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B04_wf1_Surface/B04_wf1_Surface_Engine_MvtHelper.py

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+"""MVT 벡터 타일 생성 유틸리티."""
+
+from __future__ import annotations
+
+import math
+from pathlib import Path
+from typing import Any
+
+try:
+    import geopandas as gpd
+    from shapely.geometry import box
+except ImportError:
+    gpd = None
+    box = None
+
+try:
+    import mapbox_vector_tile
+except ImportError:
+    mapbox_vector_tile = None
+
+# 메모리 캐시: {project_id}_{layer_name}: GeoDataFrame
+_gdf_cache: dict[str, Any] = {}
+
+
+def num2deg(xtile: int, ytile: int, zoom: int) -> tuple[float, float]:
+    """Z/X/Y 타일 인덱스를 경도/위도(WGS84) 좌표로 변환합니다."""
+    n = 1.0 << zoom
+    lon_deg = xtile / n * 360.0 - 180.0
+    lat_rad = math.atan(math.sinh(math.pi * (1 - 2 * ytile / n)))
+    lat_deg = math.degrees(lat_rad)
+    return lon_deg, lat_deg
+
+
+def get_tile_bbox(xtile: int, ytile: int, zoom: int) -> tuple[float, float, float, float]:
+    """Z/X/Y 타일의 경위도 Bounding Box (min_lon, min_lat, max_lon, max_lat)를 구합니다."""
+    left, top = num2deg(xtile, ytile, zoom)
+    right, bottom = num2deg(xtile + 1, ytile + 1, zoom)
+    return min(left, right), min(top, bottom), max(left, right), max(top, bottom)
+
+
+def load_geojson_cached(filepath: Path, cache_key: str) -> Any:
+    """GeoJSON 파일을 한 번 읽으면 메모리에 GeoDataFrame으로 캐싱합니다."""
+    global _gdf_cache
+    if cache_key not in _gdf_cache:
+        if not filepath.exists():
+            raise FileNotFoundError(f"File not found: {filepath}")
+        if gpd is None:
+            raise ImportError("geopandas가 설치되어 있지 않습니다.")
+        gdf = gpd.read_file(filepath)
+        if gdf.crs is None:
+            gdf.set_crs(epsg=4326, inplace=True)
+        if gdf.crs.to_epsg() != 4326:
+            gdf = gdf.to_crs(epsg=4326)
+        _gdf_cache[cache_key] = gdf
+    return _gdf_cache[cache_key]
+
+
+def generate_mvt_tile(
+    filepath: Path, cache_key: str, z: int, x: int, y: int, layer_name: str = "contour"
+) -> bytes:
+    """주어진 GeoJSON 파일에서 Z/X/Y 영역에 해당하는 데이터를
+    필터링하고 MVT 타일 바이너리로 인코딩합니다.
+    """
+    if mapbox_vector_tile is None:
+        # mapbox_vector_tile 패키지가 없을 경우 빈 바이트 리턴하여 다운 방지
+        return b""
+
+    gdf = load_geojson_cached(filepath, cache_key)
+
+    # 1. 타일 경계 구하기
+    min_lon, min_lat, max_lon, max_lat = get_tile_bbox(x, y, z)
+    tile_geom = box(min_lon, min_lat, max_lon, max_lat)
+
+    # 2. 해당 영역 내에 공간적으로 접하는(Intersects) 데이터 신속 조회
+    possible_matches_index = list(gdf.sindex.intersection((min_lon, min_lat, max_lon, max_lat)))
+    possible_matches = gdf.iloc[possible_matches_index]
+
+    # 정확하게 겹치는 피처만 정밀 필터링 및 타일 경계로 클리핑(자르기)
+    clipped_gdf = possible_matches.clip(tile_geom)
+
+    if clipped_gdf.empty:
+        return mapbox_vector_tile.encode([])
+
+    # 3. GeoJSON 스타일 피처 목록 생성
+    features = []
+    extent = 4096
+
+    for idx, row in clipped_gdf.iterrows():
+        geom = row.geometry
+        if geom.is_empty:
+            continue
+
+        properties = {}
+        for col in clipped_gdf.columns:
+            if col != "geometry":
+                val = row[col]
+                if isinstance(val, (int, float, str, bool)):
+                    properties[col] = val
+                else:
+                    properties[col] = str(val) if val is not None else ""
+
+        features.append({"geometry": geom, "properties": properties})
+
+    tile_data = [{"name": layer_name, "features": features}]
+
+    mvt_bytes = mapbox_vector_tile.encode(
+        tile_data,
+        quantize_bounds=(min_lon, min_lat, max_lon, max_lat),
+        y_coord_down=True,
+        extents=extent,
+    )
+
+    return mvt_bytes