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关于postgresql空间分析的性能优化 #156

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各种索引

更新索引: VACUUM public."jibennongtianshuju" 在未建立索引时count函数统计140万永久基本农田数据大概需要12s,建立索引后查询都走了缓存,hit值很高,查询效率明显提高,只需要约140ms。explain下可以明显看到查询走了索引。

GiST 索引

可以理解为建立常规的平衡二叉树,建立的索引会比较精确,几乎精确到了任意一条数据,所以索引的体积会比较大

CREATE INDEX [indexname] ON [tablename] USING GIST ( [geometryfield] );

SP-GiST索引

建立不平衡树结构,包括四叉树等。实际生成过程中索引没有生成成功 CREATE INDEX [indexname] ON [tablename] USING SPGIST ( [geometryfield] );

GIN 索引

适用于一个字段的内容本来为组合式内容,但是要做查询的场景,它的作用机理与mapbox的编码差不多,都是对数据进行拆分,然后对每一个关键字进行单独编码建立索引

BRIN 索引

空间数据里面使用比较合适,它的作用机理由数据的组织方式决定,即前后n条数据如果存储在硬盘的相邻区域就把它做为一个块,如此反复生成很多个小块,加快查询的效率。实际上地理数据生产的时候也是按区域进行数字化的,空间关联度很高所以很适合用这种方式的索引。

CREATE INDEX [indexname] ON [tablename] USING BRIN ( [geometryfield] );

索引比较粗略,只精确到块级,不会到具体的数据,所以索引体积比较小,实际使用中发现索引的查询速度也没有GIST快。猜测在数据量没有到极其巨大的时候它的索引优势并不能体现出来。

ST_Collect合并多个要素时不会检查自相交,ST_Union会做自相交检查,ST_Collect运行效率是ST_Union的近百倍

使用node.js写的查询比数据库管理工具速度要快很多,排查发现是我个人电脑上有这个问题,只要是基于jdbc的查询都要比别人慢4倍,与java和数据库工具都没有关系。

子查询会导致索引不被使用

查询语句前面加上explain analyze可以显示出查询计划和实际查询需要的时间,便于做sql优化,如果查询中启用了索引的也可以看到有使用index的标识

st_isvalid(geom)

判断空间数据是否为正确的2d数据 st_isvalid(geom)='f'的原因,可通过ST_IsValidReason函数查看: select ST_IsValidReason(geom) from public."xianzhuangyongdi" where st_isvalid(geom)='f'; ST_IsValidDetail函数也可以辅助于调试

ST_Normalize、ST_MakeValid函数有助于解决此类问题

ST_Normalize会将一个面的自相交处理一遍,使之不自相交 ST_MakeValid更倾向于把一个自相交的面切分成两个面,似乎无法直接再写入表的本字段,需要进一步测试明确

ST_Boundary ST_Envelope区别

数据库查询缓存

postgresql数据库默认会使用缓存,并且这个缓存功能是无法关闭的,最低只能调到128KB。此时缓存命中率会非常低,对测试结果基本没有影响。

也可以使用pg_dropcache pg数据库插件实现缓存清除,未尝试过

也可以使用以下命令强制清除磁盘上的缓存(未实验过)

service postgresql stop
sync
echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches
service postgresql start

查询空间数据的坐标系: select st_srid(geom) from "DS_YJJBNT";

到底地理坐标数据导入pg后st_area计算面积单位默认是米还是投影坐标计算出的面积默认是米?

在postgis中计算时geometry指投影坐标系,geography指使用地理坐标系

ST_Covers的效率比ST_CoveredBy高,ST_Contains(A,B) = ST_Covers(A, B) = ST_Within(B,A),

参考:

https://postgis.net/docs/reference.html#PostGIS_Types