eomsangdonandClaude Opus 5
3572694f73
- B03: 'LAS 없이 설계' 토글 — LAS 필수카드 비활성화, las_free 플래그로
업로드·완료 검증 면제, 계획노선 CSV를 WF1 분석 입력으로 사용
- B04: 신규 Engine_SheetSurface — 도엽_등고선.geojson을 노선 bbox+300m
직사각형으로 절취, 배수유역 엔진의 등고선 정점구름·Delaunay TIN 보간을
재사용해 dtm_sheet.npz(1m 격자, LAS DTM과 동일 형식) + 프리뷰 glb 생성.
build_surface_sampler('sheet','dtm')로 종·횡단·배수 하류 계산 무수정 동작
- WF1: las_free면 run_sheet_surface_analysis로 분기, sheet/dtm 자동 확정.
VWorld·도엽 확보 블록을 download_geodata()로 추출해 두 경로가 공유
- LAS가 있어도 도엽 서피스를 함께 생성·등록(참고용), B04에
'도엽등고 3D 서피스' 별도 컨테이너로 표시
Co-Authored-By: Claude Opus 5 (1M context) <noreply@anthropic.com>
479 lines
20 KiB
Python
479 lines
20 KiB
Python
"""B04 지표면 분석 엔진 오케스트레이터.
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|
|
원본 LAS를 구조화하고 지면 필터를 실행한 뒤 지표면 5종 모델을 빌드하는
|
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동기 계산 파이프라인. 라우터에서 asyncio.to_thread로 호출한다.
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"""
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import json
|
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import logging
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import time
|
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from collections.abc import Callable
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from pathlib import Path
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from typing import Any
|
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import numpy as np
|
|
|
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from B04_PreProcess.B04_PreProcess_Engine_Ground import (
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build_ground_masks,
|
|
run_ground_filter,
|
|
summarize_masks,
|
|
)
|
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from B04_PreProcess.B04_PreProcess_Engine_Pipeline import build_all_terrain_models
|
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from B04_PreProcess.B04_PreProcess_Engine_Structurize import structurize_las
|
|
from common_util.common_util_atomic import atomic_write_npz
|
|
from common_util.common_util_json import atomic_write_json
|
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from config.config_system import build_surface_model_config
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logger = logging.getLogger(__name__)
|
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|
# 진행 콜백 시그니처: (진행률 0~100, 현재 단계 키, 메시지)
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|
ProgressCallback = Callable[[int, str, str], None]
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|
GROUND_POINT_SAMPLE_LIMIT = 500_000
|
|
GROUND_POINT_CACHE_VERSION = 2
|
|
|
|
|
|
def _source_identity(las_path: Path) -> dict[str, Any]:
|
|
"""입력 LAS의 정체성(이름·크기·수정시각)으로 캐시 세대를 식별한다 (PLAN B-2)."""
|
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stat = las_path.stat()
|
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return {
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"filename": las_path.name,
|
|
"size_bytes": int(stat.st_size),
|
|
"mtime": float(stat.st_mtime),
|
|
}
|
|
|
|
|
|
def _relative_to_project(project_root: Path, path: Path) -> str:
|
|
"""프로젝트 루트 기준 posix 상대 경로 문자열."""
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|
return path.relative_to(project_root).as_posix()
|
|
|
|
|
|
def cache_ground_points(
|
|
structured_path: Path,
|
|
filter_key: str,
|
|
mask: np.ndarray | None = None,
|
|
) -> Path:
|
|
"""필터링된 지면 포인트 미리보기 캐시를 생성하고 경로를 반환한다.
|
|
|
|
mask 미전달 시 영구 저장된 mask_{filter}.npy를 우선 재사용한다 (PLAN A-2).
