ST_DWithin 优化多个 SRID

Question

在我的 PostgreSQL 9.3 数据库中，我有一个名为 location 的表，其中包含一个用于存储 POINT 几何的 coordinate 列。这些点是使用 SRID 4326 创建的。在某些情况下，我们将这些坐标 ST_Transform 转换为 SRID 900913 以使用以米为单位的距离对其进行过滤。

例如，要使用 ST_WDithin 查找坐标在给定坐标的 10000 米范围内的所有位置，查询如下所示：

SELECT *
FROM LOCATION 
WHERE ST_DWithin(ST_Transform(location.coordinate, 900913), ST_Transform(ST_GeomFromText('POINT(-74.005941 40.712784)', 4326), 900913), 10000)
ORDER BY ST_Distance_Sphere(location.coordinate, ST_GeomFromText('POINT(-74.005941 40.712784)', 4326))
LIMIT 100

此语句的查询计划如下所示：

Limit  (cost=19207.98..19208.23 rows=100 width=36)
  ->  Sort  (cost=19207.98..19209.81 rows=729 width=36)
        Sort Key: (_st_distance(geography(coordinate), '0101000020E6100000282D5C56618052C0588E90813C5B4440'::geography, 0::double precision, false))
        ->  Seq Scan on location  (cost=0.00..19180.12 rows=729 width=36)
              Filter: ((st_transform(coordinate, 900913) && '010300002031BF0D000100000005000000D42FBDEAFB765FC187C3AD4ED1EB5241D42FBDEAFB765FC187C3AD4E59FF5241D42FBDEA73635FC187C3AD4E59FF5241D42FBDEA73635FC187C3AD4ED1EB5241D42FBDEAFB765FC187C3AD4ED1EB5241'::geometry) AND ('010100002031BF0D00D42FBDEA376D5FC187C3AD4E95F55241'::geometry && st_expand(st_transform(coordinate, 900913), 10000::double precision)) AND _st_dwithin(st_transform(coordinate, 900913), '010100002031BF0D00D42FBDEA376D5FC187C3AD4E95F55241'::geometry, 10000::double precision))

这可行，但速度很慢。所有涉及的坐标都转换为 SRID 900913 以便能够以米为单位工作。通过测试我发现删除ST_Transform 会大大加快这个查询速度。

我还尝试使用 ST_Buffer 创建一个圆形 POLYGON，然后测试 location.coordinate 是否与该多边形相交。为此，我将输入坐标 ST_Transform 转换为 SRID 900913，使用 ST_Buffer 绘制一个半径以米为单位的圆，然后将该多边形 ST_Transform 转换为 SRID 4326，以便与我的位置表中的坐标进行比较。查询如下所示：

SELECT *
FROM LOCATION 
WHERE location.coordinate && ST_Transform(ST_Buffer(ST_Transform(ST_GeomFromText('POINT(-74.005941 40.712784)', 4326), 900913), 10000), 4326))
ORDER BY ST_Distance_Sphere(location.coordinate, ST_GeomFromText('POINT(-74.005941 40.712784)', 4326))
LIMIT 100

在我的测试中，第二个查询的运行速度比第一个要快得多。它甚至比我使用 ST_DWithin 减去 ST_Transform 的查询版本运行得更快。从我读过的所有内容来看，似乎 ST_DWithin 应该是执行此类搜索的最快方法。这个问题的答案表明我应该能够创建一个转换为不同 SRID 的坐标索引：PosgtreSQL Optimize Query with st_transform, st_makepoint, and st_contains

我尝试通过运行：

CREATE INDEX idx_location_coordinate_900913
 ON LOCATION
 USING gist
 (ST_Transform(coordinate, 900913))
 WHERE coordinate IS NOT NULL;

创建此索引后，我在运行原始查询时没有发现速度提升。我发现这个命令非常迅速地成功完成并且重建这个索引发生得非常快，我觉得很奇怪。位置表中有数万行，所以我想创建这个索引将是一个耗时的过程。我是不是创建错了？

在转换我的积分时，我可以做些什么来加快 ST_DWithin 的速度？我的方法是否存在重大缺陷？

编辑：我正在为上面的初始查询添加执行计划。

Answer 1

我建议在 PostgreSQL 中创建一个函数来处理从米到十进制度的转换。通过这样做，您可以避免转换每一行，而是 ST_DWithin 函数在本机投影中工作。

您需要仔细检查数学，我建议将结果与使用 ST_Transform 进行比较，但我很确定这很接近。我使用的函数通常使用英里而不是米，但我快速尝试了添加米的转换。

在函数中，值 3960 是地球直径的估计值，而 1609.34 句柄从英里变为米。我不保证这与 ST_Transform 一样精确或准确，但它的性能应该会更好，因为它不必转换每一行。

CREATE FUNCTION meters_to_decimal_degrees(meters double precision)
RETURNS double precision AS
$BODY$
    SELECT (($1 * 180 * 1609.34) / ( 3960 * pi() ) ) AS decimal_degrees
$BODY$
LANGUAGE sql IMMUTABLE SECURITY DEFINER
;


ALTER FUNCTION public.meters_to_decimal_degrees(double precision) SET search_path=public, pg_temp;

这样，您的查询可以更改为：

SELECT *
    FROM LOCATION 
    WHERE ST_DWithin(location.coordinate, ST_GeomFromText('POINT(-74.005941 40.712784)', 4326), meters_to_decimal_degrees(10000))
    ORDER BY ST_Distance_Sphere(location.coordinate, ST_GeomFromText('POINT(-74.005941 40.712784)', 4326))
    LIMIT 100

希望对您有所帮助。