MongoDB-两多边形的地理空间相交

Question

我们是否可以使用符合以下条件的mongodb地理空间查询来查询和获取位置数据？

• 获取两个框或一般两个多边形之间交集的所有位置。

例如，在下面，我们能在查询输出中只获得那些位于黄色区域内的位置吗？黄色区域实际上是紫色和红色几何对象[多边形]的公共区域？

    db.places.find( {
   loc: { $geoWithin: { $box:  [ [ 0, 0 ], [ 100, 100 ] ] } }
} )

    db.places.find( {
   loc: { $geoWithin: { $box:  [ [ 0, 0 ], [ 100, 100 ] ] } }
} )

    db.places.find( {
   loc: { $geoWithin: { $box:  [ [ 50, 50 ], [ 90, 120 ] ] } }
} )

Answer 1

所以，用一个新的头脑来看待这个问题，答案就在我面前。您已经说明的关键是，您希望在单个响应中找到两个查询的“交集”。

另一种方法是，您希望第一个查询绑定的所有点都是第二个查询的“输入”，依此类推。这本质上是交集所做的，但逻辑实际上是字面上的。

因此，只需使用聚合框架将匹配的查询链接起来即可。对于一个简单的示例，请考虑以下文档：

{ "loc" : { "type" : "Point", "coordinates" : [ 4, 4 ] } }
{ "loc" : { "type" : "Point", "coordinates" : [ 8, 8 ] } }
{ "loc" : { "type" : "Point", "coordinates" : [ 12, 12 ] } }

db.geotest.aggregate([
    { "$match": {
        "loc": {
            "$geoWithin": {
                "$box": [ [0,0], [10,10] ]
            }
        }
    }},
    { "$match": {
        "loc": {
            "$geoWithin": {
                "$box": [ [5,5], [20,20] ]
            }
        }
    }}
])

出于这个原因，我仍然建议您计算发出给MongoDB的查询“外部”的交集边界。尽管由于管道的“链式”性质，聚合框架可以做到这一点，而且产生的交集会越来越小，但最好的性能是一个具有正确边界的查询，它可以使用索引的所有优点。

有各种方法可以实现这一点，但这里有一个使用JSTS库的实现供参考，它是流行的JTS库的JavaScript端口。可能还有其他或其他语言端口，但它有简单的GeoJSON解析和内置的方法，用于获取交集边界：

var async = require('async');
    util = require('util'),
    jsts = require('jsts'),
    mongo = require('mongodb'),
    MongoClient = mongo.MongoClient;

var parser = new jsts.io.GeoJSONParser();

var polys= [
  {
    type: 'Polygon',
    coordinates: [[
      [ 0, 0 ], [ 0, 10 ], [ 10, 10 ], [ 10, 0 ], [ 0, 0 ]
    ]]
  },
  {
    type: 'Polygon',
    coordinates: [[
      [ 5, 5 ], [ 5, 20 ], [ 20, 20 ], [ 20, 5 ], [ 5, 5 ]
    ]]
  }
];

var points = [
  { type: 'Point', coordinates: [ 4, 4 ]  },
  { type: 'Point', coordinates: [ 8, 8 ]  },
  { type: 'Point', coordinates: [ 12, 12 ] }
];

MongoClient.connect('mongodb://localhost/test',function(err,db) {

  db.collection('geotest',function(err,geo) {

    if (err) throw err;

    async.series(
      [
        // Insert some data
        function(callback) {
          var bulk = geo.initializeOrderedBulkOp();
          bulk.find({}).remove();
          async.each(points,function(point,callback) {
            bulk.insert({ "loc": point });
            callback();
          },function(err) {
            bulk.execute(callback);
          });
        },

        // Run each version of the query
        function(callback) {
          async.parallel(
            [
              // Aggregation
              function(callback) {
                var pipeline = [];
                polys.forEach(function(poly) {
                  pipeline.push({
                    "$match": {
                      "loc": {
                        "$geoWithin": {
                          "$geometry": poly
                        }
                      }
                    }
                  });
                });

                geo.aggregate(pipeline,callback);
              },

              // Using external set resolution
              function(callback) {
                var geos = polys.map(function(poly) {
                  return parser.read( poly );
                });

                var bounds = geos[0];

                for ( var x=1; x<geos.length; x++ ) {
                  bounds = bounds.intersection( geos[x] );
                }

                var coords = parser.write( bounds );

                geo.find({
                  "loc": {
                    "$geoWithin": {
                      "$geometry": coords
                    }
                  }
                }).toArray(callback);
              }
            ],
            callback
          );
        }
      ],
      function(err,results) {
        if (err) throw err;
        console.log(
          util.inspect( results.slice(-1), false, 12, true ) );
        db.close();
      }
    );

  });

});

在这里使用完整的GeoJSON“多边形”表示，这将转换为JTS可以理解和使用的内容。实际应用程序可能收到的任何输入都可能是这种格式，而不是应用$box之类的便利。