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PostGIS ajoute le support d'objets géographique à la base de données PostgreSQL. En effet, PostGIS "spatialise" le serverur PostgreSQL, ce qui permet de l'utiliser comme une base de données SIG.

Maintenu à jour, en fonction de nos disponibilités et des diverses sorties des outils que nous testons, nous vous proposons l'ensemble de nos travaux publiés en langue française.

source: trunk/workshop-foss4g/indexing.rst @ 35

Revision 33, 10.0 KB checked in by djay, 13 years ago (diff)

Traduction partie 14

RevLine 
[1]1.. _indexing:
2
[33]3Partie 14 : les indexes spatiauux
4=================================
[1]5
[33]6Rapellez-vous que les indexes spatiaux est l'une des trois fonctionnalités clées d'une base de données spatiales. Les indexes sont ce qui rend possible l'utilisation de grandes quantités de données dans une base. Sans indexation, chaque recherche d'une entité nécessitera d'accéder séquentiellement à tout les enregistrement de la base de données. L'indexation rend plus rapide les recherche en organisant les données dans des arbre de recherches qui peuvent être parcouru efficacement pour retrouver une entité particuliÚre.
[1]7
[33]8Les indexes spatiauxs ont l'un des plus grands atouts de PostGIS. Dans les exemples précédents, nous construissions nos jointures spatiales en comparant la totalité des tables. Ceci peut s'averrer trÚs coûteux : réaliser la jointure de deux tables de 10000 enrigstrements sans index nécessitera de comparer 100000000 valeurs, avec les indexes le comparaisons requises seront 20000.
[1]9
[33]10Lorsque nous avons chargé la table  ``nyc_census_blocks``, l'outils pgShapeLoader crée automatiquement un indexe spatial appelé ``nyc_census_blocks_the_geom_gist``.
[1]11
[33]12Pour démontrer combien il est important d'indexer ses données pour la performance des requêtes, essayons de requêter notre table ``nyc_census_blocks`` **sans** utiliser notre indexe.
[1]13
[33]14La premiÚre étapt consiste a supprimer l'index.
[1]15
16.. code-block:: sql
17
18  DROP INDEX nyc_census_blocks_the_geom_gist;
19 
20.. note::
21
[33]22   La commande ``DROP INDEX`` supprime un index existant de la base de données. Pour de plus amples informations à ce sujet, consultez la `documentation officielle de PostgreSQL <http://docs.postgresql.fr/9.1/sql-dropindex.html>`_.
[1]23   
[33]24Maintenant, regardons le temps d'exécution dans le coin en bas à droite  de l'interface de requêtage de pgAdmin et lançons la commande suivante. Notre requête recherche les bloques de la rue Broad.
[1]25
26.. code-block:: sql
27
28  SELECT blocks.blkid
29  FROM nyc_census_blocks blocks
30  JOIN nyc_subway_stations subways
31  ON ST_Contains(blocks.the_geom, subways.the_geom)
32  WHERE subways.name = 'Broad St';
33 
34::
35
36       blkid     
37 -----------------
38  360610007003006
39 
[33]40La table ``nyc_census_blocks`` est trÚs petite (seulement quelque millier d'enregistrements) donc même sans l'index, la requête prends **55 ms** sur mon ordinateur de test.
[1]41
[33]42Maintenant remettons en place l'indexe et lançons de nouveau la requête.
[1]43
44.. code-block:: sql
45
46  CREATE INDEX nyc_census_blocks_the_geom_gist ON nyc_census_blocks USING GIST (the_geom);
47
[33]48.. note:: l'utilisation de la clause ``USING GIST`` spécifie à PostgreSQL de créer une structure (GIST) pour cet indexe. Si vous recevez un mesage d'erreur ressemblant à ``ERROR: index row requires 11340 bytes, maximum size is 8191`` lors de la création, cela signifie sans doute que vous avez omis la clause ``USING GIST``.
[1]49
[33]50Sur mon ordinateur de test le temps d'exécution se réduit à **9 ms**. Plus votre table est grande, plus la différence de temps d'exécution pour une requête utilisant les indexes sera augmenté.