|
|
"""
|
|
with np.load(structured_path) as structured:
|
|
xyz = np.asarray(structured["xyz"], dtype=np.float32)
|
|
mask_path = structured_path.parent / f"mask_{filter_key}.npy"
|
|
if mask is None and mask_path.is_file():
|
|
stored_mask = np.load(mask_path)
|
|
if len(stored_mask) == len(xyz):
|
|
mask = np.asarray(stored_mask, dtype=bool)
|
|
if mask is None:
|
|
mask = build_ground_masks(structured, [filter_key])[filter_key]
|
|
np.save(mask_path, np.asarray(mask, dtype=bool))
|
|
ground_indexes = np.flatnonzero(mask)
|
|
ground_points = xyz[ground_indexes]
|
|
ground_point_count = int(len(ground_points))
|
|
if ground_point_count:
|
|
data_bounds = np.column_stack((ground_points.min(axis=0), ground_points.max(axis=0)))
|
|
else:
|
|
data_bounds = np.zeros((3, 2), dtype=np.float64)
|
|
if ground_point_count > GROUND_POINT_SAMPLE_LIMIT:
|
|
rng = np.random.default_rng(20260717)
|
|
sample_indexes = rng.choice(
|
|
ground_point_count, GROUND_POINT_SAMPLE_LIMIT, replace=False
|
|
)
|
|
ground_indexes = ground_indexes[sample_indexes]
|
|
points = ground_points[sample_indexes]
|
|
else:
|
|
points = ground_points
|
|
|
|
arrays = {
|
|
"xyz": points,
|
|
"bounds": np.asarray(structured["bounds"], dtype=np.float64),
|
|
"data_bounds": np.asarray(data_bounds, dtype=np.float64),
|
|
"cache_version": np.asarray(GROUND_POINT_CACHE_VERSION, dtype=np.int16),
|
|
"point_count": np.asarray(ground_point_count, dtype=np.int64),
|
|
"sampled_count": np.asarray(len(points), dtype=np.int64),
|
|
}
|
|
if "rgb" in structured:
|
|
rgb = np.asarray(structured["rgb"])
|
|
if rgb.ndim > 0 and len(rgb) == len(xyz):
|
|
arrays["rgb"] = rgb[ground_indexes]
|
|
|
|
cache_path = structured_path.parent / f"ground_points_{filter_key}.npz"
|
|
atomic_write_npz(cache_path, **arrays)
|
|
return cache_path
|
|
|
|
|
|
def run_surface_analysis(
|
|
project_root: Path,
|
|
las_path: Path,
|
|
*,
|
|
source_filters: list[str],
|
|
methods: list[str],
|
|
force: bool = False,
|
|
on_progress: ProgressCallback | None = None,
|
|
) -> dict[str, Any]:
|
|
"""구조화→필터→모델 빌드를 수행하고 산출 메타데이터를 반환한다.
|
|
|
|
반환 dict:
|
|
- processed: {processed_file_path, converted_file_path, point_count, bounds, statistics}
|
|
- ground_summary: 필터별 지면 포인트 요약
|
|
- manifest: 지표면 모델 파이프라인 manifest
|
|
- models: [{model_type, model_file_path, resolution_m, generation_params, layers}]
|
|
"""
|
|
|
|
def _report(percent: int, stage: str, message: str) -> None:
|
|
if on_progress is not None:
|
|
on_progress(percent, stage, message)
|
|
|
|
total_started = time.monotonic()
|
|
stage_root = project_root / "B04_PreProcess"
|
|
processed_dir = stage_root / "processed"
|
|
models_dir = stage_root / "models"
|
|
processed_dir.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
|
|
models_dir.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
|
|
|
|
# 0. 입력 세대 검증: LAS가 바뀌었으면 모든 캐시를 재계산한다 (PLAN B-2)
|
|
