一、MongoDB 計算距離的優勢

優勢	說明
原生地理空間索引	支持?2dsphere?索引，高效處理地理坐標查詢（毫秒級響應）。
內置地理計算函數	提供?$near、$geoWithin、$geoNear?等操作符，無需手動實現復雜計算。
高性能	基于B樹索引優化，海量數據下仍能快速返回結果（如億級點位數據）。
靈活的數據模型	直接存儲GeoJSON格式坐標，支持點、線、多邊形等復雜地理形狀。
與Spring生態集成	通過Spring Data MongoDB可簡化開發。

二、實現步驟（Spring Boot + MongoDB）

1. 添加依賴

略，可參照前面MongoDB的博客。

2.定義地理位置實體

存儲帶有經緯度的文檔（以“商家”為例）：

import org.springframework.data.mongodb.core.geo.GeoJsonPoint;
import org.springframework.data.mongodb.core.index.GeoSpatialIndexType;
import org.springframework.data.mongodb.core.index.GeoSpatialIndexed;
import org.springframework.data.mongodb.core.mapping.Document;@Document(collection = "places")
@Data
public class Place {private String id;private String name;@GeoSpatialIndexed(type = GeoSpatialIndexType.GEO_2DSPHERE) // 關鍵：創建地理空間索引private GeoJsonPoint location; // 格式: { type: "Point", coordinates: [經度, 緯度] }}

3. 初始化地理空間索引

確保集合已創建?2dsphere?索引（若未自動創建，可手動執行）：

import org.springframework.data.mongodb.core.MongoTemplate;
import org.springframework.data.mongodb.core.index.GeospatialIndex;@PostConstruct
public void initIndex() {mongoTemplate.indexOps(Place.class).ensureIndex(new GeospatialIndex("location"));
}

4. 實現距離查詢

場景1：查詢附近5公里內的商家（按距離排序）

import org.springframework.data.geo.Distance;
import org.springframework.data.geo.Metrics;
import org.springframework.data.geo.Point;
import org.springframework.data.mongodb.core.query.Criteria;
import org.springframework.data.mongodb.core.query.NearQuery;
import org.springframework.data.mongodb.core.query.Query;public List<Place> findNearbyPlaces(double longitude, double latitude, double maxDistanceKm) {Point userLocation = new Point(longitude, latitude);Distance distance = new Distance(maxDistanceKm, Metrics.KILOMETERS);NearQuery nearQuery = NearQuery.near(userLocation).maxDistance(distance).spherical(true); // 使用球面幾何計算return mongoTemplate.find(new Query(Criteria.where("location").nearSphere(userLocation).maxDistance(distance.getNormalizedValue())),Place.class);
}

場景2：查詢多邊形區域內的點位

import org.springframework.data.geo.Polygon;public List<Place> findWithinPolygon(List<Point> polygonPoints) {return mongoTemplate.find(Query.query(Criteria.where("location").within(new Polygon(polygonPoints))),Place.class);
}

三、MongoDB地理查詢原理解析

1. 索引類型

   • 2dsphere：支持球面幾何計算（地球曲率），適合真實地理場景。

   • 2d：平面計算（簡化模型），適用于小范圍地圖（如游戲地圖）。

2. 距離算法
   MongoDB默認使用?Haversine公式?計算球面距離，精度高。

3. 性能對比

   • MySQL：需手動計算?ST_Distance_Sphere，無專用索引，性能隨數據量下降。

   • MongoDB：利用地理索引，查詢時間穩定在毫秒級。

四、注意事項

1. 坐標格式標準化

   • 始終使用?[經度, 緯度]?順序（GeoJSON標準），避免混淆。

   • 示例：new GeoJsonPoint(116.404, 39.915)（北京天安門）。

2. 單位一致性

   • MongoDB默認返回距離單位為米，需在業務層統一轉換（如公里/英里）。

3. 分頁優化

NearQuery.near(userLocation).maxDistance(distance).skip(20) // 跳過前20條.limit(10); // 每頁10條