[1]51
[33]52Comment les indexes spatiaux fonctionnent
53-----------------------------------------
[1]54
[33]55Les indexes des base de données standards crée un arbre hierarchique basé sur les valeurs de la colonne à indexer. Les indexes spatiaux sont un peu différents - ils ne sont pas capable d'indexer des entité gémétriques elles-même mais indexe leur étendues.
[1]56
57.. image:: ./indexing/bbox.png
58
[33]59Dans la figure ci-dessus, le nombre de lignes qui intersectent l'étoile jaune est *unique*, la ligne rouge. Mais l'étendue des entités qui intersectent la boîte jaune sont *deux*, la boîte rouge et la bleu.
[1]60
[33]61La maniÚre dont les bases de données répondent de maniÚre efficaces à la questions "quelle ligne intersectent l'étoile jaune ?" correspond à d'abort répondre à question ; "quelle étendue intersecte l'étendue jaune" en utilisant les indexes (ce qui est trÚs rapide) puis réalise le calcul exacte de "quelles lignes intersectent l'étoile jaune" **seulement en utilisant les entités retourné par le premier test**.
[1]62
[33]63Pour de grandes tables, il y a un systÚme en "deux étape" d'évaluation en utilisant dans un premier temps l'approximation à l'aide d'indexes, puis en réalisant le test exact sur un quantité bien moins importantes de données ce qui réduit drastiquement le temps de calcul nécessaire à cette deuxiÚme étape.
[1]64
[33]65À la fois PotGIS et Oracle Spatial partage la même notion d'index structuré sous la forme "d'arbres R" [#RTree]_. Les arbres R classent les données sous forme de rectangles, de sous-rectangles etc. Cette structure d'index gÚre automatiquement la densité et la taille des objets.
[1]66
67.. image:: ./indexing/index-01.png
68
[33]69Requête avec seulement des index
70--------------------------------
[1]71
[33]72La plupart des fonctions utilisées par PostGIS (:command:`ST_Contains`, :command:`ST_Intersects`, :command:`ST_DWithin`, etc) prennent en compte les index automatiquement. Mais certaines fonctions (comme par exemple : :command:`ST_Relate`) ne les utilisent pas.
[1]73
[33]74Pour utiliser une recherche par étendue utilisant les indexes (et pas de filtres), vous pouvez utiliser l'opérateur :command:`&&`. Pour les géométries, l'opérateur :command:`&&` signifie "l'étendue recouvre ou touche" de la même maniÚre que l'opérateur :command:`=` sur des entiers signifi que les valeurs sont égales.
[1]75
[33]76Essayons de comparer une requête avec seulement un indexe pour la population du quartier 'West Village'. En utilisant la commande :command:`&&` notre requête ressemble à ce qui suit :
[1]77
78.. code-block:: sql
79
80  SELECT Sum(popn_total)
81  FROM nyc_neighborhoods neighborhoods
82  JOIN nyc_census_blocks blocks
83  ON neighborhoods.the_geom && blocks.the_geom
84  WHERE neighborhoods.name = 'West Village';
85 
86::
87
88  50325
89 
[33]90Maintenant essayons la même requête en utilisant la fonction plus précise :command:`ST_Intersects`.
[1]91
92.. code-block:: sql
93
94  SELECT Sum(popn_total)
95  FROM nyc_neighborhoods neighborhoods
96  JOIN nyc_census_blocks blocks
97  ON ST_Intersects(neighborhoods.the_geom, blocks.the_geom)
98  WHERE neighborhoods.name = 'West Village';
99 
100::
101
102  27141
103
[33]104Un plus faible nombre de résultat ! La premiÚre requête nous renvoit tout les bloques qui intersectent l'étendue du quartier, la seconde nous renvoit seulement les bloques qui intersectent le quartier lui-même.
[1]105
[33]106Analyse
[1]107---------
108
[33]109Le plannificateur de requête de PostgreSQL choisit intelligemment d'utiliser ou non les indexes pour réaliser une requête. Il n'est pas toujours plus rapide d'utiliser un index pour réaliser une recherche : si la recherche doit renvoyer l'ensemble des enregistrements d'une table, parcourir l'index pour récupérer chaque valeur sera plus lent que de parcourir linéairement l'ensemble de la table.
