refactor(B04): B04_wf1_Surface -> B04_PreProcess 전면 개명
- 폴더·내부 파일 51개 접두사 개명 (git mv, 이력 보존) - 저장소 전체 참조 치환 67파일: import 경로, 라우트 슬러그(b04-preprocess), 라우트 키(B04_PREPROCESS), storage 경로 상수, locale, SQL 주석 - 로직 변경 없음 (기계적 치환). typecheck·백엔드 import 검증 통과 Co-Authored-By: Claude Fable 5 <noreply@anthropic.com>
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Claude Fable 5
@@ -0,0 +1,255 @@
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"""해석 영역 확장 — 최외곽의 **적색 셀** 주변으로 넓히며 다시 분석한다.
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적색 셀이 해석 영역 최외곽에 있다는 것은 그 바깥에서 물이 더 흘러 들어온다는 뜻이다.
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거기서 멈추면 유역이 잘린다. 반대로 최외곽이 전부 파랑이면 그 바깥 물은 도로로 오지
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않으므로 더 볼 필요가 없다.
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① 현재 해석 영역의 최외곽 셀 중 **적색**인 것을 찾는다
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② 그 주변으로 한 겹(설정 폭) 넓힌다
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③ 넓힌 영역으로 흐름 방향·색을 다시 분석한다
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④ **새로 추가된 셀에 적색이 하나도 없으면 종료** (2026-07-31 사용자 지시)
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격자 bbox에 닿으면 격자 자체도 셀 정수배로 넓힌다 — 도로 시작점 기준 격자점은 유지된다.
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"""
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from __future__ import annotations
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import logging
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from dataclasses import dataclass
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from typing import Any
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import numpy as np
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from shapely.geometry import LineString
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from B04_PreProcess.B04_PreProcess_Engine_Watershed_Descent import (
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ContourDescent,
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build_contour_descent,
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)
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from B04_PreProcess.B04_PreProcess_Engine_Watershed_Flow import (
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FlowClassification,
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RoadRaster,
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burn_stream_flow,
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classify_flow,
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outermost_cells,
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rasterize_road,
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)
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from B04_PreProcess.B04_PreProcess_Engine_Watershed_Grid import GridSpec, TerrainGrid
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from config.config_system import (
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DRAINAGE_RED_EXPAND_BAND_M,
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||||
DRAINAGE_RED_EXPAND_MAX_ROUNDS,
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DRAINAGE_ROAD_WIDTH_M,
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)
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logger = logging.getLogger(__name__)
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@dataclass
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class GridAnalysis:
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"""한 회차 분석 결과 — 격자·해석 영역·방향·색까지 한 묶음."""
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spec: GridSpec
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domain: np.ndarray # (R, C) bool — 해석 대상 셀
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descent: ContourDescent
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terrain: TerrainGrid
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road: RoadRaster
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flow: FlowClassification
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@dataclass
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class RedExpansion:
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"""확장 루프 결과."""
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analysis: GridAnalysis
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rounds: int # 실제로 넓힌 횟수 (0 = 처음부터 최외곽에 적색이 없었음)
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closed: bool # 새로 추가한 셀에 적색이 없어 스스로 멈췄는가
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added_cells: int # 확장으로 늘어난 셀 수
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def analyze_domain(
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spec: GridSpec,
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domain: np.ndarray,
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contour_features: list[dict[str, Any]],
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route_line: LineString,
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||||
upstream_streams: list[LineString],
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||||
elevation_floor_m: float | None = None,
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descent: ContourDescent | None = None,
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) -> GridAnalysis | None:
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"""주어진 격자·해석 영역에 대해 등고선 하강 방향과 도로 도달 색을 한 번 계산한다.
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**하강 방향장은 해석 영역과 무관하다** — 등고선 기하만으로 정해진다. 그래서 확장
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회차마다 다시 계산하지 않고, 격자가 커졌을 때만 새로 만들어 넘겨받는다(`descent`).
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해석 영역은 마지막에 마스크로만 씌운다.
