Q3C 环境搭建和基本使用
本文介绍 Q3C 环境搭建和基本使用。
1. Q3C 是什么
GIS 和空间数据库相关教程
建议参考 《空间数据库》课程整理汇总 获得有关 GIS 和空间数据库的相关内容。
Q3C 是由 Sergey Koposov 开发的 PostgreSQL 插件，用于创建空间数据库索引。
PostGIS 可能是 PostgreSQL 生态下最好的空间数据库插件，而 Q3C 则是一个小众的空间数据库，主要由 C 语言编写，提供了基本的创建空间索引和空间查询函数。
为了使用 Q3C，你需要安装一个 PostgreSQL（9.1 或更高）。Q3C 1.4.x 支持 PostgreSQL 9.1 以前的版本，如果需要旧版本支持请使用 1.4.x。
2. 安装 Q3C
本文所使用的 Dockerfile
FROM postgres:14.7-bullseye
WORKDIR /app
RUN echo "deb http://mirrors.aliyun.com/debian/ bullseye main non-free contrib" > /etc/apt/sources.list \
&& echo "deb http://mirrors.aliyun.com/debian-security/ bullseye-security main" >> /etc/apt/sources.list \
&& echo "deb http://mirrors.aliyun.com/debian/ bullseye-updates main non-free contrib" >> /etc/apt/sources.list \
&& echo "deb http://mirrors.aliyun.com/debian/ bullseye-backports main non-free contrib" >> /etc/apt/sources.list \
&& apt update \
&& apt install apt-transport-https ca-certificates -y \
&& apt install git -y \
&& apt install build-essential postgresql-server-dev-14 liblz4-dev libreadline-dev zlib1g-dev -y \
&& git clone https://github.com/segasai/q3c.git \
&& cd q3c \
&& make \
&& make install \
&& cd .. \
&& rm -rf q3c \
&& apt remove build-essential postgresql-server-dev-14 liblz4-dev libreadline-dev zlib1g-dev -y \
&& apt autoremove -y \
&& apt clean
EXPOSE 5432
CMD [ "postgres" ]
测试：
docker build -t q3c:v1 .
docker run -itd \
--name pg_q3c \
-p 5432:5432 \
-e POSTGRES_PASSWORD=password \
-e POSTGRES_USER=postgres \
q3c:v1
下面我们以 PostgreSQL 14.7 示例，我们使用 Docker 创建 PostgreSQL 14.7 环境，如果你已经安装可以跳过 Docker 部分。
docker pull postgres:14.7-bullseye
docker run -itd \
--name pg_q3c \
-p 5432:5432 \
-e POSTGRES_PASSWORD=password \
-e POSTGRES_USER=postgres \
postgres:14.7-bullseye
docker exec -it pg_q3c bash
安装基本工具，确保 apt 可用 HTTPS 通信，如果这一步更新失败或较慢可用更换源：
apt update
apt install apt-transport-https ca-certificates -y
可选 更换源（Debian 11 bullseye，阿里云）：
mv /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list-bak
echo '
deb http://mirrors.aliyun.com/debian/ bullseye main non-free contrib
deb http://mirrors.aliyun.com/debian-security/ bullseye-security main
deb http://mirrors.aliyun.com/debian/ bullseye-updates main non-free contrib
deb http://mirrors.aliyun.com/debian/ bullseye-backports main non-free contrib
' > /etc/apt/sources.list
apt update
下载源代码，并安装编译依赖：
apt install git
git clone https://github.com/segasai/q3c.git
apt install build-essential postgresql-server-dev-14 liblz4-dev libreadline-dev zlib1g-dev -y
编译：
cd q3c
make
make install
这一步如果没有出错安装就完成了。
现在我们检查一下安装效果：
su postgres
cd
psql
然后在 PostgreSQL 提供的命令行界面种操作，创建数据库。
在指定数据库中使用下面的 SQL 来创建插件：
CREATE EXTENSION q3c;
Q3C 常见操作：
-- 在指定数据库中使用 Q3C 插件
CREATE EXTENSION q3c;
-- 查看当前 Q3C 版本
SELECT q3c_version();
-- 修改当前数据库使用的 Q3C 版本
ALTER EXTENSION q3c UPDATE TO 'A.B.C';
-- 查看系统中安装了哪些 Q3C 版本
SELECT * FROM pg_available_extension_versions WHERE name ='q3c';
3. 开始使用
为了开始使用 Q3C 进行搜索和交叉匹配，你应该在你的表中创建索引。
在这个演示中，我们假设你有一个名为 "mytable" 的表，其中有 "ra" 和 "dec" 列（使用度数表示的赤经和赤纬）。
首先，你将需要创建空间索引，使用命令。
CREATE INDEX ON mytable (q3c_ang2ipix(ra, dec));
下一个过程是可选的，但强烈建议：使用新创建的索引对表进行聚簇。聚簇过程是根据 Q3C 空间索引值对磁盘上的数据进行排序的过程，如果你的表非常大，这将确保更快的查询。
如果数据已经以有序的方式摄入数据库（即沿着球形区域），聚簇步骤可以省略（尽管仍然推荐）。如果你的数据集很大，聚簇步骤可能需要一段时间（几个小时）。
CLUSTER mytable_q3c_ang2ipix_idx ON mytable;
另外，你也可以不使用 CLUSTER，而是在建立索引之前自己对表进行重新排序（可能更快）：
CREATE TABLE mytable1 AS SELECT * FROM mytable ORDER BY q3c_ang2ipix(ra, dec);
最后一步是分析你的表：
ANALYZE mytable;
现在你应该能够使用 Q3C 查询了。