MongoDB地理空間データモデル（位置情報）

この章では、MongoDBが地理空間データをどのように格納するかについて紹介します。MongoDBの地理空間クエリ機能を活用するためには、まず地理空間データの格納方法を理解する必要があります。

地理空間データは主に点、線、および幾何学的な形状で構成されています。

地図上の1点はその経度と緯度座標で定義されます。複数の点が線を形成し、複数の線がさまざまな形状を形成することができます。

実際のアプリケーションでは、店舗の位置、「現在の場所は？」「学校はどこですか？」などはすべて座標を使用して表されます。キャンパスやショッピングモールの範囲を記述する際には、幾何学的な形状が必要となります。

GeoJSONオブジェクト

MongoDBはGeoJSONオブジェクトを使用して地理空間情報を表現します。

一般的なGeoJSONのタイプには以下があります：

Point - 座標点を表す
LineString - 線を表す
Polygon - 多角形を表す

MongoDBフィールド内でのGeoJSONオブジェクトの格納形式は以下のとおりです：

<field>: { type: <geojson type>, coordinates: <coordinates> }

説明：

- フィールド名
type - GeoJSONのタイプ
coordinates - 座標点の配列。異なるGeoJSONのタイプに応じてフォーマットが異なります。

例：

location: {
      type: "Point",  // 地理空間データのタイプ、この場合、座標点です
      coordinates: [-73.856077, 40.848447] // 経度、緯度
}

説明： locationフィールドは座標点の地理空間データを格納しています。

座標点 (Point)

フォーマット：

{ type: "Point", coordinates: [ 経度, 緯度 ] }

例：

{ type: "Point", coordinates: [ 40, 5 ] }

線 (LineString)

フォーマット：

{ type: "LineString", coordinates: [ 点1, 点2, ...] }

例：

{ type: "LineString", coordinates: [ [ 40, 5 ], [ 41, 6 ] ] }

多角形 (Polygon)

1つまたは複数の線で構成されることができます。フォーマット：

{
  type: "Polygon",
  coordinates: [ 
		線1,
		線2,
		....
	]
}

注意：各線セグメントの開始と終了の座標は同じでなければならず、閉じた形状を形成するためです。

単一の線セグメントから成る形状

{
  type: "Polygon",
  coordinates: [
  		[ [ 0 , 0 ] , [ 3 , 6 ] , [ 6 , 1 ] , [ 0 , 0  ] ] // 線セグメントの座標点、最初と最後の座標が同じであることに注意
	]
}

複数の線セグメントから成る形状

{
  type : "Polygon",
  coordinates : [
     [ [ 0 , 0 ] , [ 3 , 6 ] , [ 6 , 1 ] , [ 0 , 0 ] ], // 線セグメント1
     [ [ 2 , 2 ] , [ 3 , 3 ] , [ 4 , 2 ] , [ 2 , 2 ] ]  // 線セグメント2
  ]
}

地理空間インデックス

MongoDBは2種類の地理空間インデックスをサポートしており、GeoJSONデータのクエリを高速化することができます。

2dsphere

これは球面ジオメトリのインデックスタイプであり、2点間の距離を計算する際、2dsphereは地球を球体として扱います。

2dsphereインデックスを作成する例：

db.collection.createIndex( { location : "2dsphere" } )

locationフィールドにインデックスを作成します。

2d

2Dは平面ジオメトリの一種であり、2点間の距離を地平面上にあるものとして計算します。 2Dインデックスを作成する例：

db.collection.createIndex( { location : "2d" } )