identity_path = processed_dir / "source_identity.json"
|
|
current_identity = _source_identity(las_path)
|
|
stored_identity: dict[str, Any] | None = None
|
|
if identity_path.is_file():
|
|
try:
|
|
stored_identity = json.loads(identity_path.read_text(encoding="utf-8"))
|
|
except (OSError, ValueError):
|
|
stored_identity = None
|
|
rebuild = force or stored_identity != current_identity
|
|
|
|
# 1. LAS 구조화 (structured.npz) — 캐시가 유효하면 스킵 (PLAN B-1)
|
|
structured_path = processed_dir / "structured.npz"
|
|
if rebuild or not structured_path.is_file():
|
|
_report(10, "structurize", "LAS 구조화 중")
|
|
step_started = time.monotonic()
|
|
structured_path = structurize_las(las_path, processed_dir)
|
|
atomic_write_json(identity_path, current_identity)
|
|
logger.info(
|
|
"B04 LAS 구조화 완료: %s (%.1fs)", las_path.name, time.monotonic() - step_started
|
|
)
|
|
else:
|
|
_report(10, "structurize", "구조화 캐시 재사용")
|
|
logger.info("B04 구조화 캐시 재사용: %s", structured_path.name)
|
|
with np.load(structured_path) as structured:
|
|
xyz = structured["xyz"]
|
|
bounds = structured["bounds"]
|
|
total_points = int(len(xyz))
|
|
stats = {
|
|
"min_z": float(bounds[2, 0]),
|
|
"max_z": float(bounds[2, 1]),
|
|
"mean_z": float(np.mean(xyz[:, 2])) if total_points else None,
|
|
}
|
|
bounds_dict = {
|
|
"x_min": float(bounds[0, 0]),
|
|
"x_max": float(bounds[0, 1]),
|
|
"y_min": float(bounds[1, 0]),
|
|
"y_max": float(bounds[1, 1]),
|
|
}
|
|
data = {"xyz": xyz, "bounds": bounds}
|
|
|
|
# 2. 지면 필터 실행 — mask_{filter}.npy 영구 캐시 우선 재사용 (PLAN A-1)
|
|
_report(40, "ground_filter", "지면 필터 적용 중")
|
|
masks: dict[str, np.ndarray] = {}
|
|
for filter_key in source_filters:
|
|
mask_path = processed_dir / f"mask_{filter_key}.npy"
|
|
mask: np.ndarray | None = None
|
|
if not rebuild and mask_path.is_file():
|
|
stored_mask = np.load(mask_path)
|
|
if len(stored_mask) == total_points:
|
|
mask = np.asarray(stored_mask, dtype=bool)
|
|
logger.info("B04 지면 필터 캐시 재사용: %s", mask_path.name)
|
|
if mask is None:
|
|
step_started = time.monotonic()
|
|
mask = np.asarray(run_ground_filter(filter_key, data), dtype=bool)
|
|
np.save(mask_path, mask)
|
|
logger.info(
|
|
"B04 지면 필터 계산 완료: %s (%.1fs)",
|
|
filter_key,
|
|
time.monotonic() - step_started,
|
|
)
|
|
masks[filter_key] = mask
|
|
ground_summary = summarize_masks(data, masks)
|
|
for filter_key, mask in masks.items():
|
|
cache_path = processed_dir / f"ground_points_{filter_key}.npz"
|
|
if not rebuild and cache_path.is_file():
|
|
with np.load(cache_path) as cached:
|
|
if (
|
|
"cache_version" in cached
|
|
and int(cached["cache_version"]) == GROUND_POINT_CACHE_VERSION
|
|
):
|
|
continue
|
|
cache_ground_points(structured_path, filter_key, mask)
|
|
|
|
# 3. 지표면 5종 모델 빌드
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|
_report(70, "surface_model", "지표면 모델 생성 중")
|
|
config = build_surface_model_config()
|
|
config["source_filters"] = list(source_filters)
