ST_Distance не использует индекс для пространственного запроса

10

Я не могу заставить PostGIS 2.1 работать на PostgreSQL 9.3.5, чтобы использовать пространственный индекс даже для самых простых запросов. Весь набор данных составляет 8 миллионов точек (население граф сетки здесь) . Таблица создана как

CREATE TABLE points (
    population DOUBLE PRECISION NOT NULL,
    location GEOGRAPHY(4326, POINT) NOT NULL
)
CREATE INDEX points_gix ON points USING GIST(location);

Запросы так же просты, как они получают

SELECT SUM(population)
FROM points
WHERE ST_Distance(
    location,
    ST_GeographyFromText('SRID=4326; POINT(0 0)')
) < 1000

PostgreSQL всегда использует сканирование Seq для этого, я пробовал подмножество с 10000 точками - все еще сканирование Seq. Любые идеи?

postgis postgresql spatial-index st-distance st-dwithin синапс
источник
3
Вы не используете функцию, которая может использовать индекс. Используйте вместо этого st_dwithin. Тогда fuction сначала сделает сканирование индекса.
Никлас Авен
Подумайте о том, что делает ваш запрос - вычислите расстояние от каждой точки таблицы до фиксированной точки - и вы поймете, почему нельзя использовать индекс . Вместо этого используйте оператор, который может использовать индекс, например ST_DWithin
Vince

Ответы:

19

ST_Distance фактически вычисляет расстояние между всеми парами точек, поэтому, как таковой, индекс не может быть использован. Таким образом, ваш запрос выполнит сканирование последовательности, а затем выберет те геометрии, которые меньше указанного вами расстояния. Вы ищете ST_DWithin , который использует индекс.

SELECT SUM(population) FROM points 
WHERE ST_DWithin(location, ST_GeographyFromText('SRID=4326; POINT(0 0)'), 1000);

ST_Distance более полезна для упорядочения результатов, часто в сочетании с ORDER BY и / или LIMIT, которые были получены с запросами, использующими индекс.

Джон Пауэлл
источник
1
Спасибо. Я действительно должен прочитать документы, прежде чем задавать вопросы.
синапс
1
ВОТ ЭТО ДА! БЛАГОДАРЮ ВАС! Вы просто «ускорили» мой медленный запрос, например, в 100 раз и более из-за изменения st_distance на st_dwithin. (Я говорю «ускоренный», потому что этого никогда бы не случилось, если бы я был более осторожен)
Хенди Ираван
1
@HendyIrawan. Добро пожаловать. Это простая ошибка.
Джон Пауэлл
@ JohnPowellakaBarça Я добавил еще одну оптимизацию (хотя и с большими потерями , я добавил ответ для своего случая), но вы действительно указали мне правильное направление, спасибо.
Хенди Ираван
4

Как сказал @ JohnPowellakaBarça, ST_DWithin()это путь, когда вы хотите исправить .

Однако в моем случае мне нужна только приблизительная оценка, поэтому она ST_DWithin()была слишком дорогой (в стоимости запроса) для моих нужд. Я использовал &&и ST_Expand(box2d)(не путайте это с geometryверсией) вместо этого. Пример:

SELECT * FROM profile
  WHERE
    address_point IS NOT NULL AND
    address_point && CAST(ST_Expand(CAST(ST_GeomFromText(:point) AS box2d), 0.5) AS geometry;

Что сразу станет очевидным, так это то, что мы имеем дело с градусами, а не с метрами, и используем ограничивающий прямоугольник вместо круга в сфероиде. В моем случае это сокращается с 24 мс до 2 мс (локально в SSD). Однако для моей производственной базы данных в AWS RDS PostgreSQL с параллельными соединениями и едва ли щедрыми квотами IOPS (100 IOPS) исходный ST_DWithin()запрос тратит слишком много IOPS и может выполняться более 2000 мс и намного хуже при исчерпании квоты IOPS.

Это не для всех, но в случае, если вы можете пожертвовать некоторой точностью ради скорости (или сэкономить IOPS), тогда этот подход может быть для вас. Как видно из приведенных ниже планов запросов, по- ST_DWithinпрежнему требуется пространственный фильтр внутри сканирования кучи растровых изображений в дополнение к повторной проверке Cond, в то время &&как для геометрии блока не требуется фильтр, а используется только повторная проверка Cond.

Я также заметил, что это IS NOT NULLважно, без него у вас останется худший план запроса. Кажется, что индекс GIST не достаточно умен для этого. (конечно, это не нужно, если ваша колонка есть NOT NULL, в моем случае это NULLвозможно)

Таблица строк на 20000, ST_DWithin(geography, geography, 100000, FALSE)в ОЗУ AWS RDS 512 МБ с 300 IOPS:

Aggregate  (cost=4.61..4.62 rows=1 width=8) (actual time=2011.358..2011.358 rows=1 loops=1)
  ->  Bitmap Heap Scan on matchprofile  (cost=2.83..4.61 rows=1 width=0) (actual time=1735.025..2010.635 rows=1974 loops=1)
        Recheck Cond: (((address_point IS NOT NULL) AND (address_point && '0101000020E6100000744694F606E75A40D49AE61DA7A81BC0'::geography)) OR ((hometown_point IS NOT NULL) AND (hometown_point && '0101000020E6100000744694F606E75A40D49AE61DA7A81BC0'::geography)))
        Filter: (((status)::text = 'ACTIVE'::text) AND ((gender)::text = 'MALE'::text) AND (((address_point IS NOT NULL) AND (address_point && '0101000020E6100000744694F606E75A40D49AE61DA7A81BC0'::geography) AND ('0101000020E6100000744694F606E75A40D49AE61DA7A81BC0'::geography && _st_expand(address_point, '100000'::double precision)) AND _st_dwithin(address_point, '0101000020E6100000744694F606E75A40D49AE61DA7A81BC0'::geography, '100000'::double precision, false)) OR ((hometown_point IS NOT NULL) AND (hometown_point && '0101000020E6100000744694F606E75A40D49AE61DA7A81BC0'::geography) AND ('0101000020E6100000744694F606E75A40D49AE61DA7A81BC0'::geography && _st_expand(hometown_point, '100000'::double precision)) AND _st_dwithin(hometown_point, '0101000020E6100000744694F606E75A40D49AE61DA7A81BC0'::geography, '100000'::double precision, false))))
        Rows Removed by Filter: 3323
        Heap Blocks: exact=7014
        ->  BitmapOr  (cost=2.83..2.83 rows=1 width=0) (actual time=1716.425..1716.425 rows=0 loops=1)
              ->  Bitmap Index Scan on ik_matchprofile_address_point  (cost=0.00..1.42 rows=1 width=0) (actual time=1167.698..1167.698 rows=16086 loops=1)
                    Index Cond: ((address_point IS NOT NULL) AND (address_point && '0101000020E6100000744694F606E75A40D49AE61DA7A81BC0'::geography))
              ->  Bitmap Index Scan on ik_matchprofile_hometown_point  (cost=0.00..1.42 rows=1 width=0) (actual time=548.723..548.723 rows=7846 loops=1)
                    Index Cond: ((hometown_point IS NOT NULL) AND (hometown_point && '0101000020E6100000744694F606E75A40D49AE61DA7A81BC0'::geography))
Planning time: 47.366 ms
Execution time: 2011.429 ms

20000 строк таблицы &&и ST_Expand(box2d)512 МБ ОЗУ AWS RDS с 300 IOPS:

