Question

我有+ 10k点（纬度，经度），我正在构建一个应用程序，向您显示距离用户位置最近的k点。

我认为这是一个非常普遍的问题，我不想重新发明轮子。我正在学习四叉树。这似乎是解决这一空间问题的好方法。

我正在使用这些工具：

Python 2.5
MySQL的
MongoDB的

构建Quadtree并不难：http://donar.umiacs.umd.edu/quadtree/points/pointquad.html但是一旦我创建了树并将其保存到db（MySQL或MongoDb），我如何运行查询？

我需要运行这样的查询：

查找距离用户所在位置10公里范围内的所有点。
找到最近的6个（或至少6个）点用户的位置。

这样做的标准和常用方法是什么？

编辑1：

我已经将+ 10k点加载到MongoDB（地理空间索引）中，乍一看它运行正常。无论如何，我发现PostGis：

PostGIS是PostgreSQL对象关系数据库系统的扩展，它允许GIS（地理信息系统）对象存储在数据库中。

所以我想我会试试PostGis。

我也找到了SimpleGeo。您可以在云中存储积分/位置，然后通过API查询它们：https://simplegeo.com/docs/tutorials/python#how-do-radial-nearby-query

Answer 1

MongoDB有support for spatial indexes built-in，所以你需要做的就是使用正确的格式加载你的点，创建空间索引，然后运行你的查询。

举一个简单的例子，我在mongo shell中加载了所有50个状态的中心点：

> db.places.ensureIndex({loc: "2d"})
> db.places.save({name: "AK", loc: {long: -152.2683, lat: 61.3850}})
> db.places.save({name: "AL", loc: {long: -86.8073, lat: 32.7990}})
> db.places.save({name: "AR", loc: {long: -92.3809, lat: 34.9513}})
> db.places.save({name: "AS", loc: {long: -170.7197, lat: 14.2417}})
> ...

接下来，查询距离指定位置最近的6个点：

> db.places.find({loc: { $near: {long: -90, lat: 50}}}).limit(6)
{"name" : "WI", "loc" : { "long" : -89.6385, "lat" : 44.2563 } }
{"name" : "MN", "loc" : { "long" : -93.9196, "lat" : 45.7326 } }
{"name" : "MI", "loc" : { "long" : -84.5603, "lat" : 43.3504 } }
{"name" : "IA", "loc" : { "long" : -93.214, "lat" : 42.0046 } }
{"name" : "IL", "loc" : { "long" : -89.0022, "lat" : 40.3363 } }
{"name" : "ND", "loc" : { "long" : -99.793, "lat" : 47.5362 } }

接下来，查询指定位置10公里范围内的所有点。由于我正在计算最近的状态，我将使用888km（大约8纬度）：

> db.places.find({loc: { $near: {long: -90, lat: 50}, $maxDistance: 8}})
{"name" : "WI", "loc" : { "long" : -89.6385, "lat" : 44.2563 } }
{"name" : "MN", "loc" : { "long" : -93.9196, "lat" : 45.7326 } }

自one degree of latitude is approximately 111.12km以来，您使用$maxDistance: 0.08999代表您的申请10公里。

更新默认情况下，MongoDB采用“理想化的扁平地球模型”，但由于经度线在极点会聚，因此会导致不准确。 MongoDB versions 1.7+ support spherical distance calculations，提供更高的精确度。

以下是使用球形距离运行上述查询的示例。 maxDistance以弧度为单位，因此我们需要除以地球的平均半径：

> db.runCommand({geoNear: "places", near: [-90, 50], spherical: true, 
                 maxDistance: 800/6378});
(summarizing results as they're too verbose to include)
"MN"  dis: 0.087..
"WI"  dis: 0.100..
"ND"  dis: 0.120..

Answer 2

您可能需要查看维基百科中的kdtree条目。当你有两个以上的维度时（不像四叉树），这将非常有用。我建议使用kd-tree，因为该条目具有用于创建和查询树的python代码。

Answer 3

如果您想使用MongoDB，请仔细阅读their docs。默认模型为扁平地球。 假设经度与纬度的长度相同。

我引用：“”“当前的实现假定了一个平坦地球的理想化模型，这意味着纬度（y）和经度（x）的弧度代表了相同的距离。这只适用于它们的赤道。大约等于69英里或111公里。然而，在{x：-74，y：40.74}的10gen办公室，一个弧度经度约为52英里或83公里（纬度不变）。这意味着1英里在北方看起来比距离东边1英里的地方更近。“”“

你需要他们的“新球形模型”。警告：你需要按顺序使用（经度，纬度） - 再次仔细阅读他们的文档。

空间索引/查询（找到k个最近点）

3 个答案: