地理空间搜索

本页内容

概述

地球上的坐标
GeoJSON 位置
GeoJSON 类型
索引
二维平面上的坐标
索引
地理空间查询
查询运算符
查询参数
示例
按邻近性查询
在范围内查询

概述

在本指南中，您可以学习如何使用 MongoDB Kotlin 驱动程序搜索 地理空间数据，以及 MongoDB 支持的不同地理空间数据格式。

地理空间数据是表示地球表面地理位置的数据。地理空间数据的示例包括

电影院的位置
国家的边界
自行车骑行路线
纽约市的狗运动区域

地球上的坐标

为了在MongoDB中存储和查询您的地理空间数据，请使用GeoJSON。GeoJSON是由互联网工程任务组（IETF）创建的数据格式。

以下是MongoDB总部在GeoJSON中的位置

"MongoDB Headquarters" : {
   "type": "point",
   "coordinates": [-73.986805, 40.7620853]
}

有关GeoJSON的详细信息，请参阅官方IETF规范.

GeoJSON位置

位置表示地球上单个位置，在代码中以包含两个或三个数值的数组形式存在

第一位置为经度（必需）
第二位置为纬度（必需）
第三位置为海拔（可选）

重要

经度后跟纬度

GeoJSON按照经度优先、纬度第二的顺序排列坐标。这与地理坐标系统惯例通常列出的纬度第一、经度第二的顺序可能不同。请确保检查您正在使用的任何其他工具使用的格式。流行的工具，如OpenStreetMap和Google Maps，按照纬度第一、经度第二的顺序列出坐标。

GeoJSON类型

您的GeoJSON对象类型决定了它的几何形状。几何形状由位置组成。

以下是常见的GeoJSON类型以及如何使用位置指定它们

点：单个位置。这可能代表一个雕塑。
线字符串：两个或更多位置的数组，因此形成了一系列线段。这可能代表中国长城的路线。
多边形：一个位置数组，其中第一个和最后一个位置相同，因此包围一定空间。这可以表示梵蒂冈城内的土地。

要了解您可以在MongoDB中使用哪些形状，请参阅 GeoJSON手册条目。

索引

要查询存储在GeoJSON格式中的数据，将包含GeoJSON数据的字段添加到2dsphere索引中。以下代码示例使用Indexes构建器在location.geo字段上创建一个2dsphere索引。

collection.createIndex((Indexes.geo2dsphere("location.geo")))

有关Indexes构建器的更多信息，请参阅我们的关于Indexes构建器的指南.

二维平面上的坐标

您可以使用二维欧几里得平面上的x和y坐标来存储地理空间数据。我们称二维平面上的坐标为“传统坐标对”。

传统坐标对的结构如下

"<field name>" : [ x, y ]

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

索引

要查询存储为旧坐标对的旧数据，您必须将包含旧坐标对的字段添加到 2d 索引中。以下代码片段使用 Indexes 构建器在 coordinates 字段上创建一个 2d 索引。

collection.createIndex((Indexes.geo2d("coordinates")))

有关 Indexes 构建器的更多信息，请参阅我们的 Indexes 构建器指南。

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。

提示

支持的运算符

球形 (2dsphere) 和平面 (2d) 索引支持一些相同的查询运算符，但不支持所有运算符。有关运算符和它们与索引兼容性的完整列表，请参阅地理空间查询的手动条目。

地理空间查询

地理空间查询由查询运算符和 GeoJSON 形状作为查询参数组成。

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

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

您可以使用 MongoDB Kotlin 驱动程序中的 near()、geoWithin()、nearSphere() 和 geoIntersects() 实用方法在 Filters 构建类中指定这些查询运算符。

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册条目。

有关 Filters 的更多信息，请参阅我们的Filters 构建器指南。

查询参数

要指定用于地理空间查询的形状，请使用 MongoDB Kotlin 驱动程序中的 Position、Point、LineString 和 Polygon 类。

关于MongoDB Kotlin驱动程序中可用的GeoJSON形状的完整列表，请参阅GeoJSON包 API文档。

示例

以下示例使用MongoDB Atlas示例数据集。您可以在我们的快速入门指南中了解如何设置自己的免费层Atlas集群以及如何加载数据集。

示例使用示例数据集中的sample_mflix数据库中的theaters集合。

示例需要以下导入

import com.mongodb.client.model.geojson.Point
import com.mongodb.client.model.geojson.Polygon
import com.mongodb.client.model.geojson.Position
import com.mongodb.client.model.Filters.near
import com.mongodb.client.model.Filters.geoWithin
import com.mongodb.client.model.Projections.fields
import com.mongodb.client.model.Projections.include
import com.mongodb.client.model.Projections.excludeId

