)
    }
    for _, place := range places {
            res, _ := bson.MarshalExtJSON(place, false, false)
            fmt.Println(string(res))
    }

{"_id":{...},"theaterId":482,"location":{...},"geo":{"type":"Point","coordinates":[-73.99295,40.74194]}}}

其他资源

有关使用地理空间数据的信息，请参阅地理空间数据手册条目。
有关支持的GeoJSON类型的更多信息，请参阅GeoJSON手册条目。
有关地理空间查询运算符的更多信息，请参阅地理空间查询手册条目。
有关使用Go驱动程序处理索引的更多信息，请参阅索引指南.

使用中的加密

常见问题解答