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地理空间查询

Overview

在本指南中，您可以学习；了解如何使用Scala驾驶员查询地理空间数据。您还可以学习；了解MongoDB支持的不同地理空间数据格式。

地理空间数据表示地球表面的位置。地理空间数据的示例包括：

电影院位置
国家/地区边界
自行车骑行路线
纽约市的狗狗运动区

样本数据

theaterssample_mflix本指南中的示例使用Atlas示例数据集的数据库中的集合。要从Scala应用程序访问权限此集合，请创建一个连接到Atlas 集群的MongoClient，并将以下值分配给 database 和 collection 变量：

val database: MongoDatabase = mongoClient.getDatabase("sample_mflix")
val collection: MongoCollection[Document] = database.getCollection("theaters")

要学习如何创建免费的MongoDB Atlas 集群并加载示例数据集，请参阅MongoDB 入门指南。

地球坐标

要在 MongoDB 中存储和查询地理空间数据，请使用GeoJSON 。 GeoJSON 是由互联网工程任务组 (IETF) 创建的一种数据格式。

以下是 GeoJSON 中 MongoDB 总部的位置：

"location" : {
   "type": "Point",
   "coordinates": [-73.986805, 40.7620853]
}

有关 GeoJSON 的确切信息，请参阅 IETF 官方规范。

GeoJSON 位置

位置表示地球上的单个地点，并以包含两个或三个数值的大量形式给出：

第一个位置的经度（必需）
第二个位置的纬度（必需）
第三个位置的海拔高度（选填）

重要

经度然后纬度

GeoJSON 将坐标排序为经度在前，纬度在后。这可能令人惊讶，因为地理坐标系惯例通常首先列出纬度，然后列出经度。请务必检查您正在使用的其他工具所使用的格式。 OpenStreetMap 和 Google Maps 等流行工具以纬度在前、经度在后的方式列出坐标。

GeoJSON 类型

GeoJSON 对象的类型决定了其几何形状。几何形状由多个位置组成。

下面是一些常见的 GeoJSON 类型以及如何使用位置指定这些类型：

Point：单个位置。这可以表示雕塑的位置。
LineString：两个或多个位置的数组，从而形成一系列线段。这可能代表中国长城的路线。
Polygon：位置数组，其中第一个和最后一个位置相同，并包含一些空格。这可能代表梵蒂冈城内的土地。

要学习；了解有关可在MongoDB中使用的形状的更多信息，请参阅服务器手册中的GeoJSON 。

Index

要创建2dsphere索引，请使用Indexes.geo2dsphere()辅助程序为2dsphere索引创建规范。将规范传递给MongoCollection.createIndex()方法以创建索引。

以下示例在theaters集合中的"location.geo"字段上创建2dsphere索引：

val indexObservable = collection.createIndex(Indexes.geo2dsphere("location.geo"))
Await.result(indexObservable.toFuture(), Duration(10, TimeUnit.SECONDS))

要学习；了解有关Scala驾驶员中索引的更多信息，请参阅“使用索引优化查询”指南。

2D 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。二维平面上的坐标称为传统坐标对。

legacy coordinate pairs 具有以下结构：

{ "location" : [ x, y ] }

该字段值包含一个由两个值组成的大量，其中第一个值表示 x 轴值，第二个值表示 y 轴值。

Index

要查询存储为传统坐标对的数据，必须将包含传统坐标对的字段添加到 2d索引。以下代码段使用 Indexes对象在 coordinates字段上创建 2d索引：

val indexObservable = collection.createIndex(Indexes.geo2d("coordinates"))
Await.result(indexObservable.toFuture(), Duration(10, TimeUnit.SECONDS))

要学习；了解有关Scala驾驶员中索引的更多信息，请参阅“使用索引优化查询”指南。

有关传统坐标对对的更多信息，请参阅服务器手册中地理空间查询指南的传统坐标对部分。

提示

支持的操作符

球面 (2dsphere) 和平面 (2d) 索引支持部分（但不是全部）相同的查询运算符。要查看操作符及其索引兼容性的完整列表，请参阅服务器手册中地理空间查询指南的地理空间查询操作符部分。