|
|
config["precompute"] = list(methods)
|
|
step_started = time.monotonic()
|
|
|
|
def _model_progress(percent: int, detail: str) -> None:
|
|
_report(70 + int(percent * 0.2), "surface_model", detail)
|
|
|
|
manifest = build_all_terrain_models(
|
|
data, masks, models_dir, config, force=rebuild, progress=_model_progress
|
|
)
|
|
logger.info(
|
|
"B04 지표면 모델 빌드 완료: status=%s (%.1fs)",
|
|
manifest.get("status"),
|
|
time.monotonic() - step_started,
|
|
)
|
|
|
|
# 3-2·3-3. VWorld 지도·국가 GIS 벡터·수치지형도 도엽 (공용 블록 — 도엽 서피스도 사용)
|
|
_report(90, "download_maps", "VWorld 지도 및 GIS 벡터 데이터 다운로드 중")
|
|
las_bounds_dict = {
|
|
"x": [float(bounds[0, 0]), float(bounds[0, 1])],
|
|
"y": [float(bounds[1, 0]), float(bounds[1, 1])],
|
|
"z": [float(bounds[2, 0]), float(bounds[2, 1])],
|
|
}
|
|
download_geodata(
|
|
project_root, processed_dir, las_bounds_dict, las_path.parent, rebuild, report=_report
|
|
)
|
|
|
|
# 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
|
|
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)
|
|
except Exception as exc:
|
|
logger.warning("도엽등고선 서피스 생성 실패: %s", exc)
|
|
|
|
_report(95, "saving", "결과 저장 중")
|
|
|
|
return _collect_analysis_result(
|
|
project_root,
|
|
models_dir,
|
|
structured_path,
|
|
bounds_dict,
|
|
stats,
|
|
total_points,
|
|
ground_summary,
|
|
manifest,
|
|
sheet_model,
|
|
total_started,
|
|
)
|
|
|
|
|
|
def download_geodata(
|
|
project_root: Path,
|
|
processed_dir: Path,
|
|
las_bounds_dict: dict[str, list[float]],
|
|
prj_search_dir: Path,
|
|
rebuild: bool,
|
|
*,
|
|
default_epsg: str = "EPSG:5186",
|
|
report: Any = None,
|
|
) -> None:
|
|
"""VWorld 지도·국가 GIS 벡터·수치지형도 도엽 확보 (공용 블록).
|
|
|
|
LAS 분석(run_surface_analysis)과 LAS 없는 도엽 서피스 분석이 같이 쓴다.
|
|
실패해도 예외를 밖으로 던지지 않는다 — 분석 본체를 막지 않는다.
|
|
"""
|
|
try:
|
|
# 입력 파일과 같은 폴더의 .prj를 우선 사용 (PLAN E-1: 전체 재귀 glob 제거)
|
|
prj_candidates = sorted(prj_search_dir.glob("*.prj")) or sorted(
|
|
project_root.glob("B03_FileInput/**/*.prj")
|
|
)
|
|
prj_path = prj_candidates[0] if prj_candidates else project_root / "result.prj"
|
|
|
|
from B04_PreProcess.B04_PreProcess_Engine_Extent import (
|
|
download_extent,
|
|
map_meta_covers,
|
|
satellite_extent,
|
|
)
|
|
from B04_PreProcess.B04_PreProcess_Engine_GisVector import download_all_gis_vectors
|
|
from B04_PreProcess.B04_PreProcess_Engine_VWorld import (
|
|
download_vworld_satellite_map,
|
|
get_epsg_from_prj,
|
|
)
|
|
|
|
project_epsg = default_epsg
|
|
if prj_path.exists():
|
|
project_epsg = get_epsg_from_prj(prj_path.read_text(encoding="utf-8", errors="ignore"))
|
|
# 국가 GIS 벡터는 라이다∪계획노선 범위로 받는다.
|
|
bounds_dict_for_download = download_extent(project_root, las_bounds_dict, project_epsg)
|
|
# 배경 지도(위성·하이브리드·백지도)는 계획노선이 걸치는 기준 도엽의 도곽 범위로 받는다
|
|
# — 수치지형도 도엽과 같은 눈금. 주변 도엽은 받지 않는다(2026-08-01 사용자 지시).
|
|
map_bounds_for_download = satellite_extent(project_root, las_bounds_dict, project_epsg)
