PostGIS计算点集凹壳结果不准 对比QGIS alpha shapes效果差问题问询

核心原因 #

• PostGIS 3.1.3依赖的GEOS 3.8.1版本中，ST_ConcaveHull的实现逻辑与QGIS的「Concave hull (alpha shapes)」完全不同：前者是基于三角剖分的面积占比优化算法，target_percent参数指凹包面积与凸包面积的比值，数值越低凹包越紧凑；后者是标准Alpha Shapes算法，阈值参数为alpha值的缩放比例，两类参数没有对应关系，不能直接套用QGIS的参数值到PostGIS的ST_ConcaveHull中。
• 旧版本GEOS的ST_ConcaveHull实现对稀疏点云的适配性较差，即便设置极低的target_percent也很难得到贴合点分布的凹包结果。

解决方法 #

方案一：升级依赖使用对齐算法 #

将PostGIS升级至3.3及以上版本，同步升级GEOS至3.10及以上版本，使用新增的ST_AlphaShape函数计算凹壳，该函数的实现逻辑与QGIS的Alpha Shapes完全对齐，参数可直接对应调整，示例SQL如下：

CREATE TABLE public.sam_sm_gridded_seismicity_source_09_m4_alpha_01 AS
SELECT ST_AlphaShape(ST_Collect(geom), 0.1)
FROM ssm_geoms.sam_sm_gridded_seismicity_source_09_m4;

方案二：临时适配现有版本 #

如果暂时无法升级依赖，可尝试调整ST_ConcaveHull的第三个参数为False（返回单一面），再逐步下调target_percent参数测试，但受限于旧版本算法实现，最终效果大概率仍不如Alpha Shapes贴合预期，也可将点集导出到QGIS计算完成后再导入PostGIS使用。

问题相关原始信息 #

执行的SQL查询：

CREATE TABLE public.sam_sm_gridded_seismicity_source_09_m4_0_00001 AS
SELECT ST_ConcaveHull(ST_Collect(geom), 0.00001, True)
FROM ssm_geoms.sam_sm_gridded_seismicity_source_09_m4;

效果对比图：

环境配置：

• POSTGIS="3.1.3 008d2db" [EXTENSION] PGSQL="130" GEOS="3.8.1-CAPI-1.13.3" PROJ="8.0.0" LIBXML="2.9.1" LIBJSON="0.15"
• PostgreSQL 13.4 on x86_64-pc-linux-gnu, compiled by gcc (GCC) 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-44), 64-bit

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user2455068