使用以下Kotlin数据类对数据进行建模

data class Theater(
    val theaterId: Int,
    val location: Location
) {
    data class Location(
        val address: Address,
        val geo: Point
    ) {
        data class Address(
            val street1: String,
            val street2: String? = null,
            val city: String,
            val state: String,
            val zipcode: String
        )
    }
}

使用以下Kotlin数据类对结果进行建模

data class TheaterResults(
    val location: Location
) {
    data class Location(
        val address: Address
    ) {
        data class Address(
            val city: String
        )
    }
}

theaters集合已在"${Theater::location.name}.${Theater.Location::geo.name}"字段上创建了2dsphere索引。

基于距离查询

要按从近到远的顺序搜索并返回文档，请使用Filters构建类的静态实用方法near()。该方法使用$near查询操作符构建查询。

以下示例查询从中央公园大草坪出发，在10,000米至5,000米范围内的剧院。

val database = client.getDatabase("sample_mflix")
val collection = database.getCollection<TheaterResults>("theaters")
val centralPark = Point(Position(-73.9667, 40.78))
val query = Filters.near(
    "${Theater::location.name}.${Theater.Location::geo.name}", centralPark, 10000.0, 5000.0
)
val projection = Projections.fields(
    Projections.include(
        "${Theater::location.name}.${Theater.Location::address.name}.${Theater.Location.Address::city.name}"),
    Projections.excludeId()
)
val resultsFlow = collection.find(query).projection(projection)
resultsFlow.collect { println(it) }

TheaterResults(location=Location(address=Address(city=Bronx)))
TheaterResults(location=Location(address=Address(city=New York)))
TheaterResults(location=Location(address=Address(city=New York)))
TheaterResults(location=Location(address=Address(city=Long Island City)))
TheaterResults(location=Location(address=Address(city=New York)))
TheaterResults(location=Location(address=Address(city=Secaucus)))
TheaterResults(location=Location(address=Address(city=Jersey City)))
TheaterResults(location=Location(address=Address(city=Elmhurst)))
TheaterResults(location=Location(address=Address(city=Flushing)))
TheaterResults(location=Location(address=Address(city=Flushing)))
TheaterResults(location=Location(address=Address(city=Flushing)))
TheaterResults(location=Location(address=Address(city=Elmhurst)))

提示

有趣的事实

MongoDB使用与GPS卫星相同的参考系统来计算地球上的几何形状。

有关$near运算符的更多信息，请参阅$near的参考文档。

有关过滤器（Filters）的更多信息，请参阅我们的过滤器构建器指南。

查询范围内的数据

要搜索指定形状内的地理空间数据，请使用Filters构建类中的静态实用方法geoWithin()。该geoWithin()方法使用$geoWithin查询运算符构建查询。

以下示例搜索长岛某区域的剧院。

val longIslandTriangle = Polygon(
    listOf(
        Position(-72.0, 40.0),
        Position(-74.0, 41.0),
        Position(-72.0, 39.0),
        Position(-72.0, 40.0)
    )
)
val projection = Projections.fields(
    Projections.include(
        "${Theater::location.name}.${Theater.Location::address.name}.${Theater.Location.Address::city.name}"),
    Projections.excludeId()
)
val geoWithinComparison = Filters.geoWithin(
    "${Theater::location.name}.${Theater.Location::geo.name}", longIslandTriangle
)
val resultsFlow = collection.find<TheaterResults>(geoWithinComparison)
    .projection(projection)
resultsFlow.collect { println(it) }

TheaterResults(location=Location(address=Address(city=Baldwin))))
TheaterResults(location=Location(address=Address(city=Levittown)))
TheaterResults(location=Location(address=Address(city=Westbury)))
TheaterResults(location=Location(address=Address(city=Mount Vernon)))
TheaterResults(location=Location(address=Address(city=Massapequa)))

以下图显示了由longIslandTriangle变量定义的多边形以及代表查询返回的电影院位置的点。

Area of Long Island we are searching for movie theaters

有关$geoWithin运算符的更多信息，请参阅$geoWithin的参考文档。

有关您可以在查询中使用的运算符的更多信息，请参阅MongoDB服务器关于地理空间查询运算符的手册页面。

MongoDB Kotlin驱动程序