feat(B04): 등고선 보간 6종을 만들어 화면에서 비교하게 한다

문헌(ANUDEM Hutchinson 1988/89, DEM 보간 비교연구)은 지형에 따라 우열이
갈려 단일 최적해가 없다고 본다. 방식을 하나로 고르지 않고 전부 만들어 두고
사용자가 눈으로 비교해 정하도록 했다(2026-08-30 사용자 지시).

신규 B04_PreProcess_Engine_SheetMethods.py — 거리비례 / TPS(박판, 감쇠
최소곡률 LSMR) / 라플라스 / TIN 선형 / TIN 곡면(Clough-Tocher) / IDW.
방식마다 dtm_sheet_{key}.npz + 프리뷰를 만들어 surface_models에
source_filter=sheet_{key}로 등록하므로 기존 뷰어·등고선·프리뷰 경로가 그대로
돈다. 폐합 링 안쪽 처리는 방식과 무관하게 똑같이 적용한다.

화면: 도엽등고 3D 서피스 컨테이너에 방식 전환 버튼과 '라이다 겹쳐 보기'
토글(반투명 파랑)을 달았다. 라이다는 같은 좌표계라 같은 자리에 겹친다.

실측(c1bb453f, 6종 65s): 평탄 셀 TPS 0.003% / 거리비례 0.014% /
TIN 곡면 0.026% / 라플라스 0.235% / TIN 선형 10.4% / IDW 69.1%.
LAS 대비 노선 |dz| 평균은 2.59~3.00m로 방식 간 차이가 작다.

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co-authored by Claude Opus 5
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+2 -1
View File
@@ -20,6 +20,7 @@ from config.config_db import get_db_pool
from config.config_system import (
AUTO_DESIGN_CHAIN_ENABLED,
SEND_ANALYSIS_COMPLETION_EMAIL,
SHEET_SURFACE_DEFAULT_METHOD,
SURFACE_CONTOUR_INTERVAL_M,
SURFACE_MODEL_PRECOMPUTE,
SURFACE_MODEL_SOURCE_FILTERS,
@@ -146,7 +147,7 @@ async def trigger_wf1_analysis_and_email(
# LAS 없는 설계는 도엽 서피스 모델(sheet/dtm)로 확정한다.
selection = (
{
"source_filter": "sheet",
"source_filter": f"sheet_{SHEET_SURFACE_DEFAULT_METHOD}",
"method": "dtm",
"smooth": False,
"contour_interval_m": SURFACE_CONTOUR_INTERVAL_M,
+5 -6
View File
@@ -237,13 +237,13 @@ def run_surface_analysis(
# 3-4. 도엽등고선 3D 서피스 — LAS가 있어도 참고용으로 같이 만들어 영구저장한다
# (2026-08-30 사용자 확정). 실패해도 분석은 계속한다.
_report(94, "surface_model", "도엽등고선 3D 서피스 생성 중")
sheet_model: dict[str, Any] | None = None
sheet_models: list[dict[str, Any]] = []
try:
from B04_PreProcess.B04_PreProcess_Engine_SheetSurface import (
build_sheet_surface_from_route,
)
sheet_model = build_sheet_surface_from_route(project_root, processed_dir, models_dir)
sheet_models = build_sheet_surface_from_route(project_root, processed_dir, models_dir)
except Exception as exc:
logger.warning("도엽등고선 서피스 생성 실패: %s", exc)
@@ -258,7 +258,7 @@ def run_surface_analysis(
total_points,
ground_summary,
manifest,
sheet_model,
sheet_models,
total_started,
)
@@ -415,7 +415,7 @@ def _collect_analysis_result(
total_points: int,
ground_summary: dict[str, Any],
manifest: dict[str, Any],
sheet_model: dict[str, Any] | None,
sheet_models: list[dict[str, Any]],
total_started: float,
) -> dict[str, Any]:
"""manifest에서 모델 목록을 추려 분석 결과 dict를 조립한다."""
@@ -464,8 +464,7 @@ def _collect_analysis_result(
"layers": layers,
}
)
if sheet_model is not None:
models.append(sheet_model)
models.extend(sheet_models)
logger.info(
"B04 WF1 분석 완료: 모델 %d개, 총 %.1fs", len(models), time.monotonic() - total_started
@@ -0,0 +1,276 @@
"""도엽등고선 → 표고 격자 보간 방식 모음 (비교용).
문헌(Hutchinson 1988/89 ANUDEM; Chaplot 2006; Arun 2013 등)은 지형 복잡도·자료 밀도에
따라 우열이 갈리며 단일 최적해가 없다고 본다. 그래서 방식을 하나로 고르지 않고 여기
모아 두고 B04 화면에서 바꿔 가며 보게 한다(2026-08-30 사용자 지시).
각 builder는 `(spec, burned, features, cell_m) -> (R, C) float32` 격자를 돌려준다.
`burned`는 등고 라인이 구워진 격자(라인 셀 = 표고, 그 외 NaN)다. 폐합 링 안쪽 처리와
프리뷰·저장은 호출측(`_SheetSurface`)이 방식과 무관하게 똑같이 해 준다.
"""
import logging
from typing import Any, Callable
import numpy as np
logger = logging.getLogger(__name__)
# 화면 버튼에 쓰는 이름 — 키는 surface_models.generation_params.source_filter 접미사다.
SHEET_METHOD_LABELS: dict[str, str] = {
"distance": "거리비례",
"biharmonic": "TPS(박판)",
"laplace": "라플라스",
"tin": "TIN 선형",
"clough": "TIN 곡면",
"idw": "IDW",
}
def _laplacian(values: np.ndarray) -> np.ndarray:
padded = np.pad(values, 1, mode="edge")
return (
padded[:-2, 1:-1] + padded[2:, 1:-1] + padded[1:-1, :-2] + padded[1:-1, 2:] - 4.0 * values
)
def _contour_vertices(burned: np.ndarray, spec: Any) -> tuple[np.ndarray, np.ndarray]:
"""등고 라인 셀을 (N,2) 세계좌표와 표고로 바꾼다."""
