feat(지형표본): 344-1 지형 격자 표본기 짝 — TS heightAt(쌍선형 · 축 이진 탐색 · 네 칸 유효) · 서버 표본기 메모리 기억(경로 · mtime · 크기) · 격자 이진 꼴 · 거울 시험(서버와 차 0)

Co-Authored-By: Claude Opus 5.5 <noreply@anthropic.com>
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common_util/common_util_surface_sampler.py

@@ -8,10 +8,16 @@ DTM valid_mask를 footprint로 결합해 데이터가 없는 영역을 임의
 B05 종횡단 전용이었으나 B04 배수유역 세부 설계도 같은 표고면을 써야 해서
 common_util로 옮겼다 — 두 화면의 종단 Z가 갈라지면 세부유역 경계가 달라진다
 (2026-08-01 구조 개편).
+
+⚠ 파이썬·TS 짝 — `DtmGridSampler.sample_xy` ↔ `common_util_surface_sampler.ts` `heightAt`
+(격자 = `dtm_grid_bytes` 꼴 · 쌍선형 · 네 칸 유효). 한쪽을 고치면 다른 쪽도 고치고 거울 시험
+`resources/tester/test_344_1_surface_sampler_mirror.py` 를 돌림.
 """
 
+import os
 from collections.abc import Callable
 from dataclasses import dataclass
+from functools import lru_cache
 from pathlib import Path
 from typing import Literal, Protocol, get_args
 
@@ -89,6 +95,12 @@ class DtmGridSampler:
         with np.load(Path(path), allow_pickle=False) as data:
             return cls(data["x"], data["y"], data["z"], data["valid_mask"])
 
+    @classmethod
+    def open_cached(cls, path: Path | str) -> "DtmGridSampler":
+        """`from_npz` 를 프로세스 메모리에 기억 — 열쇠 = 경로 · 수정시각 · 크기."""
+        stat = os.stat(path)
+        return _open_dtm(str(Path(path).resolve()), stat.st_mtime_ns, stat.st_size)
+
     def sample_xy(self, xy: np.ndarray) -> tuple[np.ndarray, np.ndarray]:
         xy = np.asarray(xy, dtype=np.float64)
         if xy.ndim != 2 or xy.shape[1] != 2:
@@ -116,6 +128,53 @@ class DtmGridSampler:
         return z, valid
 
 
+# ponytail: 지표면 4벌(sheet 격자 한 벌 약 17 MB) — 서버 프로세스 하나 전제 · 늘면 maxsize 를 셈.
+@lru_cache(maxsize=4)
+def _open_dtm(path: str, _mtime_ns: int, _size: int) -> DtmGridSampler:
+    return DtmGridSampler.from_npz(path)
+
+
+#: 브라우저로 보내는 격자 꼴(`dtm_grid_bytes`) 머리 — TS `parseDtmGrid` 가 같은 값을 봄.
+GRID_MAGIC = b"AGRD"
+GRID_VERSION = 1
+
+
+def dtm_grid_bytes(path: Path | str) -> bytes:
+    """DTM 격자를 브라우저 표본기(TS 짝)용 원시 이진으로 — 값을 하나도 바꾸지 않음.
+
+    꼴(little endian): `AGRD` · u32 판 · u32 nx · u32 ny · u32 z 바이트(4 | 8) · u32 0 ·
+    f64 x[nx] · f64 y[ny] · z[ny × nx](행 = y) · 유효 비트(행 우선 · 낮은 비트 먼저).
+    축 · 행렬은 `DtmGridSampler` 가 오름차순으로 맞춘 그대로 — 서버 표본과 같은 칸을 봄.
+    """
+    grid = DtmGridSampler.open_cached(path)
+    with np.load(Path(path), allow_pickle=False) as data:
+        z_dtype = np.dtype("<f4") if data["z"].dtype == np.float32 else np.dtype("<f8")
+    head = np.array(
+        [GRID_VERSION, len(grid.x), len(grid.y), z_dtype.itemsize, 0], dtype="<u4"
+    ).tobytes()
+    return b"".join(
+        [
+            GRID_MAGIC,
+            head,
+            grid.x.astype("<f8").tobytes(),
+            grid.y.astype("<f8").tobytes(),
+            grid.z.astype(z_dtype).tobytes(),
+            np.packbits(grid.valid_mask.reshape(-1), bitorder="little").tobytes(),
+        ]
+    )
+
+
+def dtm_grid_file(npz_path: Path | str) -> Path:
+    """`dtm_grid_bytes` 저장본(npz 곁 `<이름>_grid.bin`) — 없거나 npz 보다 옛것이면 새로 씀."""
+    npz_path = Path(npz_path)
+    target = npz_path.with_name(f"{npz_path.stem}_grid.bin")
+    if not target.is_file() or target.stat().st_mtime_ns < npz_path.stat().st_mtime_ns:
+        temporary = target.with_name(f"{target.name}.{os.getpid()}.tmp")
+        temporary.write_bytes(dtm_grid_bytes(npz_path))
+        os.replace(temporary, target)
+    return target
+
+
 @dataclass
 class CallableSurfaceSampler:
     """테스트와 어댑터에 사용할 함수 기반 sampler."""
@@ -160,7 +219,7 @@ def build_surface_sampler(
     dtm_path = dtm_smooth if smooth and dtm_smooth.exists() else dtm_original
     if not dtm_path.exists():
         raise FileNotFoundError(f"기준 DTM이 없습니다: {dtm_path.name}")
-    footprint = DtmGridSampler.from_npz(dtm_path)
+    footprint = DtmGridSampler.open_cached(dtm_path)
     if method == "dtm":
         return footprint
 