地理空间查询

地理空间查询由查询操作符和作为查询参数的 GeoJSON 形状组成。

查询运算符

要查询地理空间数据，请使用以下查询运算符之一：

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

您可以使用 Filters对象的 near()、geoWithin()、nearSphere() 和 geoIntersects() 方法在Scala驾驶员中指定这些查询运算符。

要学习；了解有关地理空间查询运算符的更多信息，请参阅服务器手册中地理空间查询指南的地理空间查询运算符部分。

要查看 Filters 辅助方法的完整列表，请参阅筛选器 API文档。

查询参数

要指定在地理空间查询中使用的形状，请使用Scala驾驶员中的 Position、Point、LineString 和 Polygon 类。

要学习；了解有关GeoJSON形状类的更多信息，请参阅GeoJSON包API文档。

地理空间查询示例

以下示例使用示例数据库中的MongoDB Atlastheaters sample_mflix集合。您可以在Scala驱动程序入门指南中学习；了解如何设立自己的免费套餐Atlas 集群以及如何加载示例数据集。

本节中的示例需要以下导入：

import org.mongodb.scala.*
import org.mongodb.scala.model.Indexes
import org.mongodb.scala.model.Filters
import org.mongodb.scala.model.Projections
import com.mongodb.client.model.geojson.{Point, Polygon, Position}
import java.util.Arrays
import java.util.concurrent.TimeUnit
import scala.concurrent.Await
import scala.concurrent.duration.Duration

theaterscollection已包含location.geo字段上的2dsphere索引。

按距离查询

要按从最近到最远的点搜索并返回文档，请使用 Filters对象的 near() 方法。 near() 方法使用 $near查询运算符构造查询。

以下示例返回距离指定GeoJSON Point实例不超过 1000 米的文档，并从最近到最远排序：

val refPoint = new Point(new Position(-73.986805, 40.7620853))
val findObservable = collection.find(Filters.near("location.geo", refPoint, Some(1000.0), Some(0.0)))
val results = Await.result(findObservable.toFuture(), Duration(10, TimeUnit.SECONDS))

{"_id": {"$oid": "59a47287cfa9a3a73e51e8e2"}, "theaterId": 1908, "location":
{"address": {"street1": "750 Seventh Ave", "city": "New York", "state": "NY",
"zipcode": "10019"}, "geo": {"type": "Point", "coordinates": [-73.983487, 40.76078]}}}
{"_id": {"$oid": "59a47286cfa9a3a73e51e838"}, "theaterId": 1448, "location":
{"address": {"street1": "1880 Broadway", "city": "New York", "state": "NY",
"zipcode": "10023"}, "geo": {"type": "Point", "coordinates": [-73.982094, 40.769882]}}}

提示

MongoDB 使用与 GPS 卫星相同的参考系来计算地球上空的几何形状。

要学习；了解有关 $near操作符的更多信息，请参阅服务器手册中的 $near 参考资料。

在范围内查询

要搜索指定形状内的地理空间数据，请使用 Filters对象的 geoWithin() 方法。 geoWithin() 方法使用 $geoWithin查询运算符构造查询。

以下示例搜索长岛某个地区的电影院。该示例应用投影，以便每个结果仅包含 location.address.city字段，不包括 _id字段：

val longIslandTriangle = new Polygon(Arrays.asList(
    new Position(-72.0, 40.0),
    new Position(-74.0, 41.0),
    new Position(-72.0, 39.0),
    new Position(-72.0, 40.0)
))
val projection = Projections.fields(
    Projections.include("location.address.city"),
    Projections.excludeId()
)
val geoWithinComparison = Filters.geoWithin("location.geo", longIslandTriangle)
val findObservable = collection.find(geoWithinComparison).projection(projection)
val results = Await.result(findObservable.toFuture(), Duration(10, TimeUnit.SECONDS))
results.foreach(doc => println(doc.toJson()))

{"location": {"address": {"city": "Baldwin"}}}
{"location": {"address": {"city": "Levittown"}}}
{"location": {"address": {"city": "Westbury"}}}
{"location": {"address": {"city": "Mount Vernon"}}}
{"location": {"address": {"city": "Massapequa"}}}

下图显示了由 longIslandTriangle 变量定义的多边形以及表示查询返回的电影院位置的点。

要学习；了解有关 $geoWithin操作符的更多信息，请参阅服务器手册中的 $geoWithin 参考资料。