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"""
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if descent is None or descent.spec != spec:
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descent = build_contour_descent(spec, contour_features, None, elevation_floor_m)
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valid = descent.valid & domain
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||||
if not valid.any():
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return None
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||||
terrain = TerrainGrid(
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spec=spec,
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||||
elevation=np.where(valid, descent.band_elevation, np.nan).astype(np.float32),
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||||
valid=valid,
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||||
receiver=descent.receiver,
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||||
step_length=descent.step_length,
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||||
)
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||||
road = rasterize_road(spec, route_line, DRAINAGE_ROAD_WIDTH_M)
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||||
terrain, burned = burn_stream_flow(terrain, road, upstream_streams)
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||||
flow = classify_flow(terrain, road, burned, azimuth=descent.azimuth)
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||||
return GridAnalysis(
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||||
spec=spec, domain=domain, descent=descent, terrain=terrain, road=road, flow=flow
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)
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||||
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||||
def expand_by_red_boundary(
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||||
spec: GridSpec,
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||||
domain: np.ndarray,
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||||
contour_features: list[dict[str, Any]],
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||||
route_line: LineString,
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||||
upstream_streams: list[LineString],
|
||||
elevation_floor_m: float | None = None,
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||||
band_m: float = DRAINAGE_RED_EXPAND_BAND_M,
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||||
max_rounds: int = DRAINAGE_RED_EXPAND_MAX_ROUNDS,
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) -> RedExpansion | None:
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"""최외곽 적색 셀 주변으로 넓히며, 새로 추가한 셀에 적색이 없을 때까지 반복한다."""
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band_cells = max(1, int(round(band_m / spec.cell_m)))
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# 1차 영역의 bbox는 영역에 딱 붙어 있어 첫 회차부터 격자를 넓혀야 한다. 미리 여유를
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# 두면 방향장을 다시 만들지 않고 해석 영역만 넓히며 몇 회차를 돌 수 있다.
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spec, domain = _pad_spec(spec, domain, band_cells * 2)
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||||
started_cells = int(domain.sum())
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||||
analysis = analyze_domain(
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spec, domain, contour_features, route_line, upstream_streams, elevation_floor_m
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)
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if analysis is None:
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return None
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rounds = 0
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||||
closed = False
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||||
for attempt in range(max_rounds):
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||||
current = analysis.spec
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||||
reaches = analysis.flow.reaches_road.reshape(current.n_rows, current.n_cols)
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||||
rim_red = outermost_cells(analysis.domain) & reaches
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||||
if not rim_red.any():
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||||
closed = True # 최외곽이 전부 파랑 — 바깥 물은 도로로 오지 않는다
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||||
break
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||||
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||||
grown_spec, grown_domain, grown_rim = _grow_for_rim(
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||||
current, analysis.domain, rim_red, band_cells
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)
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||||
widened = grown_domain | _dilate_by(grown_rim, band_cells)
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||||
added_mask = widened & ~grown_domain
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||||
if not added_mask.any():
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closed = True
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||||
break
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||||
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||||
logger.info(
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"배수유역: %d회차 확장 — 최외곽 적색 %d셀 주변 %.0fm, 셀 %d개 추가",
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attempt + 1,
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||||
int(rim_red.sum()),
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band_m,
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||||
int(added_mask.sum()),
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||||
)
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||||
widened_analysis = analyze_domain(
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||||
grown_spec,
|
||||
widened,
|
||||
contour_features,
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||||
route_line,
|
||||
upstream_streams,
|
||||
elevation_floor_m,
|
||||
# 격자가 그대로면 방향장을 재사용한다 — 등고선 기하가 안 바뀌었으므로 결과는 같다.
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descent=analysis.descent if grown_spec == current else None,
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||||
)
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||||
if widened_analysis is None:
|
||||
break
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||||
analysis = widened_analysis
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||||
rounds += 1
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||||
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||||
added_reaches = widened_analysis.flow.reaches_road.reshape(
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grown_spec.n_rows, grown_spec.n_cols
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||||
)
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||||
if not (added_mask & added_reaches).any():
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closed = True # 새로 추가한 셀에 적색이 없다 — 여기까지가 유역이다
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logger.info("배수유역: 새로 추가한 셀에 적색이 없어 확장을 멈춥니다.")