rows, cols = np.nonzero(np.isfinite(burned))
xs = spec.cell_centers_x()[cols]
ys = spec.cell_centers_y()[rows]
return np.column_stack([xs, ys]), burned[rows, cols].astype(np.float64)
def _grid_points(spec: Any) -> tuple[np.ndarray, np.ndarray]:
grid_x, grid_y = np.meshgrid(spec.cell_centers_x(), spec.cell_centers_y())
return grid_x, grid_y
# ── ① 거리 비례 ──────────────────────────────────────────────────────────────
def build_distance(spec: Any, burned: np.ndarray, features: Any, cell_m: float) -> np.ndarray:
"""가장 가까운 서로 다른 표고 두 라인 사이를 거리 비례로 나눈다.
z = (L1·d2 + L2·d1) / (d1 + d2)
지도 제작의 고전적 손보간을 그대로 옮긴 것이다. 원뿔·능선(z=r) 형상을 정확히
재현하고 계단이 생기지 않는다. 표고별 거리장을 돌며 가장 작은 두 값을 추적하므로
L1≠L2가 보장된다.
"""
from scipy.ndimage import distance_transform_edt
levels = np.unique(burned[np.isfinite(burned)])
if len(levels) < 2:
return np.full(burned.shape, levels[0] if len(levels) else np.nan, dtype=np.float32)
infinity = np.float32(np.inf)
first_d = np.full(burned.shape, infinity, dtype=np.float32)
first_z = np.zeros(burned.shape, dtype=np.float32)
second_d = np.full(burned.shape, infinity, dtype=np.float32)
second_z = np.zeros(burned.shape, dtype=np.float32)
for level in levels:
distance = distance_transform_edt(burned != level, sampling=cell_m).astype(np.float32)
beats_first = distance < first_d
second_d = np.where(beats_first, first_d, second_d)
second_z = np.where(beats_first, first_z, second_z)
first_d = np.where(beats_first, distance, first_d)
first_z = np.where(beats_first, np.float32(level), first_z)
beats_second = ~beats_first & (distance < second_d)
second_d = np.where(beats_second, distance, second_d)
second_z = np.where(beats_second, np.float32(level), second_z)
total = first_d + second_d
usable = np.isfinite(second_d) & (total > 1e-9)
surface = first_z.astype(np.float32)
surface[usable] = (
(
first_z[usable].astype(np.float64) * second_d[usable].astype(np.float64)
+ second_z[usable].astype(np.float64) * first_d[usable].astype(np.float64)
)
/ total[usable].astype(np.float64)
).astype(np.float32)
return surface
def relax_laplace(surface: np.ndarray, fixed: np.ndarray, iterations: int) -> None:
"""등고 라인을 고정한 채 이웃 평균으로 다듬는다 (in-place, red-black 순서)."""
if iterations <= 0:
return
free = ~fixed & np.isfinite(surface)
if not free.any():
return
rows, cols = np.indices(surface.shape)
red = free & (((rows + cols) & 1) == 0)
black = free & ~red
padded = np.zeros((surface.shape[0] + 2, surface.shape[1] + 2), dtype=np.float32)
for _ in range(iterations):
for colour in (red, black):
padded[1:-1, 1:-1] = surface
padded[0, 1:-1] = surface[0]
padded[-1, 1:-1] = surface[-1]
padded[1:-1, 0] = surface[:, 0]
padded[1:-1, -1] = surface[:, -1]
neighbours = (
padded[:-2, 1:-1] + padded[2:, 1:-1] + padded[1:-1, :-2] + padded[1:-1, 2:]
) * np.float32(0.25)
surface[colour] = neighbours[colour]
# ── ② 라플라스(조화) ─────────────────────────────────────────────────────────
def build_laplace(spec: Any, burned: np.ndarray, features: Any, cell_m: float) -> np.ndarray:
"""등고선을 경계값으로 두고 Δz=0을 푼다.
면이 매끈해지지만 z=r(원뿔·능선)은 조화함수가 아니라 마루가 눌린다. 비교 기준으로
남겨 둔다 — ANUDEM이 라플라스 대신 박판 스플라인을 쓰는 이유를 눈으로 보기 위함.
"""
surface = build_distance(spec, burned, features, cell_m)
relax_laplace(surface, np.isfinite(burned), 400)
return surface
# ── ③ 박판 스플라인(중조화) ──────────────────────────────────────────────────
def build_biharmonic(spec: Any, burned: np.ndarray, features: Any, cell_m: float) -> np.ndarray:
"""등고선을 고정하고 Δ²z=0(박판 스플라인)을 켤레기울기법으로 푼다.
ANUDEM/Topo to Raster가 쓰는 박판 스플라인과 같은 연산자다. 라플라스와 달리 z=r을
그대로 통과시켜 능선·마루가 눌리지 않고, 경사가 등고선 너머로 자연스럽게 이어진다.
"""
from scipy.sparse.linalg import LinearOperator, lsmr
guess = build_distance(spec, burned, features, cell_m).astype(np.float64)
# 등고 라인 + **격자 테두리**를 고정한다. 최외곽 등고선 바깥이 통째로 자유면
# 1차함수가 Δ²의 영공간에 남아 해가 하나로 정해지지 않고 켤레기울기가 발산한다
# (2026-08-30 실측: |Δz| 2092m). 테두리는 거리 보간값으로 묶는다.
fixed = np.isfinite(burned)
fixed[0, :] = fixed[-1, :] = True
fixed[:, 0] = fixed[:, -1] = True
free = ~fixed & np.isfinite(guess)
if not free.any():
return guess.astype(np.float32)
index = np.flatnonzero(free.ravel())
base = np.where(fixed, np.nan_to_num(guess), 0.0)