|
|
|
|
# VWorld 지도 및 GIS 데이터 저장 위치는 B04_PreProcess/processed에 보관.
|
|
layers = [
|
|
{"layer": "Satellite", "ext": "jpeg"},
|
|
{"layer": "Hybrid", "ext": "png"},
|
|
{"layer": "white", "ext": "png"},
|
|
]
|
|
for item in layers:
|
|
meta_path = processed_dir / f"vworld_{item['layer'].lower()}_meta.json"
|
|
# 파일이 있어도 계획노선·여유 셀이 바뀌어 범위를 못 덮으면 다시 받는다.
|
|
# (B03 업로드가 부르는 경로는 rebuild=False라, 존재 여부만 보면 영영 갱신되지 않는다.)
|
|
if not rebuild and map_meta_covers(meta_path, map_bounds_for_download):
|
|
continue
|
|
try:
|
|
step_started = time.monotonic()
|
|
download_vworld_satellite_map(
|
|
prj_path,
|
|
map_bounds_for_download,
|
|
processed_dir,
|
|
layer_name=item["layer"],
|
|
ext=item["ext"],
|
|
)
|
|
logger.info(
|
|
"B04 VWorld %s 지도 다운로드 완료 (%.1fs)",
|
|
item["layer"],
|
|
time.monotonic() - step_started,
|
|
)
|
|
except Exception as exc:
|
|
logger.warning("B04 VWorld %s 지도 다운로드 실패: %s", item["layer"], exc)
|
|
|
|
# 등고선은 국가 gpkg 추가 시점이 전처리보다 늦을 수 있으므로 개별로 존재 여부를 확인한다.
|
|
contour_geojson = processed_dir / "등고선_bounds.geojson"
|
|
if (
|
|
rebuild
|
|
or not any(processed_dir.glob("*_bounds.geojson"))
|
|
or not contour_geojson.exists()
|
|
):
|
|
try:
|
|
step_started = time.monotonic()
|
|
download_all_gis_vectors(prj_path, bounds_dict_for_download, processed_dir)
|
|
logger.info(
|
|
"B04 국가 GIS 벡터 다운로드 완료 (%.1fs)", time.monotonic() - step_started
|
|
)
|
|
except Exception as exc:
|
|
logger.warning("B04 국가 GIS 벡터 다운로드 실패: %s", exc)
|
|
|
|
# 3-3. 1:5,000 수치지형도 도엽 확보 → 프로젝트 영구저장소
|
|
# 기준은 계획노선 시점·종점 (같은 도엽이면 9매, 이웃 도엽에 걸치면 12매).
|
|
# (실패해도 분석은 계속 — 폴백은 수동 다운로드 + 인제스트)
|
|
if report is not None:
|
|
report(92, "download_maps", "수치지형도 도엽 확보 중")
|
|
try:
|
|
from B04_PreProcess.B04_PreProcess_Engine_Extent import sheet_reference_points_wgs84
|
|
from B04_PreProcess.B04_PreProcess_Engine_MapSheet import neighbors_for_points
|
|
from B04_PreProcess.B04_PreProcess_Engine_SheetStore import (
|
|
ensure_sheets,
|
|
get_project_map_sheets_dir,
|
|
prune_sheets,
|
|
)
|
|
|
|
step_started = time.monotonic()
|
|
# 도엽 기준은 계획노선 시점·종점 — 노선이 두 도엽에 걸치면 양쪽 주변까지 확보한다.
|
|
# 계획노선이 없으면 라이다 범위 중심으로 되돌아간다(2026-08-01 사용자 지시).
|
|
reference_points = sheet_reference_points_wgs84(
|
|
project_root, las_bounds_dict, project_epsg
|
|
)
|
|
sheet_grid = neighbors_for_points(reference_points)
|
|
sheet_store = get_project_map_sheets_dir(project_root)
|
|
sheet_result = ensure_sheets(sheet_store, sheet_grid)
|
|
if sheet_result["failed"]:
|
|
logger.warning("B04 수치지형도 도엽 일부 확보 실패: %s", sheet_result["failed"])
|
|
logger.info(
|
|
"B04 수치지형도 도엽 확보 완료: %d매 (%.1fs)",
|
|
len(sheet_result["available"]),
|
|
time.monotonic() - step_started,
|
|
)
