MongoDB 查询一个包含点的多边形

在本文中，我们将介绍如何使用MongoDB进行查询，找出包含给定点的多边形。在地理信息系统中，这样的查询是非常有用的，因为它可以帮助我们确定一个点是否位于一个特定的地理区域内。

MongoDB地理查询

MongoDB是一个流行的文档数据库，提供了强大的地理查询功能。通过使用MongoDB的地理查询操作符，可以在查询中使用特定的地理几何形状，如点、多边形、线等。这些查询操作符在MongoDB中称为地理空间操作符。

在MongoDB中，地理查询需要使用2D或2D球面索引来优化查询性能。索引的创建方法非常简单，只需要将字段设置为地理数据类型，并使用createIndex()函数创建相应的索引。

例如，我们可以创建一个存储地理信息的集合，并在其中插入一些示例数据：

db.places.insertMany([
   {
      name: "Beijing",
      location: { type: "Point", coordinates: [116.4074, 39.9042] }
   },
   {
      name: "Shanghai",
      location: { type: "Point", coordinates: [121.4737, 31.2304] }
   },
   {
      name: "Guangzhou",
      location: { type: "Point", coordinates: [113.2644, 23.1291] }
   },
   {
      name: "Chengdu",
      location: { type: "Point", coordinates: [104.0723, 30.6631] }
   },
   {
      name: "Chongqing",
      location: { type: "Point", coordinates: [106.5516, 29.563] }
   }
]);

在上述示例中，每个文档都包含一个location字段，其中存储了一个点的经纬度信息。

查询包含一个点的多边形

要查询包含一个点的多边形，我们需要使用MongoDB的$geoIntersects操作符。该操作符可以用于查询一个多边形是否与给定的点相交。对于点和多边形的查询，我们需要在查询中指定一个GeoJSON对象。

首先，我们需要构建具有一个或多个点的多边形。例如，我们可以创建一个表示中国边界的多边形：

var polygon = {
   type: "Polygon",
   coordinates: [
      [
         [73.499413, 53.101055],
         [135.055553, 53.101055],
         [135.055553, 18.166431],
         [73.499413, 18.166431],
         [73.499413, 53.101055]
      ]
   ]
};

上述示例中的坐标表示了一个矩形区域，该区域涵盖了中国的边界。

接下来，我们可以使用$geoIntersects操作符来查询包含一个特定点（如北京）的多边形：

db.places.find({
   location: {  $geoIntersects: {$ geometry: polygon } }
});

上述查询将返回一个包含location字段与多边形相交的文档。

更复杂的查询

除了简单的点查询之外，MongoDB还支持其他类型的地理查询，如相交查询、包含查询和邻近查询。使用这些查询操作符，我们可以根据需要灵活地执行地理查询。

例如，我们可以查询与特定多边形相交的所有地点：

var polygon = {
   type: "Polygon",
   coordinates: [
      [
         [115, 25],
         [120, 25],
         [120, 30],
         [115, 30],
         [115, 25]
      ]
   ]
};

db.places.find({
   location: {  $geoIntersects: {$ geometry: polygon } }
});

上述示例将返回那些与给定多边形相交的地点文档。

总结

在本文中，我们介绍了如何使用MongoDB进行地理查询，找出包含给定点的多边形。我们学习了如何创建地理索引，并使用$geoIntersects操作符进行查询。除此之外，我们还了解了其他类型的地理查询，如相交查询、包含查询和邻近查询。地理查询在很多场景下都非常有用，尤其是在需要对地理位置进行查询和分析的应用程序中。MongoDB的地理查询功能为我们提供了有效且简单的工具来处理这些需求。