# Δ²z=0을 정규방정식(CG)으로 풀면 조건수가 격자변 4제곱이라 발산한다(실측).
# 대신 **최소곡률** 최소제곱으로 세운다 — 자유 셀에 대해 ‖Δz‖를 최소화하며,
# 그 정상해가 곧 Δ²z=0이다. 조건수가 제곱으로 줄어 LSMR이 안정적으로 푼다
# (Briggs 1974의 최소곡률 격자화와 같은 목적함수).
# 최소곡률만으로는 제약(등고선)에서 먼 영역이 정해지지 않아 해가 폭주한다.
# ANUDEM의 거칠기 벌점과 같은 취지로 감쇠항을 붙여 거리 보간값에 묶어 둔다:
# minimize ‖Δz‖² + λ‖z − 거리보간‖²
# λ가 작을수록 더 매끈하고 클수록 거리 보간에 가깝다.
total_cells = base.size
free_count = len(index)
damping = np.float64(np.sqrt(0.02))
anchor = guess.ravel()[index]
def forward(vector: np.ndarray) -> np.ndarray:
# 반드시 **선형**이어야 한다 — 고정 셀 기여(base)를 여기서 더하면 아핀이 되어
# LSMR의 전제가 깨지고 해가 폭주한다. base 몫은 우변으로만 넘긴다.
scattered = np.zeros_like(base)
scattered.ravel()[index] = vector
return np.concatenate([_laplacian(scattered).ravel(), damping * vector])
def adjoint(vector: np.ndarray) -> np.ndarray:
curvature = _laplacian(vector[:total_cells].reshape(base.shape)).ravel()[index]
return curvature + damping * vector[total_cells:]
rhs = np.concatenate([-_laplacian(base).ravel(), damping * anchor])
linear = LinearOperator(
(total_cells + free_count, free_count),
matvec=forward,
rmatvec=adjoint,
dtype=np.float64,
)
result = lsmr(linear, rhs, x0=anchor, maxiter=400, atol=1e-8, btol=1e-8)
solution, info = result[0], result[1]
surface = base.copy()
surface.ravel()[index] = solution
surface[fixed] = guess[fixed]
# 안전장치 — 발산하면 조용히 틀린 지형을 넘기지 말고 거리 보간으로 되돌린다.
drift = float(np.nanmax(np.abs(surface - guess)))
span = float(np.nanmax(guess) - np.nanmin(guess))
if not np.isfinite(drift) or drift > max(span, 1.0):
logger.warning(
"도엽 서피스(TPS): 해가 발산해(최대 %.1fm) 거리 보간으로 되돌립니다 (info=%s).",
drift,
info,
)
return guess.astype(np.float32)
logger.info("도엽 서피스(TPS): 켤레기울기 수렴 info=%s, 최대 변화 %.2fm", info, drift)
return surface.astype(np.float32)
# ── ④ TIN 선형 / ⑤ TIN 곡면 ─────────────────────────────────────────────────
def _triangulated(
spec: Any, burned: np.ndarray, cell_m: float, smooth: bool, max_points: int = 120_000
) -> np.ndarray:
from scipy.interpolate import CloughTocher2DInterpolator, LinearNDInterpolator
points, values = _contour_vertices(burned, spec)
if len(points) < 3:
return np.full(burned.shape, np.nan, dtype=np.float32)
if len(points) > max_points: # 삼각망 비용은 정점 수에 비례한다
step = int(np.ceil(len(points) / max_points))
points, values = points[::step], values[::step]
factory = CloughTocher2DInterpolator if smooth else LinearNDInterpolator
interpolator = factory(points, values)
grid_x, grid_y = _grid_points(spec)
surface = np.empty(burned.shape, dtype=np.float32)
chunk = max(1, int(4_000_000 // max(spec.n_cols, 1)))
for start in range(0, spec.n_rows, chunk):
stop = min(start + chunk, spec.n_rows)
surface[start:stop] = interpolator(grid_x[start:stop], grid_y[start:stop]).astype(
np.float32
)
return surface
def build_tin(spec: Any, burned: np.ndarray, features: Any, cell_m: float) -> np.ndarray:
"""등고선 정점 Delaunay 삼각망 선형 보간 — 가장 흔한 고전 방식.
같은 표고 정점 3개로 이루어진 평탄 삼각형이 굴곡부·마루에 계단을 만든다. 비교
기준으로 남긴다.
"""
return _triangulated(spec, burned, cell_m, smooth=False)
def build_clough(spec: Any, burned: np.ndarray, features: Any, cell_m: float) -> np.ndarray:
"""같은 삼각망을 C1 곡면(CloughTocher)으로 채운다 — TIN 계단을 곡면으로 눌러 준다."""
return _triangulated(spec, burned, cell_m, smooth=True)
# ── ⑥ IDW ───────────────────────────────────────────────────────────────────
def build_idw(spec: Any, burned: np.ndarray, features: Any, cell_m: float) -> np.ndarray:
"""등고 라인 셀을 표본으로 한 역거리가중(k=12, 거듭제곱 2).
구현이 단순해 널리 쓰이지만 표본이 곧 등고선이라 라인 주변에 표고가 뭉치는
'황소눈' 결함이 잘 드러난다. 비교 기준.
"""
from scipy.spatial import cKDTree
points, values = _contour_vertices(burned, spec)
if len(points) < 2:
return np.full(burned.shape, np.nan, dtype=np.float32)
tree = cKDTree(points)
grid_x, grid_y = _grid_points(spec)
query = np.column_stack([grid_x.ravel(), grid_y.ravel()])
neighbours = min(12, len(points))
distance, index = tree.query(query, k=neighbours, workers=-1)
if neighbours == 1:
distance = distance[:, None]
index = index[:, None]
weight = 1.0 / np.maximum(distance, 1e-6) ** 2
surface = (weight * values[index]).sum(axis=1) / weight.sum(axis=1)
exact = distance[:, 0] < 1e-6
surface[exact] = values[index[exact, 0]]
return surface.reshape(burned.shape).astype(np.float32)
SHEET_METHOD_BUILDERS: dict[str, Callable[[Any, np.ndarray, Any, float], np.ndarray]] = {
"distance": build_distance,
"biharmonic": build_biharmonic,
"laplace": build_laplace,
"tin": build_tin,
"clough": build_clough,
"idw": build_idw,
}
@@ -31,11 +31,15 @@ from B04_PreProcess.B04_PreProcess_Engine_ModelContext import (
grid_vertices,
write_glb,
)
from B04_PreProcess.B04_PreProcess_Engine_SheetMethods import (
SHEET_METHOD_BUILDERS,
SHEET_METHOD_LABELS,
)
from B04_PreProcess.B04_PreProcess_Engine_Watershed_Grid import grid_spec_from_bounds
from config.config_system import (
SHEET_SURFACE_GRID_M,
SHEET_SURFACE_MARGIN_M,
SHEET_SURFACE_RELAX_ITERATIONS,
SHEET_SURFACE_METHODS,
SURFACE_MAX_PREVIEW_VERTICES,
)
@@ -165,106 +169,6 @@ def _rasterize_contour_levels(spec: Any, features: list[dict[str, Any]]) -> np.n
return burned
def _relax_surface(surface: np.ndarray, fixed: np.ndarray, iterations: int) -> None:
"""등고 라인을 고정한 채 이웃 평균으로 표고를 **살짝만** 다듬는다 (in-place).