|
|
# 선정에서 빠진 zip은 쓰이지 않으므로 정리한다(다른 지역 잔재 포함).
|
|
prune_sheets(sheet_store, sheet_grid)
|
|
|
|
# 확보된 도엽을 레이어별 병합 GeoJSON으로 산출 (기존 산출물 있으면 스킵)
|
|
if sheet_result["available"] and (
|
|
rebuild or not any(processed_dir.glob("도엽_*.geojson"))
|
|
):
|
|
from B04_PreProcess.B04_PreProcess_Engine_SheetParser import (
|
|
parse_and_merge_sheets,
|
|
)
|
|
|
|
step_started = time.monotonic()
|
|
merged = parse_and_merge_sheets(
|
|
sheet_store, list(sheet_result["available"]), processed_dir
|
|
)
|
|
logger.info(
|
|
"B04 도엽 레이어 병합 완료: %s (%.1fs)",
|
|
{k: v["count"] for k, v in merged.items()},
|
|
time.monotonic() - step_started,
|
|
)
|
|
except Exception as exc:
|
|
logger.warning("B04 수치지형도 도엽 확보 실패: %s", exc)
|
|
except Exception as exc:
|
|
logger.warning("B04 지도·GIS 다운로드 단계 실패: %s", exc)
|
|
|
|
|
|
def _collect_analysis_result(
|
|
project_root: Path,
|
|
models_dir: Path,
|
|
structured_path: Path,
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bounds_dict: dict[str, float],
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stats: dict[str, Any],
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total_points: int,
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ground_summary: dict[str, Any],
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manifest: dict[str, Any],
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sheet_model: dict[str, Any] | None,
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total_started: float,
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) -> dict[str, Any]:
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"""manifest에서 모델 목록을 추려 분석 결과 dict를 조립한다."""
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processed = {
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"processed_file_path": _relative_to_project(project_root, structured_path),
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"converted_file_path": None,
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"point_count": total_points,
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"bounds": bounds_dict,
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"statistics": stats,
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}
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# manifest에서 저장된 모델별 정보 추출 (필터별 대표 모델)
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models: list[dict[str, Any]] = []
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for filter_key, filter_entry in manifest.get("source_filters", {}).items():
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for method, meta in filter_entry.get("methods", {}).items():
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if meta.get("status") != "completed":
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continue
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model_file = meta.get("model_file")
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model_path = (models_dir / model_file) if model_file else None
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layers: list[dict[str, Any]] = []
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if meta.get("preview_file"):
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layers.append(
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{
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"layer_name": f"{method}_{filter_key}_preview",
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"geometry_type": "MESH" if method != "meshfree" else "POINTCLOUD",
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"file_path": _relative_to_project(
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project_root, models_dir / meta["preview_file"]
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|
),
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"file_format": "glb" if method != "meshfree" else "ply",
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|
}
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|
)
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models.append(
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{
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"model_type": method,
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"source_filter": filter_key,
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"representation": meta.get("representation"),
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"model_file_path": _relative_to_project(project_root, model_path)
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|
if model_path
|
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else None,
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"resolution_m": meta.get("grid_resolution_meters"),
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"generation_params": {
|
|
"source_filter": filter_key,
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|
"representation": meta.get("representation"),
|
|
"footprint_area_m2": meta.get("footprint_area_m2"),
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|
},
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"layers": layers,
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|
}
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|
)
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if sheet_model is not None:
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models.append(sheet_model)
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logger.info(
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"B04 WF1 분석 완료: 모델 %d개, 총 %.1fs", len(models), time.monotonic() - total_started
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)
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return {
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"processed": processed,
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"ground_summary": ground_summary,
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|
"manifest": manifest,
|
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"models": models,
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|
}
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