Aislo/B07_DesignDetail/B07_DesignDetail_Engine_Cad_PlanSlope.py

"""B07 계획평면도 비탈 · 노선 따라가기 기하 — 노견선 · 성토 · 절토 외곽선 · 비탈 눈금(60 · 67장).

`_Engine_Cad_PlanKinds.py` 가 700줄을 넘어 떼어냄(141-1) — 파일 입출력 없음 · 좌표 = 사업지 m.
"""

import math
from bisect import bisect_left
from typing import Any

TICK_STEP_M = 2.0  # 비탈 눈금 간격(실거리 m) — 긴 · 짧은 눈금이 번갈아 선다


# ── 노선 따라가기 ─────────────────────────────────────


def route_frame(
    route: list[tuple[float, float, float]], chainage: float
) -> tuple[float, float, float, float]:
    """노선 (누가거리, x, y) 위 그 누가거리 자리와 좌측 법선 (x, y, nx, ny)."""
    chainages = [item[0] for item in route]
    index = min(max(bisect_left(chainages, chainage), 1), len(route) - 1)
    (c0, x0, y0), (c1, x1, y1) = route[index - 1], route[index]
    dx, dy = x1 - x0, y1 - y0
    length = math.hypot(dx, dy) or 1.0
    ratio = (chainage - c0) / (c1 - c0) if c1 > c0 else 0.0
    return (x0 + dx * ratio, y0 + dy * ratio, -dy / length, dx / length)


def _interp(records: list[dict[str, float]], chainage: float, key: str) -> float:
    chainages = [record["chainage_m"] for record in records]
    index = bisect_left(chainages, chainage)
    if index <= 0:
        return records[0][key]
    if index >= len(records):
        return records[-1][key]
    before, after = records[index - 1], records[index]
    span = after["chainage_m"] - before["chainage_m"]
    ratio = (chainage - before["chainage_m"]) / span if span > 0 else 0.0
    return before[key] + (after[key] - before[key]) * ratio


def _ground(samples: list[dict[str, Any]]) -> list[tuple[float, float]]:
    return sorted(
        (float(item["offset_m"]), float(item["elevation_m"]))
        for item in samples
        if item.get("valid", True) and isinstance(item.get("elevation_m"), (int, float))
    )


def _ground_at(ground: list[tuple[float, float]], offset: float) -> float:
    offsets = [x for x, _z in ground]
    index = min(max(bisect_left(offsets, offset), 1), len(ground) - 1)
    (x0, z0), (x1, z1) = ground[index - 1], ground[index]
    return z0 + (z1 - z0) * ((offset - x0) / (x1 - x0) if x1 > x0 else 0.0)


def side_is_cut(samples: list[dict[str, Any]], edge: float, elevation: float) -> bool:
    """노견 끝에서 지반이 노면보다 높으면 그 쪽 비탈은 절토다(낮으면 성토)."""
    ground = _ground(samples)
    return len(ground) >= 2 and _ground_at(ground, edge) > elevation


def slope_end(
    design_line: list[dict[str, Any]], samples: list[dict[str, Any]], edge: float, side: str
) -> float:
    """노견 끝에서 바깥으로 — 설계선이 원지반에 닿는 오프셋(비탈 끝). 못 닿으면 설계선 끝.

    설계선(B06 횡단 설계 결과)은 비탈이 지반과 만난 뒤로 지반을 따라간다 — 그 첫 자리가 끝이다.
    좌측은 오프셋이 커지는 쪽, 우측은 작아지는 쪽이 바깥이다.
    """
    ground = _ground(samples)
    points = sorted((float(p["offset_m"]), float(p["elevation_m"])) for p in design_line)
    outward = (
        [p for p in points if p[0] > edge]
        if side == "left"
        else [p for p in points[::-1] if p[0] < edge]
    )
    if not ground:
        return outward[-1][0] if outward else edge
    end, differs = edge, False
    for offset, elevation in outward:
        if abs(elevation - _ground_at(ground, offset)) <= 1e-3:
            return offset if differs else end
        differs, end = True, offset
    return end