거리 보간은 두 라인의 굽은 정도가 다르면 능선·계곡 중심축에 각진 자국이 남는다.
이웃 평균 몇 회로 그 자국만 지운다.
**끝까지 수렴시키면 안 된다.** 수렴한 해는 라플라스 방정식의 해(harmonic)인데,
원뿔·능선 형상 z=r은 harmonic이 아니라 biharmonic이라 harmonic 해로 끌고 가면
마루가 눌리고 평탄 셀이 늘어난다. 등고선 DEM의 표준인 ANUDEM/Topo to Raster가
라플라스가 아니라 **thin plate spline(biharmonic)** 을 쓰는 이유가 이것이다
(Hutchinson 1988/89). 거리 보간은 원뿔을 정확히 재현하므로 그것을 바탕으로 두고
다듬기만 한다.
합성 원뿔 검증(2026-08-30): 거리보간만 오차 0.121m·간격 CV 2.18 →
5회 다듬기 0.118m·1.43(개선) → 20회 이상 CV 50↑·평탄 셀 증가(악화).
"""
if iterations <= 0:
return
free = ~fixed & np.isfinite(surface)
if not free.any():
return
# 체커보드(red-black) 순서 — 한 색을 갱신할 때 이웃(다른 색)은 그대로라 제자리
# 갱신이 안전하다. 과완화는 쓰지 않는다(omega=1): 빨리 수렴시킬수록 harmonic 해에
# 가까워져 능선이 눌린다. 여기서 원하는 건 수렴이 아니라 자국 제거다.
omega = np.float32(1.0)
rows, cols = np.indices(surface.shape)
red = free & (((rows + cols) & 1) == 0)
black = free & ~red
padded = np.zeros((surface.shape[0] + 2, surface.shape[1] + 2), dtype=np.float32)
for _ in range(iterations):
for colour in (red, black):
padded[1:-1, 1:-1] = surface
padded[0, 1:-1] = surface[0]
padded[-1, 1:-1] = surface[-1]
padded[1:-1, 0] = surface[:, 0]
padded[1:-1, -1] = surface[:, -1]
neighbours = (
padded[:-2, 1:-1] + padded[2:, 1:-1] + padded[1:-1, :-2] + padded[1:-1, 2:]
) * np.float32(0.25)
surface[colour] += omega * (neighbours[colour] - surface[colour])
logger.info("도엽 서피스: 등고선 고정 완화 %d회 (자유 셀 %d개)", iterations, int(free.sum()))
def _interpolate_between_contours(burned: np.ndarray, cell_m: float) -> np.ndarray:
"""2D 거리 보간 — 셀마다 가장 가까운 서로 다른 표고 두 라인 사이를 선형 보간한다.
등고선 정점 Delaunay TIN은 같은 표고 정점 3개짜리 평탄 삼각형이 계단을 만든다.
여기서는 삼각망을 쓰지 않고, 지도 제작의 표준인 **등고선 사이 비례 보간**을
2D에서 직접 한다(2026-08-30 사용자 지시 — 메시는 맨 마지막):
z = (L1·d2 + L2·d1) / (d1 + d2)
d1·L1 = 가장 가까운 등고 라인까지의 거리·표고, d2·L2 = **표고가 다른 것 중**
가장 가까운 라인. 두 라인 사이에서 z가 거리에 비례해 연속으로 변하므로 계단이
원리적으로 생기지 않는다. 라인 위(d1=0)에서는 그 표고 그대로다.
표고별 거리장을 한 번씩 구하며 **가장 작은 두 값**을 추적한다 — 표고가 서로 다른
것끼리 비교하므로 L1≠L2가 보장된다. (KD-tree로 k개 이웃을 뽑는 방식은 이웃이
전부 같은 라인의 셀이라 다른 표고를 못 찾는다.)
`burned`: 라인 셀 = 표고, 그 외 NaN. 계곡 구조선 앵커도 같은 격자에 구워 두면
같은 규칙으로 제약이 된다.
"""
from scipy.ndimage import distance_transform_edt
levels = np.unique(burned[np.isfinite(burned)])
if len(levels) < 2:
return np.full(burned.shape, levels[0] if len(levels) else np.nan, dtype=np.float32)
infinity = np.float32(np.inf)
first_d = np.full(burned.shape, infinity, dtype=np.float32)
first_z = np.zeros(burned.shape, dtype=np.float32)
second_d = np.full(burned.shape, infinity, dtype=np.float32)
second_z = np.zeros(burned.shape, dtype=np.float32)
for level in levels:
distance = distance_transform_edt(burned != level, sampling=cell_m).astype(np.float32)