Aggregate  (cost=3.85..3.86 rows=1 width=8) (actual time=584.346..584.346 rows=1 loops=1)
  ->  Bitmap Heap Scan on matchprofile  (cost=2.83..3.85 rows=1 width=0) (actual time=555.048..584.083 rows=1154 loops=1)
        Recheck Cond: (((address_point IS NOT NULL) AND (address_point && '0103000020E61000000100000005000000744694F606C75A40D49AE61DA7A81DC0744694F606C75A40D49AE61DA7A819C0744694F606075B40D49AE61DA7A819C0744694F606075B40D49AE61DA7A81DC0744694F606C75A40D49AE61DA7A81DC0'::geography)) OR ((hometown_point IS NOT NULL) AND (hometown_point && '0103000020E61000000100000005000000744694F606C75A40D49AE61DA7A81DC0744694F606C75A40D49AE61DA7A819C0744694F606075B40D49AE61DA7A819C0744694F606075B40D49AE61DA7A81DC0744694F606C75A40D49AE61DA7A81DC0'::geography)))
        Filter: (((status)::text = 'ACTIVE'::text) AND ((gender)::text = 'MALE'::text))
        Rows Removed by Filter: 555
        Heap Blocks: exact=3812
        ->  BitmapOr  (cost=2.83..2.83 rows=1 width=0) (actual time=553.091..553.091 rows=0 loops=1)
              ->  Bitmap Index Scan on ik_matchprofile_address_point  (cost=0.00..1.42 rows=1 width=0) (actual time=413.074..413.074 rows=4850 loops=1)
                    Index Cond: ((address_point IS NOT NULL) AND (address_point && '0103000020E61000000100000005000000744694F606C75A40D49AE61DA7A81DC0744694F606C75A40D49AE61DA7A819C0744694F606075B40D49AE61DA7A819C0744694F606075B40D49AE61DA7A81DC0744694F606C75A40D49AE61DA7A81DC0'::geography))
              ->  Bitmap Index Scan on ik_matchprofile_hometown_point  (cost=0.00..1.42 rows=1 width=0) (actual time=140.014..140.014 rows=3100 loops=1)
                    Index Cond: ((hometown_point IS NOT NULL) AND (hometown_point && '0103000020E61000000100000005000000744694F606C75A40D49AE61DA7A81DC0744694F606C75A40D49AE61DA7A819C0744694F606075B40D49AE61DA7A819C0744694F606075B40D49AE61DA7A81DC0744694F606C75A40D49AE61DA7A81DC0'::geography))
Planning time: 0.673 ms
Execution time: 584.386 ms

Опять с более простым запросом:

Таблица строк на 20000, ST_DWithin(geography, geography, 100000, FALSE)в ОЗУ AWS RDS 512 МБ с 300 IOPS:

Aggregate  (cost=4.60..4.61 rows=1 width=8) (actual time=36.448..36.448 rows=1 loops=1)
  ->  Bitmap Heap Scan on matchprofile  (cost=2.83..4.60 rows=1 width=0) (actual time=7.694..35.545 rows=2982 loops=1)
        Recheck Cond: (((address_point IS NOT NULL) AND (address_point && '0101000020E6100000744694F606E75A40D49AE61DA7A81BC0'::geography)) OR ((hometown_point IS NOT NULL) AND (hometown_point && '0101000020E6100000744694F606E75A40D49AE61DA7A81BC0'::geography)))
        Filter: (((address_point IS NOT NULL) AND (address_point && '0101000020E6100000744694F606E75A40D49AE61DA7A81BC0'::geography) AND ('0101000020E6100000744694F606E75A40D49AE61DA7A81BC0'::geography && _st_expand(address_point, '100000'::double precision)) AND _st_dwithin(address_point, '0101000020E6100000744694F606E75A40D49AE61DA7A81BC0'::geography, '100000'::double precision, true)) OR ((hometown_point IS NOT NULL) AND (hometown_point && '0101000020E6100000744694F606E75A40D49AE61DA7A81BC0'::geography) AND ('0101000020E6100000744694F606E75A40D49AE61DA7A81BC0'::geography && _st_expand(hometown_point, '100000'::double precision)) AND _st_dwithin(hometown_point, '0101000020E6100000744694F606E75A40D49AE61DA7A81BC0'::geography, '100000'::double precision, true)))
        Rows Removed by Filter: 2322
        Heap Blocks: exact=2947
        ->  BitmapOr  (cost=2.83..2.83 rows=1 width=0) (actual time=7.197..7.197 rows=0 loops=1)
              ->  Bitmap Index Scan on ik_matchprofile_address_point  (cost=0.00..1.41 rows=1 width=0) (actual time=5.265..5.265 rows=5680 loops=1)
                    Index Cond: ((address_point IS NOT NULL) AND (address_point && '0101000020E6100000744694F606E75A40D49AE61DA7A81BC0'::geography))
              ->  Bitmap Index Scan on ik_matchprofile_hometown_point  (cost=0.00..1.41 rows=1 width=0) (actual time=1.930..1.930 rows=2743 loops=1)
                    Index Cond: ((hometown_point IS NOT NULL) AND (hometown_point && '0101000020E6100000744694F606E75A40D49AE61DA7A81BC0'::geography))
Planning time: 0.479 ms
Execution time: 36.512 ms

