探索Databases for MongoDB的地理空间搜索功能

MongoDB's地理空间功能可让您高效地执行以地理位置为关键考虑因素的查询。举例来说，想想你的日常生活中有多少与你或他人的位置有关。最近的 Uber 出租车在哪里？最近的中餐馆在哪里？我的哪个朋友现在离我最近？这些都是 Uber、Google搜索和 Whatsapp 等应用程序不断为客户解答的问题。

本教程将指导您完成以下步骤：将伦敦出租车的位置数据导入 Databases for MongoDB 数据库，然后以多种方式查询这些数据。

Databases for MongoDB 是一项付费服务，因此学习本教程将产生费用。

开始之前

在开始之前，请确保您具备以下条件：

一个 IBM Cloud 帐户。
Terraform 用于部署基础架构。

获取 API 密钥，将基础架构部署到您的账户中

按照这些步骤创建 IBM Cloud API 密钥，使 Terraform 能够将基础架构配置到您的账户中。您最多可以创建 20 个 API 密钥。

出于安全原因，API 密钥仅在创建时才可复制或下载。如果 API 密钥丢失，必须创建新的 API 密钥。

克隆项目

通过克隆 Github 公共仓库，获取所需代码的本地副本。请使用以下命令：

git clone https://github.com/IBM/ibm-mongodb-geospatial-queries

向您的账户部署 Databases for MongoDB 实例

在此步骤中，您将部署 Databases for MongoDB 的实例，并获取连接到该实例的关键信息。

导航至克隆项目的 Terraform 文件夹。
```
cd ibm-mongodb-geospatial-queries/terraform
```

在该文件夹中，创建一个名为 terraform.tfvars 的文档，其中包含以下字段：

ibmcloud_api_key = "<your_api_key_from_step_1>"
region = "<the IBM region where you will deploy the MongoDB database>"
admin_password = "<the password of your mongodb admin user>"

terraform.tfvars 文件包含您可能希望保密的变量。

使用以下命令安装基础架构

terraform init
terraform apply --auto-approve

上传出租车数据

上一步产生了访问数据库所需的两个元素：

部署证书（cert）。您需要此证书才能安全地连接到数据库。解码证书，将其保存到项目根目录下的文件中，并将文件名导出为环境变量。您可以在终端上这样做：
```
cd ..
echo "<the_cert_from_the_output>" | base64 --decode > ca.cert
export MONGO_CA_FILE="./ca.cert"
```
访问部署的 url。将该 URL 中的 $PASSWORD 参数替换为 terraform.tfvars 文件中的管理员密码。然后，像这样从终端将其导出为环境变量：
```
export MONGO_URL="<the_url_from_the_output>"
```

您可以上传数据了。 import.js 脚本使用名为 datamaker 的 Node 实用程序，以 taxi.json 文件中指定的格式生成大量随机数据，并将这些数据上传到 MongoDB 中。该格式是标准的 GeoJSON 格式，MongDB 地理空间查询需要使用该格式。

脚本还会在数据的 geometry 字段上创建地理索引，该字段包含每辆车的坐标。在这种情况下，您将创建一个 2dsphere 索引。

要运行脚本，请使用以下命令：

npm install --save  #install all required node packages, including datamaker and mongodb
node import.js

查询数据

您可以使用两个脚本来查询数据：

find_by_point.js- 使用该脚本，您只需向它输入一对纬度/长度，它就会返回离该地点最近的出租车，如下例所示：

node find_by_point.js --longitude="-0.13"  --latitude=50.3

你会得到这样的回复

{
  _id: new ObjectId('66bc7dd80fbd69a0f41c029b'),
  type: 'Feature',
  geometry: { type: 'Point', coordinates: [ -0.1002, 51.3611 ] },
  properties: {
    driver_name: 'Elisabeth Acuna',
    taxi_id: 'ECJK0AG87JB00991',
    vehicle_type: 'van',
    phone_number: '+352-1224-498-598',
    timestamp: '2024-08-14T09:50:16.884Z'
  }
}

您可以选择添加 num_taxis 和 vehicle_type 参数，以获得更多结果，或按汽车类型（如轿车、面包车、七座车、小客车）进行筛选。请参阅以下示例。

node find_by_point.js --longitude="-0.13"  --latitude=50.3 --num_taxis=10 --vehicle_type=minibus

脚本使用 MongoDB 地理空间功能的 $near 运算符。

find_by_bounding_box.js- 使用此脚本，您只需向它输入一个边界框，它就会返回该边界框内的最多五辆出租车，例如下面的示例：
```
node find_by_bounding_box.js --topleftlat=51.5019647 --topleftlong=-0.1494702 --bottomrightlong=-0.1249548 --bottomrightlat=51.4881758
```
您还可以添加 num_taxis 和 vehicle_type 参数。

脚本使用 MongoDB 地理空间功能的 $geoWithin 运算符。

结论和今后的步骤

在本教程中，您使用了 Databases for MongoDB 实例来存储位置是重要因素的数据。这些数据以 GeoJSON 对象的形式存储，这样就可以在 MongoDB 地理空间索引中对数据进行索引。您可以使用这些索引来搜索数据，以获得离给定点或地理边界最近的结果。

您可以在 MongoDB 文档中了解更多地理空间搜索功能。

拆毁基础设施

您的 Databases for MongoDB 会产生费用。完成本教程后，您可以进入项目的 terraform 目录，使用以下命令删除所有基础结构：

terraform destroy