beats_first = distance < first_d
# 1등이 2등으로 밀린다.
second_d = np.where(beats_first, first_d, second_d)
second_z = np.where(beats_first, first_z, second_z)
first_d = np.where(beats_first, distance, first_d)
first_z = np.where(beats_first, np.float32(level), first_z)
beats_second = ~beats_first & (distance < second_d)
second_d = np.where(beats_second, distance, second_d)
second_z = np.where(beats_second, np.float32(level), second_z)
total = first_d + second_d
usable = np.isfinite(second_d) & (total > 1e-9)
surface = first_z.astype(np.float32)
surface[usable] = (
(
first_z[usable].astype(np.float64) * second_d[usable].astype(np.float64)
+ second_z[usable].astype(np.float64) * first_d[usable].astype(np.float64)
)
/ total[usable].astype(np.float64)
).astype(np.float32)
logger.info("도엽 서피스: 2D 거리보간 %d셀 (제약 표고 %d단)", surface.size, len(levels))
return surface
def _resolve_enclosed_interiors(
burned: np.ndarray, present: list[float], surface: np.ndarray, cell_m: float, interval_m: float
) -> np.ndarray:
@@ -327,60 +231,25 @@ def _resolve_enclosed_interiors(
return handled
def build_sheet_surface_model(
def _write_method_model(
project_root: Path,
processed_dir: Path,
models_dir: Path,
route_xy: np.ndarray,
epsg: int,
spec: Any,
surface: np.ndarray,
method_key: str,
) -> dict[str, Any] | None:
"""도엽등고선으로 DTM npz·프리뷰 glb를 만들고 surface_models 등록용 dict를 돌려준다.
`route_xy`: (N, 2) 노선 정점 XY(사업지 CRS, m). 실패하면 None — 호출측은
분석을 계속한다(도엽 미확보 지역 폴백).
"""
started = time.monotonic()
features = _load_features_metric(processed_dir, epsg)
if not features:
return None
x_min = float(np.min(route_xy[:, 0])) - SHEET_SURFACE_MARGIN_M
x_max = float(np.max(route_xy[:, 0])) + SHEET_SURFACE_MARGIN_M
y_min = float(np.min(route_xy[:, 1])) - SHEET_SURFACE_MARGIN_M
y_max = float(np.max(route_xy[:, 1])) + SHEET_SURFACE_MARGIN_M
spec = grid_spec_from_bounds(x_min, y_min, x_max, y_max, SHEET_SURFACE_GRID_M)
# ① 2D — 등고 라인을 격자에 굽는다(라인 셀 = 표고, 그 외 NaN).
burned = _rasterize_contour_levels(spec, features)
present = sorted(np.unique(burned[np.isfinite(burned)]).tolist())
if len(present) < 2:
logger.warning("도엽 서피스: 절취 범위 안에 등고선이 부족합니다.")
return None
# 등고 간격(m) — 마루 연장 상한의 근거. 레벨이 하나뿐이면 5m(주곡선) 폴백.
interval_m = float(np.diff(np.array(present)).min()) if len(present) > 1 else 5.0
# ② 2D — 등고선 사이 거리 비례 보간(메시 없음). 여기서 나온 격자에서 1m 등고선을
# 뽑으므로 화면 등고선이 곧 2D 보간선이다(2026-08-30 사용자 지시).
# 제약은 **등고선만** 쓴다 — 계곡 구조선 앵커를 1m로 양자화해 섞었더니 제약
# 표고가 29단→121단이 되어 계곡 주변만 1m 간격이 되고 보간선이 등간격을
# 잃었다(2026-08-30 사용자 지적). V자 등고선이 계곡 하강을 이미 담고 있다.
surface = _interpolate_between_contours(burned, spec.cell_m)
# ③ 폐합 등고선 안쪽(마루·웅덩이)을 바깥 사면 경사로 연장 (2026-08-30 사용자 확정).
summits = _resolve_enclosed_interiors(burned, present, surface, spec.cell_m, interval_m)
# ④ 등고 라인(과 마루)을 고정한 채 완화 — 중심축 뭉침을 풀어 간격을 고르게 한다.
_relax_surface(surface, np.isfinite(burned) | summits, SHEET_SURFACE_RELAX_ITERATIONS)
"""방식 하나의 표고 격자를 npz·프리뷰 glb로 저장하고 등록용 dict를 만든다."""
# DtmGridSampler 규약에 맞춰 y 오름차순으로 뒤집어 저장한다.
x_coords = spec.cell_centers_x()
y_coords = spec.cell_centers_y()[::-1]
z_grid = surface[::-1, :].astype(np.float32)
valid_grid = np.isfinite(z_grid)
if not valid_grid.any():
logger.warning("도엽 서피스: 유효 표고 셀이 없습니다.")
logger.warning("도엽 서피스(%s): 유효 표고 셀이 없습니다.", method_key)
return None
stem = f"dtm_{SHEET_SOURCE_FILTER}"
source_filter = f"{SHEET_SOURCE_FILTER}_{method_key}"
stem = f"dtm_{source_filter}"
model_path = models_dir / f"{stem}.npz"
preview_path = models_dir / f"{stem}_preview.glb"
finite_z = z_grid[valid_grid]
@@ -402,32 +271,25 @@ def build_sheet_surface_model(
bounds=bounds,
resolution=np.array([SHEET_SURFACE_GRID_M], np.float32),
)
vertices, faces = _preview_mesh(x_coords, y_coords, z_grid, valid_grid)
write_glb(preview_path, vertices, faces, bounds)
logger.info(
"도엽 서피스 생성 완료: %d×%d 격자, 등고 %d단 (%.1fs)",
spec.n_rows,
spec.n_cols,
len(present),
time.monotonic() - started,
)
return {
"model_type": "dtm",
"source_filter": SHEET_SOURCE_FILTER,
"source_filter": source_filter,
"representation": "regular_grid",
"model_file_path": str(model_path.relative_to(project_root)).replace("\\", "/"),
"resolution_m": SHEET_SURFACE_GRID_M,
"generation_params": {
"source_filter": SHEET_SOURCE_FILTER,
"source_filter": source_filter,
"representation": "regular_grid",
"source": "map_sheet_contours",
"interpolation": method_key,
"interpolation_label": SHEET_METHOD_LABELS.get(method_key, method_key),
"margin_m": SHEET_SURFACE_MARGIN_M,
},
"layers": [
{
"layer_name": f"dtm_{SHEET_SOURCE_FILTER}_preview",
"layer_name": f"{stem}_preview",
"geometry_type": "MESH",
"file_path": str(preview_path.relative_to(project_root)).replace("\\", "/"),
"file_format": "glb",
@@ -436,10 +298,79 @@ def build_sheet_surface_model(
}
def build_sheet_surface_model(
project_root: Path,
processed_dir: Path,
models_dir: Path,
route_xy: np.ndarray,
epsg: int,
methods: list[str] | None = None,
) -> list[dict[str, Any]]:
"""도엽등고선으로 방식별 DTM npz·프리뷰 glb를 만들고 등록용 dict 목록을 돌려준다.
