時(shí)空索引介紹
Lindorm Ganos時(shí)空服務(wù)擴(kuò)展了云原生多模數(shù)據(jù)庫 Lindorm原有的主鍵索引和二級(jí)索引能力來提高時(shí)空查詢速度。時(shí)空查詢是指查詢條件中包含空間列（經(jīng)緯度坐標(biāo)或Geometry類型的列）或者空間和時(shí)間組合列（經(jīng)緯度坐標(biāo)或Geometry類型的列+時(shí)間列）的查詢。本文介紹時(shí)空索引的概念、分類和使用場景。
Z-ORDER索引
在創(chuàng)建主鍵索引或二級(jí)索引時(shí)，通過加入Z-ORDER索引函數(shù)來為空間列或者空間和時(shí)間組合列添加索引。Z-ORDER索引函數(shù)返回一個(gè)編碼值（稱為Z-ORDER編碼或時(shí)空編碼），該編碼值作為主鍵索引或二級(jí)索引的一部分。因此，時(shí)空索引并不是一個(gè)獨(dú)立的索引，而是內(nèi)嵌到Lindorm主鍵索引或二級(jí)索引中來實(shí)現(xiàn)加速時(shí)空查詢的需求。
Z-ORDER函數(shù)索引分類
Z-ORDER主鍵索引
Z-ORDER編碼作為主鍵索引的組成部分，此時(shí)主鍵索引為Z-ORDER主鍵索引。例如：PRIMARY KEY(Z-ORDER(g))。
Z-ORDER二級(jí)索引
Z-ORDER編碼作為二級(jí)索引的組成部分，此時(shí)二級(jí)索引為Z-ORDER二級(jí)索引。例如：Z-ORDER(g)。
創(chuàng)建Z-ORDER索引的方法請(qǐng)參見創(chuàng)建時(shí)空索引。
Z-ORDER函數(shù)說明
Lindorm Ganos根據(jù)Z-ORDER索引函數(shù)的入?yún)⒆詣?dòng)計(jì)算出不同的時(shí)空編碼，Z-ORDER索引函數(shù)的類型和說明如下表。
當(dāng)兩個(gè)空間對(duì)象在位置上足夠相近時(shí)（厘米級(jí)別），Z-ORDER索引函數(shù)生成的時(shí)空編碼可能相同。
類型 | 參數(shù)說明 | 適用場景 |
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| 為點(diǎn)數(shù)據(jù)創(chuàng)建索引，當(dāng)查詢條件包含空間范圍時(shí)，可使用該索引進(jìn)行加速。 |
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| 為點(diǎn)數(shù)據(jù)和時(shí)間創(chuàng)建索引，當(dāng)查詢條件包含時(shí)間范圍和空間范圍時(shí)，可使用該索引進(jìn)行加速。 |
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| 為線或者面數(shù)據(jù)創(chuàng)建索引，當(dāng)查詢條件包含空間范圍時(shí)，可使用該索引進(jìn)行加速。 |
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| 為線數(shù)據(jù)和時(shí)間、面數(shù)據(jù)和時(shí)間創(chuàng)建索引，當(dāng)查詢條件包含時(shí)間范圍和空間范圍時(shí)，可使用該索引進(jìn)行加速。 |
網(wǎng)格二級(jí)索引
僅2.6.5以上版本的寬表引擎支持網(wǎng)格二級(jí)索引功能。
在創(chuàng)建索引時(shí)，如果對(duì)Geometry（目前支持POLYGON、MULTIPOLYGON、LINESTRING、MULTILINESTRING）列使用了S2索引函數(shù)，寬表引擎會(huì)自動(dòng)構(gòu)建網(wǎng)格二級(jí)索引。使用網(wǎng)格二級(jí)索引可以實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)格的過濾和計(jì)算功能。
網(wǎng)格二級(jí)索引根據(jù)Google S2算法，將空間劃分成均勻大小的網(wǎng)格（S2Cell），每個(gè)網(wǎng)格對(duì)應(yīng)一個(gè)唯一ID（S2CellID）。每個(gè)網(wǎng)格都會(huì)與一個(gè)面或多個(gè)面相交，這些相交信息都會(huì)被記錄在索引中。