20000 строк таблицы &&и ST_Expand(box2d)512 МБ ОЗУ AWS RDS с 300 IOPS:

Aggregate  (cost=3.84..3.85 rows=1 width=8) (actual time=6.263..6.264 rows=1 loops=1)
  ->  Bitmap Heap Scan on matchprofile  (cost=2.83..3.84 rows=1 width=0) (actual time=4.295..5.864 rows=1711 loops=1)
        Recheck Cond: (((address_point IS NOT NULL) AND (address_point && '0103000020E61000000100000005000000744694F606C75A40D49AE61DA7A81DC0744694F606C75A40D49AE61DA7A819C0744694F606075B40D49AE61DA7A819C0744694F606075B40D49AE61DA7A81DC0744694F606C75A40D49AE61DA7A81DC0'::geography)) OR ((hometown_point IS NOT NULL) AND (hometown_point && '0103000020E61000000100000005000000744694F606C75A40D49AE61DA7A81DC0744694F606C75A40D49AE61DA7A819C0744694F606075B40D49AE61DA7A819C0744694F606075B40D49AE61DA7A81DC0744694F606C75A40D49AE61DA7A81DC0'::geography)))
        Heap Blocks: exact=1419
        ->  BitmapOr  (cost=2.83..2.83 rows=1 width=0) (actual time=4.122..4.122 rows=0 loops=1)
              ->  Bitmap Index Scan on ik_matchprofile_address_point  (cost=0.00..1.41 rows=1 width=0) (actual time=3.018..3.018 rows=1693 loops=1)
                    Index Cond: ((address_point IS NOT NULL) AND (address_point && '0103000020E61000000100000005000000744694F606C75A40D49AE61DA7A81DC0744694F606C75A40D49AE61DA7A819C0744694F606075B40D49AE61DA7A819C0744694F606075B40D49AE61DA7A81DC0744694F606C75A40D49AE61DA7A81DC0'::geography))
              ->  Bitmap Index Scan on ik_matchprofile_hometown_point  (cost=0.00..1.41 rows=1 width=0) (actual time=1.102..1.102 rows=980 loops=1)
                    Index Cond: ((hometown_point IS NOT NULL) AND (hometown_point && '0103000020E61000000100000005000000744694F606C75A40D49AE61DA7A81DC0744694F606C75A40D49AE61DA7A819C0744694F606075B40D49AE61DA7A819C0744694F606075B40D49AE61DA7A81DC0744694F606C75A40D49AE61DA7A81DC0'::geography))
Planning time: 0.399 ms
Execution time: 6.306 ms
Хенди ираван
источник
1
Хорошо пишите и интересно.
Джон Пауэлл