방식을 하나로 고르지 않고 전부 만들어 두는 이유: 문헌상 지형에 따라 우열이 갈려
화면에서 바꿔 보며 정해야 한다(2026-08-30 사용자 지시). 실패하면 빈 목록 —
호출측은 분석을 계속한다(도엽 미확보 지역 폴백).
`route_xy`: (N, 2) 노선 정점 XY(사업지 CRS, m).
"""
started = time.monotonic()
features = _load_features_metric(processed_dir, epsg)
if not features:
return []
x_min = float(np.min(route_xy[:, 0])) - SHEET_SURFACE_MARGIN_M
x_max = float(np.max(route_xy[:, 0])) + SHEET_SURFACE_MARGIN_M
y_min = float(np.min(route_xy[:, 1])) - SHEET_SURFACE_MARGIN_M
y_max = float(np.max(route_xy[:, 1])) + SHEET_SURFACE_MARGIN_M
spec = grid_spec_from_bounds(x_min, y_min, x_max, y_max, SHEET_SURFACE_GRID_M)
# ① 2D — 등고 라인을 격자에 굽는다(라인 셀 = 표고, 그 외 NaN).
burned = _rasterize_contour_levels(spec, features)
present = sorted(np.unique(burned[np.isfinite(burned)]).tolist())
if len(present) < 2:
logger.warning("도엽 서피스: 절취 범위 안에 등고선이 부족합니다.")
return []
# 등고 간격(m) — 마루 연장 상한의 근거. 레벨이 하나뿐이면 5m(주곡선) 폴백.
interval_m = float(np.diff(np.array(present)).min()) if len(present) > 1 else 5.0
selected = methods or list(SHEET_SURFACE_METHODS)
models: list[dict[str, Any]] = []
for method_key in selected:
builder = SHEET_METHOD_BUILDERS.get(method_key)
if builder is None:
logger.warning("도엽 서피스: 알 수 없는 보간 방식 %s — 건너뜁니다.", method_key)
continue
step_started = time.monotonic()
try:
# ② 2D 보간 — 여기서 나온 격자에서 1m 등고선을 뽑으므로 화면 등고선이 곧
# 2D 보간선이다. 메시(glb)는 그 격자의 표현일 뿐이다(사용자 지시).
surface = builder(spec, burned, features, spec.cell_m)
# ③ 폐합 등고선 안쪽(마루·웅덩이)은 방식과 무관하게 같은 규칙으로 채운다.
_resolve_enclosed_interiors(burned, present, surface, spec.cell_m, interval_m)
except Exception as exc: # noqa: BLE001 — 한 방식이 죽어도 나머지는 만든다
logger.warning("도엽 서피스(%s) 생성 실패: %s", method_key, exc)
continue
model = _write_method_model(project_root, models_dir, spec, surface, method_key)
if model is not None:
models.append(model)
logger.info("도엽 서피스(%s) 완료 (%.1fs)", method_key, time.monotonic() - step_started)
logger.info(
"도엽 서피스 생성 완료: %d×%d 격자, 등고 %d단, 방식 %d개 (%.1fs)",
spec.n_rows,
spec.n_cols,
len(present),
len(models),
time.monotonic() - started,
)
return models
def build_sheet_surface_from_route(
project_root: Path, processed_dir: Path, models_dir: Path
) -> dict[str, Any] | None:
"""B03 업로드 계획노선 CSV를 찾아 도엽 서피스를 만든다. 없거나 실패하면 None."""
) -> list[dict[str, Any]]:
"""B03 업로드 계획노선 CSV를 찾아 방식별 도엽 서피스를 만든다. 없으면 빈 목록."""
from common_util.common_util_route_geometry import (
find_planned_route_file,
read_planned_route_csv,
@@ -448,11 +379,11 @@ def build_sheet_surface_from_route(
route_file = find_planned_route_file(project_root / "B03_FileInput" / "input")
if route_file is None:
logger.warning("도엽 서피스: 계획 노선 파일이 없습니다.")
return None
return []
planned = read_planned_route_csv(route_file)
if planned is None or len(planned.vertices) < 2:
logger.warning("도엽 서피스: 계획 노선 파일을 읽지 못했습니다: %s", route_file.name)
return None
return []
route_xy = np.array([(v.x, v.y) for v in planned.vertices], dtype=np.float64)
return build_sheet_surface_model(
project_root, processed_dir, models_dir, route_xy, planned.epsg or 5186
@@ -511,8 +442,8 @@ def run_sheet_surface_analysis(
)
_report(70, "surface_model", "도엽등고선 3D 서피스 생성 중")
model = build_sheet_surface_model(project_root, processed_dir, models_dir, route_xy, epsg)
if model is None:
models = build_sheet_surface_model(project_root, processed_dir, models_dir, route_xy, epsg)
if not models:
raise ValueError("도엽등고선으로 지표면을 만들지 못했습니다 — 도엽 확보를 확인하세요.")