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||||
break
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else:
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logger.warning("배수유역: 확장 상한(%d회)에 도달했습니다.", max_rounds)
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||||
added = int(analysis.domain.sum()) - started_cells
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logger.info(
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||||
"배수유역: 확장 %d회, 셀 %d → %d (+%d), %s",
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rounds,
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||||
started_cells,
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||||
int(analysis.domain.sum()),
|
||||
added,
|
||||
"닫힘" if closed else "미닫힘",
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)
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||||
return RedExpansion(analysis=analysis, rounds=rounds, closed=closed, added_cells=added)
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def _dilate_by(mask: np.ndarray, steps: int) -> np.ndarray:
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"""8이웃 팽창을 `steps`회 반복한다(정사각 커널이라 반경 = steps 셀)."""
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rows, cols = mask.shape
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result = mask
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for _ in range(steps):
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padded = np.zeros((rows + 2, cols + 2), dtype=bool)
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||||
padded[1:-1, 1:-1] = result
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||||
grown = np.zeros_like(result)
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||||
for row_shift in (0, 1, 2):
|
||||
for col_shift in (0, 1, 2):
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||||
grown |= padded[row_shift : row_shift + rows, col_shift : col_shift + cols]
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result = grown
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return result
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||||
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||||
def _pad_spec(spec: GridSpec, domain: np.ndarray, cells: int) -> tuple[GridSpec, np.ndarray]:
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||||
"""격자에 사방 여유를 두고 해석 영역 마스크를 그 안으로 옮겨 담는다."""
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if cells <= 0:
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return spec, domain
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||||
padded_spec = GridSpec(
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||||
x_min=spec.x_min - cells * spec.cell_m,
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||||
y_max=spec.y_max + cells * spec.cell_m,
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||||
cell_m=spec.cell_m,
|
||||
n_rows=spec.n_rows + 2 * cells,
|
||||
n_cols=spec.n_cols + 2 * cells,
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||||
)
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||||
padded = np.zeros((padded_spec.n_rows, padded_spec.n_cols), dtype=bool)
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||||
padded[cells : cells + spec.n_rows, cells : cells + spec.n_cols] = domain
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return padded_spec, padded
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||||
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||||
def _grow_for_rim(
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||||
spec: GridSpec, domain: np.ndarray, rim: np.ndarray, band_cells: int
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||||
) -> tuple[GridSpec, np.ndarray, np.ndarray]:
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||||
"""적색 최외곽이 격자 bbox에 닿았으면 그 방향으로 격자를 넓히고 마스크를 옮겨 담는다.
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||||
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||||
격자는 셀 정수배로만 넓히므로 도로 시작점 기준 격자점이 그대로 유지된다.
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"""
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||||
north = band_cells if rim[0, :].any() else 0
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||||
south = band_cells if rim[-1, :].any() else 0
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||||
west = band_cells if rim[:, 0].any() else 0
|
||||
east = band_cells if rim[:, -1].any() else 0
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||||
if not (north or south or west or east):
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||||
return spec, domain, rim
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||||
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||||
grown = GridSpec(
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||||
x_min=spec.x_min - west * spec.cell_m,
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||||
y_max=spec.y_max + north * spec.cell_m,
|
||||
cell_m=spec.cell_m,
|
||||
n_rows=spec.n_rows + north + south,
|
||||
n_cols=spec.n_cols + west + east,
|
||||
)
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||||
new_domain = np.zeros((grown.n_rows, grown.n_cols), dtype=bool)
|
||||
new_rim = np.zeros_like(new_domain)
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||||
new_domain[north : north + spec.n_rows, west : west + spec.n_cols] = domain
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||||
new_rim[north : north + spec.n_rows, west : west + spec.n_cols] = rim
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||||
logger.info(
|
||||
"배수유역: 격자 확대 %d×%d → %d×%d (북%d 남%d 서%d 동%d 셀)",
|
||||
spec.n_rows,
|
||||
spec.n_cols,
|
||||
grown.n_rows,
|
||||
grown.n_cols,
|
||||
north,
|
||||
south,
|
||||
west,
|
||||
east,
|
||||
)
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return grown, new_domain, new_rim
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