common_util/common_util_surface_sampler.ts

@@ -0,0 +1,82 @@
+/* =============================================================================
+ * common_util_surface_sampler.ts
+ * 확정 지표면(DTM 격자) 표고를 브라우저에서 바로 읽는다 — 노선을 고치는 동안 서버 왕복 없이.
+ *
+ * ⚠ 파이썬·TS 짝 — `common_util/common_util_surface_sampler.py` 의 `DtmGridSampler.sample_xy`
+ * (scipy `RegularGridInterpolator` linear + 네 칸 유효) · 격자 꼴 = `dtm_grid_bytes`.
+ * 한쪽을 고치면 다른 쪽도 고치고 거울 시험 `resources/tester/test_344_1_surface_sampler_mirror.py`
+ * 를 돌림.
+ *
+ * 칸 폭이 고르지 않음(축이 float32 로 저장돼 0.97~1.09 m) — 「(x − x0) / 1 m」 셈 금지 · 축 배열을
+ * 이진 탐색(`searchsorted(side="right") − 1`)해 서버와 같은 칸을 봄.
+ * ========================================================================== */
+
+/** 오름차순 축 · 행렬 · 유효 비트 — 서버 `dtm_grid_bytes` 를 그대로 푼 것. */
+export interface DtmGrid {
+  x: Float64Array;
+  y: Float64Array;
+  /** 행 = y · 열 = x (`z[iy * nx + ix]`). */
+  z: Float32Array | Float64Array;
+  /** 칸마다 한 비트(행 우선 · 낮은 비트 먼저). */
+  validBits: Uint8Array;
+}
+
+const GRID_MAGIC = "AGRD";
+const GRID_VERSION = 1;
+const HEAD_BYTES = 24;
+
+/** 서버 `dtm_grid_bytes` 이진을 푼다 — 꼴이 다르면 throw. */
+export function parseDtmGrid(buffer: ArrayBuffer): DtmGrid {
+  const magic = String.fromCharCode(...new Uint8Array(buffer, 0, 4));
+  const [version, nx, ny, zBytes] = new Uint32Array(buffer, 4, 4);
+  if (magic !== GRID_MAGIC || version !== GRID_VERSION || (zBytes !== 4 && zBytes !== 8)) {
+    throw new Error("지형 격자 꼴이 다름");
+  }
+  const x = new Float64Array(buffer, HEAD_BYTES, nx);
+  const y = new Float64Array(buffer, HEAD_BYTES + nx * 8, ny);
+  const zStart = HEAD_BYTES + (nx + ny) * 8;
+  const z =
+    zBytes === 4
+      ? new Float32Array(buffer, zStart, nx * ny)
+      : new Float64Array(buffer, zStart, nx * ny);
+  const validBits = new Uint8Array(buffer, zStart + nx * ny * zBytes, Math.ceil((nx * ny) / 8));
+  return { x, y, z, validBits };
+}
+
+/** `np.searchsorted(axis, value, side="right") - 1` — value 이하인 마지막 칸 번호 · 앞이면 −1. */
+function cellIndex(axis: Float64Array, value: number): number {
+  if (!(value >= axis[0])) return -1; // NaN 도 여기(밖)
+  let low = 0;
+  let high = axis.length;
+  while (high - low > 1) {
+    const mid = (low + high) >> 1;
+    if (axis[mid] <= value) low = mid;
+    else high = mid;
+  }
+  return low;
+}
+
+function isValid(grid: DtmGrid, index: number): boolean {
+  return ((grid.validBits[index >> 3] >> (index & 7)) & 1) === 1;
+}
+
+/** (x, y) 표고(m) — 네 칸이 모두 유효할 때만 값 · 밖 · 빈칸 · 마지막 선 위는 NaN(임의 표고로 안 메움).
+ *  식 · 셈 차례 = scipy `evaluate_linear_2d`(같은 IEEE 연산 → 같은 값). */
+export function heightAt(grid: DtmGrid, x: number, y: number): number {
+  const nx = grid.x.length;
+  const ix = cellIndex(grid.x, x);
+  const iy = cellIndex(grid.y, y);
+  if (ix < 0 || iy < 0 || ix >= nx - 1 || iy >= grid.y.length - 1) return NaN;
+  const i00 = iy * nx + ix;
+  const i10 = i00 + nx;
+  if (!isValid(grid, i00) || !isValid(grid, i00 + 1)) return NaN;
+  if (!isValid(grid, i10) || !isValid(grid, i10 + 1)) return NaN;
+  const ty = (y - grid.y[iy]) / (grid.y[iy + 1] - grid.y[iy]);
+  const tx = (x - grid.x[ix]) / (grid.x[ix + 1] - grid.x[ix]);
+  let value = 0.0;
+  value = value + grid.z[i00] * (1 - ty) * (1 - tx);
+  value = value + grid.z[i00 + 1] * (1 - ty) * tx;
+  value = value + grid.z[i10] * ty * (1 - tx);
+  value = value + grid.z[i10 + 1] * ty * tx;
+  return Number.isFinite(value) ? value : NaN;
+}