_report(95, "saving", "결과 저장 중")
@@ -537,5 +468,5 @@ def run_sheet_surface_analysis(
},
"ground_summary": {},
"manifest": {"status": "sheet_only"},
"models": [model],
"models": models,
}
+92 -11
View File
@@ -43,6 +43,15 @@ const MODEL_METHODS = ["tin", "dtm", "nurbs", "implicit", "meshfree"] as const;
const DEFAULT_FILTER = "csf";
const DEFAULT_METHOD = "dtm";
const ROUTE_STAGE = ROUTES.B05_PROFILE;
// 도엽 서피스 보간 방식 버튼 순서 — 백엔드 SHEET_SURFACE_METHODS와 같은 차례로 둔다.
const SHEET_METHOD_ORDER = [
"distance",
"biharmonic",
"laplace",
"tin",
"clough",
"idw",
];
function L(key: keyof typeof ui_locales): string {
return ui_locales[key][currentLanguageIndex];
@@ -157,7 +166,49 @@ export async function renderB04Surface(root: HTMLElement): Promise<void> {
const sheetTitle = document.createElement("h3");
sheetTitle.className = "b04-surface__panel-title";
sheetTitle.textContent = L("B04_Surface_SheetSurface");
sheetSection.append(sheetTitle, sheetViewer.root);
// 보간 방식 전환 줄 — 어느 방식이 이 지형에 맞는지 눈으로 비교해 정한다
// (2026-08-30 사용자 지시). 버튼 목록은 실제 생성된 모델에서 만든다.
const sheetToolbar = document.createElement("div");
sheetToolbar.className = "b04-surface__sheet-toolbar";
const sheetMethodButtons = new Map<string, HTMLButtonElement>();
let sheetMethod = "";
function selectSheetMethod(method: string): void {
sheetMethod = method;
for (const [key, button] of sheetMethodButtons) {
button.classList.toggle("is-active", key === method);
}
const projectId = getProjectId();
if (!projectId) return;
sheetViewer.setSelection(`sheet_${method}`, "dtm");
sheetViewer.render(projectId, models);
}
// 라이다 지표면 겹쳐 보기 — 확정 필터의 DTM을 반투명으로 얹는다.
const lidarLabel = document.createElement("label");
lidarLabel.className = "toggle-label toggle-button b04-surface__sheet-lidar";
const lidarCheck = document.createElement("input");
lidarCheck.type = "checkbox";
lidarLabel.append(
lidarCheck,
document.createTextNode(` ${L("B04_Surface_SheetLidar")}`),
);
lidarCheck.addEventListener("change", () => {
void sheetViewer
.showOverlay(
lidarCheck.checked ? filterGroup.select.value : "",
"dtm",
terrainViewer.isSmoothingEnabled(),
)
.then((loaded) => {
if (lidarCheck.checked && !loaded) {
showToast(L("B04_Surface_SheetLidar_Missing"), "warning");
lidarCheck.checked = false;
}
});
});
sheetSection.append(sheetTitle, sheetToolbar, sheetViewer.root);
sheetSection.hidden = true;
let syncingCamera = false;
@@ -437,17 +488,47 @@ export async function renderB04Surface(root: HTMLElement): Promise<void> {
renderInputInfo();
updateSelectedModel();
// 도엽등고 3D 서피스 — sheet/dtm 모델이 있으면 별도 컨테이너로 보여준다.
const hasSheetModel = models.some(
(model) =>
model.model_type.toLowerCase() === "dtm" &&
getModelFilter(model) === "sheet",
);
sheetSection.hidden = !hasSheetModel;
if (hasSheetModel) {
sheetViewer.setSelection("sheet", "dtm");
// 도엽등고 3D 서피스 — sheet_* 모델이 있으면 별도 컨테이너로 보여준다.
// 보간 방식마다 모델이 하나씩 있으므로 버튼으로 갈아 끼운다.
const sheetMethods = models
.filter(
(model) =>
model.model_type.toLowerCase() === "dtm" &&
getModelFilter(model).startsWith("sheet_"),
)
.map((model) => ({
key: getModelFilter(model).slice("sheet_".length),
label:
typeof model.generation_params?.interpolation_label === "string"
? (model.generation_params.interpolation_label as string)
: getModelFilter(model).slice("sheet_".length),
}))
// 모델 목록은 최신순이라 버튼이 뒤섞인다 — 정의 순서로 고정한다.
.sort(
(a, b) =>
(SHEET_METHOD_ORDER.indexOf(a.key) + 1 || 99) -
(SHEET_METHOD_ORDER.indexOf(b.key) + 1 || 99),
);
sheetSection.hidden = sheetMethods.length === 0;
if (sheetMethods.length) {
sheetToolbar.replaceChildren();
sheetMethodButtons.clear();
for (const method of sheetMethods) {
const button = document.createElement("button");
button.type = "button";
button.className = "b04-surface__sheet-method";
button.textContent = method.label;
button.addEventListener("click", () => selectSheetMethod(method.key));
sheetToolbar.append(button);
sheetMethodButtons.set(method.key, button);
}
sheetToolbar.append(lidarLabel);
sheetViewer.setSmoothing(false);
sheetViewer.render(projectId, models);
selectSheetMethod(
sheetMethods.some((method) => method.key === sheetMethod)
? sheetMethod
: sheetMethods[0].key,
);
}
}
@@ -804,3 +804,36 @@
.b04-surface__sheet-section > .terrain-model-group {
margin-top: var(--spacing-12);
}
/* 도엽 서피스 보간 방식 전환 줄 — 2026-08-30 */
.b04-surface__sheet-toolbar {
display: flex;
flex-wrap: wrap;
align-items: center;
gap: var(--spacing-8);
margin: var(--spacing-12) 0;
}
.b04-surface__sheet-method {
padding: 4px 10px;
font-size: var(--text-caption);
color: var(--color-text-body);
background: var(--color-surface);
border: 1px solid var(--color-border);
border-radius: var(--radius-cards);
cursor: pointer;
}
.b04-surface__sheet-method:hover {
border-color: var(--color-primary);
}
.b04-surface__sheet-method.is-active {
color: var(--color-on-primary, #fff);
background: var(--color-primary);
border-color: var(--color-primary);
}
.b04-surface__sheet-lidar {
margin-left: auto;
}
@@ -38,6 +38,12 @@ export interface SurfaceTerrainViewer {
render: (projectId: string, models: readonly SurfaceModelSummary[]) => void;
setReferenceBounds: (bounds: SurfaceBounds) => void;
setSelection: (sourceFilter: string, method: string) => void;
/** 다른 모델(예: 라이다 지표면)을 반투명으로 겹쳐 본다. 빈 문자열이면 걷어낸다. */
showOverlay: (
sourceFilter: string,
method: string,
smooth: boolean,
) => Promise<boolean>;
applyCameraState: (state: SurfaceCameraState) => void;
onCameraChange: (listener: (state: SurfaceCameraState) => void) => void;
onAxesVisibilityChange: (listener: (visible: boolean) => void) => void;
@@ -291,6 +297,76 @@ export function createSurfaceTerrainViewer(): SurfaceTerrainViewer {
}
}
// ── 겹쳐 보기 메시 ─────────────────────────────────────────────────────────
// 도엽등고 서피스 위에 라이다 지표면을 겹쳐 두 지형을 눈으로 대조한다
// (2026-08-30 사용자 지시). 본 메시와 카메라·좌표계를 공유하므로 같은 자리에 겹친다.