[1]110
[33]111Afin de savoir dans quelle situation il est nécessaire d'utiliser les idexes (lire une petite partie de la table plutÎt qu'une grande partie), PostgreSQL conserve des statistiques relatives à la distribution des données dans chaque colonne indexée. Par défaut, PostgreSQL rassemble les statistiques sur une base réguliÚre. Nénamoins, si vous changez dramatiquement les contenu de vos tables dans une période courte, les statisuqes ne seront alors plus à jour.
[1]112
[33]113Pour vous assurez que les statistiques correspondent bien au contenu de la table actuelle, il est courrant d'utiliser la commande ``ANALYZE`` aprÚs un grand nombre de modifications ou de suppression de vos donnée. Cela force le systÚme de gestion des statistiques à récupérer l'ensemble des données des colonnes indexées.
[1]114
[33]115La commande ``ANALYZE`` demande à PostgreSQL de parcourir la table et de mettre à jour les statistiques utilisées par le plannificateur de requêtes (la plannification des requêtes sera traité utiltérieurement).
[1]116
117.. code-block:: sql
118
119   ANALYZE nyc_census_blocks;
120   
[33]121Néttoyage
[1]122---------
123
[33]124Il est souvent stressant de constater que la simple création d'un indexe n'est pas suffisant pour que PostgreSQL l'utilise efficacement. Le nettoyage doit être réalisé aprÚs qu'un indexe soit créé ou aprÚs un grand nombre de requêtes UDATE, INSERT ou DELETE est été réalisé sur une table. La commande ``VACUUM`` demande à PostgreSQL de récupérer chaque espace non utilisé dans les pages de la table qui sont laissé en l'état lors des requêtes UPDATE ou DELETE à cause du modÚle d'estapillage multi-versions.
[1]125
[33]126Le nettoyage des données est tellement important pour une utilisation efficace du serveur de base de données PostgreSQL qu'il existe maintenant une option "autovacuum".
[1]127
[33]128Activée par défaut, le processus autovacuum à la fois néttoit (récupÚre l'espace libre) et analyse (met à jour les statistiques) de vos tables suivant un interval donnée déterminé par l'activité des bases de données. Bien que cela soit pour les bases de données hautement transactionnelles, il n'est pas supportable de devoir attendre que le processus autovacuum se lance lors de la mise à jour ou la suppression massive de données. Dans ce cas, il faut lancer la commande ``VACUUM`` manuellement.
[1]129
[33]130Le nettoyage et l'analyse de la base de données peut être réalisée séparément si nécessaire. Utiliser la commande ``VACUUM`` ne mettra pas à jour les statistiques alors que lancer la commande ``ANALYZE`` ne récupÚrera pas l'espace libre des lignes d'une table. Chacune de ces commandes peut être lancé sur l'intégralité de la base de données, sur une table ou sur une seule colonne.
[1]131
132.. code-block:: sql
133
134   VACUUM ANALYZE nyc_census_blocks;
135
[33]136Liste des fonctions
137-------------------
[1]138
[33]139`geometry_a && geometry_b <http://postgis.org/docs/ST_Geometry_Overlap.html>`_: retourne TRUE si l'étendue de A cheuvauche celle de B.
[1]140
[33]141`geometry_a = geometry_b <http://postgis.org/docs/ST_Geometry_EQ.html>`_: retourne TRUE si l'étendue de A est la même que celle de B.
[1]142
[33]143`ST_Intersects(geometry_a, geometry_b) <http://postgis.org/docs/ST_Intersects.html>`_: retourne TRUE si l'objet Geometrie/Geography "intersecte spatiallement" - (ont une partie en commun) et FALSE sinon (elles sont dijointes).
[1]144
145.. rubric:: Footnotes
146
147.. [#RTree] http://postgis.org/support/rtree.pdf
148
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.