S2索引函數(shù)說明
語法
輸入幾何對(duì)象和精度，計(jì)算幾何對(duì)象覆蓋到的該精度下的網(wǎng)格，并返回網(wǎng)格ID（S2CellID）的集合。創(chuàng)建網(wǎng)格索引的方法請(qǐng)參見創(chuàng)建時(shí)空索引。
Set<Long> S2(String geomColumnName, int level)參數(shù)說明
參數(shù) | 說明 |
geomColumnName | 面類型（POLYGON或MULTIPOLYGON）或線類型（LINESTRING或MULTILINESTRING）列的列名，該列存儲(chǔ)的空間數(shù)據(jù)坐標(biāo)需為WGS84坐標(biāo)系坐標(biāo)。 重要 僅寬表引擎2.6.7.5及以上版本，支持線類型（LINESTRING或MULTILINESTRING）。如果您的寬表引擎無法通過控制臺(tái)進(jìn)行升級(jí)，請(qǐng)聯(lián)系Lindorm技術(shù)支持（釘釘號(hào)：s0s3eg3）。 |
level | S2網(wǎng)格精度，取值范圍為[1,30]。 |
索引選擇
Z-ORDER索引適用場景
Z-ORDER索引對(duì)空間點(diǎn)類型數(shù)據(jù)有較好的過濾效果，當(dāng)查詢條件涉及到對(duì)空間點(diǎn)位置關(guān)系判斷時(shí)，您可以根據(jù)Z-ORDER函數(shù)的適用場景，選擇適合的函數(shù)創(chuàng)建索引。Z-ORDER函數(shù)的適用場景，請(qǐng)參見Z-ORDER函數(shù)說明。
以下是使用Z-ORDER索引的最佳實(shí)踐場景：
時(shí)空范圍查詢：查詢過去某段時(shí)間內(nèi)車輛在某個(gè)區(qū)域的行駛軌跡。具體實(shí)現(xiàn)，請(qǐng)參見時(shí)空服務(wù)軌跡處理實(shí)測。
周邊查詢：查詢某位置附近一定距離內(nèi)的車輛，返回車輛的實(shí)時(shí)位置。具體實(shí)現(xiàn)，請(qǐng)參見時(shí)空服務(wù)軌跡處理實(shí)測。
軌跡出入統(tǒng)計(jì)：統(tǒng)計(jì)出軌跡點(diǎn)出入某個(gè)區(qū)域的信息，包括：駛?cè)霑r(shí)間、駛出時(shí)間、停留時(shí)長、軌跡數(shù)量等。具體實(shí)現(xiàn)，請(qǐng)參見時(shí)空服務(wù)-軌跡出入點(diǎn)統(tǒng)計(jì)。
同時(shí)，Z-ORDER索引對(duì)線或面類型數(shù)據(jù)也有一定的過濾效果，可以支持簡單的過濾查詢，例如：
對(duì)線類型：查詢某位置附近一定距離內(nèi)的道路，每條道路是一個(gè)LINESTRING或MULTILINESTRING。
對(duì)面類型：查詢落在某個(gè)范圍內(nèi)的商圈，每個(gè)商圈是一個(gè)POLYGON或MULTIPOLYGON。
網(wǎng)格二級(jí)索引適用場景
網(wǎng)格二級(jí)索引較Z-ORDER索引對(duì)線或面有更好的過濾效果。對(duì)于非聚合查詢，使用網(wǎng)格二索引可有效過濾掉與查詢條件不相關(guān)的網(wǎng)格內(nèi)的數(shù)據(jù)，加速查詢，例如：
圍欄監(jiān)測：實(shí)時(shí)查詢軌跡點(diǎn)落在哪些圍欄內(nèi)，可達(dá)到百萬級(jí)圍欄數(shù)據(jù)毫秒級(jí)返回結(jié)果。
周邊查詢：實(shí)時(shí)查詢某位置周邊一定半徑范圍內(nèi)的商區(qū)。
同時(shí)，網(wǎng)格索引可以隨時(shí)更新存儲(chǔ)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，可基于網(wǎng)格進(jìn)行快速聚合統(tǒng)計(jì)，例如：
統(tǒng)計(jì)數(shù)量：以網(wǎng)格為單位統(tǒng)計(jì)商區(qū)數(shù)量、軌跡數(shù)量等。
統(tǒng)計(jì)區(qū)域?qū)傩裕阂跃W(wǎng)格為單位統(tǒng)計(jì)植被覆蓋率、交易量總和等指標(biāo)。