let overlayMesh: THREE.Object3D | null = null;
let overlayGeneration = 0;
function clearOverlay() {
if (overlayMesh) {
scene.remove(overlayMesh);
disposeObject(overlayMesh);
overlayMesh = null;
}
}
async function loadOverlay(
projectId: string,
models: readonly SurfaceModelSummary[],
sourceFilter: string,
method: string,
smooth: boolean,
): Promise<boolean> {
const generation = ++overlayGeneration;
clearOverlay();
const match = models.find((model) => {
const configured = model.generation_params?.source_filter;
return (
model.model_type.toLowerCase() === method.toLowerCase() &&
typeof configured === "string" &&
configured.toLowerCase() === sourceFilter.toLowerCase()
);
});
if (!match) return false;
const url = `${API_BASE_URL}/projects/${projectId}/surface/models/${match.id}/preview?smooth=${smooth}`;
try {
const buffer = await fetchCachedBytes(projectId, url);
if (generation !== overlayGeneration) return false;
return await new Promise<boolean>((resolve) => {
new GLTFLoader().parse(
buffer,
"",
(gltf) => {
if (generation !== overlayGeneration) {
disposeObject(gltf.scene);
resolve(false);
return;
}
// 겹친 두 면을 구분하려고 반투명 단색으로 덮어씌운다.
gltf.scene.traverse((child) => {
if (child instanceof THREE.Mesh) {
child.material = new THREE.MeshStandardMaterial({
color: 0x60a5fa,
transparent: true,
opacity: 0.45,
side: THREE.DoubleSide,
flatShading: false,
});
}
});
overlayMesh = gltf.scene;
scene.add(gltf.scene);
resolve(true);
},
() => resolve(false),
);
});
} catch {
return false;
}
}
function clearContours() {
while (contourGroup.children.length > 0) {
const child = contourGroup.children[0];
@@ -776,6 +852,19 @@ export function createSurfaceTerrainViewer(): SurfaceTerrainViewer {
activeMethod = method;
syncSmoothingSupport();
},
showOverlay(sourceFilter, method, smooth) {
if (!sourceFilter) {
clearOverlay();
return Promise.resolve(false);
}
return loadOverlay(
currentProjectId,
currentModelsList,
sourceFilter,
method,
smooth,
);
},
applyCameraState,
onCameraChange(listener) {
cameraListener = listener;
+11 -4
View File
@@ -188,10 +188,17 @@ SURFACE_CONTOUR_GRID_RESOLUTION_M = float(os.getenv("SURFACE_CONTOUR_GRID_RESOLU
SHEET_SURFACE_MARGIN_M = float(os.getenv("SHEET_SURFACE_MARGIN_M", "300.0"))
# 도엽등고선 DTM 격자 한 변(m). LAS DTM·등고선 캐시와 같은 1m(사용자 확정값).
SHEET_SURFACE_GRID_M = float(os.getenv("SHEET_SURFACE_GRID_M", "1.0"))
# 등고선 고정 다듬기 반복 횟수. 거리 보간이 능선·계곡 중심축에 남기는 각진 자국만
# 지우는 용도라 **적을수록 좋다** — 수렴시키면 harmonic 해가 되어 마루가 눌린다
# (합성 원뿔 검증: 5회가 최적, 20회 이상 악화). 0이면 다듬지 않는다.
SHEET_SURFACE_RELAX_ITERATIONS = int(os.getenv("SHEET_SURFACE_RELAX_ITERATIONS", "5"))
# 만들어 둘 등고선 보간 방식 — B04 화면에서 버튼으로 바꿔 가며 비교한다
# (2026-08-30 사용자 지시). 정의는 B04_PreProcess_Engine_SheetMethods.py.
SHEET_SURFACE_METHODS = [
method.strip()
for method in os.getenv(
"SHEET_SURFACE_METHODS", "distance,biharmonic,laplace,tin,clough,idw"
).split(",")
if method.strip()
]
# 확정에 쓸 기본 방식 — 비교 후 사용자가 정한다.
SHEET_SURFACE_DEFAULT_METHOD = os.getenv("SHEET_SURFACE_DEFAULT_METHOD", "distance")
# 일반 사용자 WF1 자동 확정 기본값
SURFACE_CONFIRM_DEFAULT_FILTER = os.getenv("SURFACE_CONFIRM_DEFAULT_FILTER", "csf")
+5
View File
@@ -440,6 +440,11 @@ export const ui_locales_b1 = {
"도엽등고 3D 서피스",
"Map-sheet contour 3D surface",
],
B04_Surface_SheetLidar: ["라이다 겹쳐 보기", "Overlay LiDAR"],
B04_Surface_SheetLidar_Missing: [
"겹쳐 볼 라이다 지표면 모델이 없습니다.",
"No LiDAR surface model available to overlay.",
],
B04_Surface_Group_ViewControls: ["뷰어 시점 제어", "Viewer camera"],
B04_Surface_Field_Smoothing: ["스무딩", "Smoothing"],
B04_Surface_Smoothing_On: ["적용", "On"],