def _split_runs(
    points: list[list[float]], flags: list[bool]
) -> tuple[list[list[list[float]]], list[list[list[float]]]]:
    """한 선을 참 · 거짓 구간으로 끊는다 — 바뀌는 자리 점은 앞뒤 구간이 나눠 가져 이어진다."""
    runs: dict[bool, list[list[list[float]]]] = {True: [], False: []}
    current: list[list[float]] = []
    previous: bool | None = None
    for point, flag in zip(points, flags):
        if flag != previous:
            if current:
                current.append(point)
            current = [point]
            runs[flag].append(current)
            previous = flag
        else:
            current.append(point)
    return (
        [run for run in runs[True] if len(run) >= 2],
        [run for run in runs[False] if len(run) >= 2],
    )


def slope_pieces(
    route: list[tuple[float, float, float]],
    records: list[dict[str, Any]],
    start_m: float,
    end_m: float,
) -> tuple[dict[str, Any], dict[str, Any], dict[str, Any], dict[str, Any]]:
    """측점별 노견 끝 · 비탈 끝 오프셋에서 노견선 · 성토 외곽선 · 절토 외곽선 · 비탈 눈금을 만든다.

    `records` = [{chainage_m, left_edge_m, left_end_m, right_edge_m, right_end_m,
    left_cut?, right_cut?, (x, y, nx, ny)?}] — 좌(+) · 우(-) 오프셋. 측점 자리는 횡단 파일의
    중심 · 좌축을 그대로 써서 측점에서 외곽선 폭이 횡단 설계 값과 같다. 측점 사이는 노선을
    따라 보간한다. 비탈 끝 선은 그 쪽이 절토인지 성토인지로 나눠 두 조각에 싣는다.
    """
    records = sorted(
        (
            {
                **record,
                **{f"{s}_cut": float(bool(record.get(f"{s}_cut"))) for s in ("left", "right")},
            }
            for record in records
        ),
        key=lambda record: record["chainage_m"],
    )
    if len(route) < 2 or not records:
        return {"lines": []}, {"lines": []}, {"lines": []}, {"ticks": []}
    keys = ("left_edge_m", "left_end_m", "right_edge_m", "right_end_m")
    by_chainage = {round(record["chainage_m"], 3): record for record in records}
    samples = {
        round(record["chainage_m"], 3)
        for record in records
        if start_m <= record["chainage_m"] <= end_m
    }
    step = start_m
    while step <= end_m:
        samples.add(round(step, 3))
        step += TICK_STEP_M
    lines: dict[str, list[list[float]]] = {key: [] for key in keys}
    cut: dict[str, list[bool]] = {"left": [], "right": []}
    ticks: list[list[list[float]]] = []
    for index, chainage in enumerate(sorted(samples)):
        record = by_chainage.get(chainage)
        if record and all(k in record for k in ("x", "y", "nx", "ny")):
            x, y, nx, ny = record["x"], record["y"], record["nx"], record["ny"]
        else:
            x, y, nx, ny = route_frame(route, chainage)
        offsets = {key: _interp(records, chainage, key) for key in keys}
        points = {
            key: [round(x + nx * value, 4), round(y + ny * value, 4)]
            for key, value in offsets.items()
        }
        for key in keys:
            lines[key].append(points[key])
        for side in cut:
            cut[side].append(_interp(records, chainage, f"{side}_cut") > 0.5)
        # 눈금은 노견 끝에서 비탈 끝으로 — 긴 것 · 짧은 것이 번갈아 선다(납품 도면 관례).
        for side in ("left", "right"):
            edge, end = offsets[f"{side}_edge_m"], offsets[f"{side}_end_m"]
            if abs(end - edge) < 0.05:
                continue
            reach = end if index % 2 == 0 else edge + (end - edge) / 2.0
            ticks.append([points[f"{side}_edge_m"], [x + nx * reach, y + ny * reach]])
    cut_lines: list[list[list[float]]] = []
    fill_lines: list[list[list[float]]] = []
    for side in cut:
        cut_runs, fill_runs = _split_runs(lines[f"{side}_end_m"], cut[side])
        cut_lines += cut_runs
        fill_lines += fill_runs
    return (
        {"lines": [lines["left_edge_m"], lines["right_edge_m"]]},
        {"lines": fill_lines},
        {"lines": cut_lines},
        {"ticks": ticks},
    )