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Aislo/B04_PreProcess/B04_PreProcess_Engine_SheetSurface.py
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eomsangdonandClaude Opus 5 462b71e896 fix(B04): 도엽 서피스 npz에 bounds를 넣어 등고선과 메시 원점을 맞춘다
dtm_sheet.npz에 bounds가 없어 등고선 API가 LAS structured.npz bounds로
폴백했고, 메시(glb)는 sheet 격자 중심으로 만들어져 등고선이 X -7.1m,
Y +3.4m, Z +3.3m 떠 보였다. LAS 없는 프로젝트면 등고선 생성 자체가 실패한다.
glb와 같은 bounds(3x2)를 npz에 저장해 두 산출물이 같은 원점을 공유한다.

Co-Authored-By: Claude Opus 5 (1M context) <noreply@anthropic.com>
2026-08-30 14:38:24 +09:00

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Python
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"""도엽등고선 3D 서피스 — 1:5,000 수치지형도 등고선으로 DTM 격자를 만든다.
LAS 없는 설계(2026-08-30 사용자 확정)의 지형 원천이자, LAS가 있어도 참고용으로
같이 만들어 두는 서피스다. 산출 형식은 LAS 파이프라인의 DTM과 완전히 같게 맞춘다
(`dtm_sheet.npz`: x/y/z/valid_mask) — 종·횡단·배수 세부설계가 쓰는
`build_surface_sampler(models_dir, "sheet", "dtm", smooth=False)`가 무수정으로 돈다.
절취 범위는 노선 XY bbox + `SHEET_SURFACE_MARGIN_M`(300m) 직사각형(사용자 확정),
격자는 `SHEET_SURFACE_GRID_M`(1m). 등고선→정점 구름→Delaunay TIN 보간은 배수유역
엔진(`_Watershed_Grid`)의 검증된 경로를 그대로 쓴다.
"""
import json
import logging
import time
from pathlib import Path
from typing import Any
import numpy as np
from pyproj import Transformer
from B04_PreProcess.B04_PreProcess_Engine_ModelContext import (
atomic_npz,
clip_and_compact_mesh,
grid_faces,
grid_vertices,
write_glb,
)
from B04_PreProcess.B04_PreProcess_Engine_Watershed_Grid import (
build_contour_cloud,
grid_spec_from_bounds,
interpolate_elevation,
)
from config.config_system import (
SHEET_SURFACE_GRID_M,
SHEET_SURFACE_MARGIN_M,
SURFACE_MAX_PREVIEW_VERTICES,
)
logger = logging.getLogger(__name__)
# 도엽 병합 산출물 파일명 (B04_PreProcess_Router_Watershed와 같은 값)
_CONTOUR_FILE = "도엽_등고선.geojson"
# 산출 모델 식별자 — surface_models.generation_params.source_filter 및 파일 stem에 쓴다.
SHEET_SOURCE_FILTER = "sheet"
def _load_contour_features_metric(processed_dir: Path, epsg: int) -> list[dict[str, Any]]:
"""병합 도엽 등고선(WGS84)을 읽어 사업지 CRS(m)로 재투영한다."""
path = processed_dir / _CONTOUR_FILE
if not path.exists():
logger.warning("도엽 서피스: 등고선 파일이 없습니다: %s", path)
return []
try:
with path.open("r", encoding="utf-8") as file:
data = json.load(file)
except (OSError, json.JSONDecodeError):
logger.warning("도엽 서피스: 등고선 GeoJSON을 읽지 못했습니다: %s", path)
return []
features = data.get("features")
if not isinstance(features, list):
return []
transformer = Transformer.from_crs("EPSG:4326", f"EPSG:{epsg}", always_xy=True)
def _map(coords: Any) -> Any:
if not isinstance(coords, list):
return coords
if coords and isinstance(coords[0], (int, float)):
x, y = transformer.transform(coords[0], coords[1])
return [x, y, *coords[2:]]
return [_map(item) for item in coords]
converted: list[dict[str, Any]] = []
for feature in features:
geometry = feature.get("geometry") or {}
coordinates = _map(geometry.get("coordinates"))
if coordinates is None:
continue
converted.append(
{
"type": "Feature",
"properties": feature.get("properties") or {},
"geometry": {"type": geometry.get("type"), "coordinates": coordinates},
}
)
return converted
def _preview_mesh(
x: np.ndarray, y: np.ndarray, z: np.ndarray, valid: np.ndarray
) -> tuple[np.ndarray, np.ndarray]:
"""프리뷰용 정점·면 — 정점 수가 상한을 넘으면 격자를 성기게 딴다."""
stride = 1
while (len(x) // stride + 1) * (len(y) // stride + 1) > SURFACE_MAX_PREVIEW_VERTICES:
stride += 1
px, py = x[::stride], y[::stride]
pz, pv = z[::stride, ::stride], valid[::stride, ::stride]
vertices = grid_vertices(px, py, pz.astype(np.float64))
faces = grid_faces(len(py), len(px))
return clip_and_compact_mesh(vertices, faces, pv.reshape(-1))
def build_sheet_surface_model(
project_root: Path,
processed_dir: Path,
models_dir: Path,
route_xy: np.ndarray,
epsg: int,
) -> 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_contour_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
# 저지대 제거(floor) 없이 전부 쓴다 — 종·횡단은 낮은 지반도 필요하다.
cloud = build_contour_cloud(features, None, (x_min, y_min, x_max, y_max))
if cloud.is_empty:
logger.warning("도엽 서피스: 절취 범위 안에 등고선 정점이 없습니다.")
return None
spec = grid_spec_from_bounds(x_min, y_min, x_max, y_max, SHEET_SURFACE_GRID_M)
surface = interpolate_elevation(spec, cloud) # (R, C), 북→남 행 순서, 외부 NaN
# 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.")
return None
stem = f"dtm_{SHEET_SOURCE_FILTER}"
model_path = models_dir / f"{stem}.npz"
preview_path = models_dir / f"{stem}_preview.glb"
finite_z = z_grid[valid_grid]
# bounds를 npz에 같이 넣는다 — 등고선 API가 이 값을 화면 원점으로 쓴다. 없으면
# LAS structured.npz로 폴백해 메시(glb) 원점과 어긋난다(LAS 없는 설계는 아예 실패).
bounds = np.array(
[
[x_coords[0], x_coords[-1]],
[y_coords[0], y_coords[-1]],
[float(finite_z.min()), float(finite_z.max())],
]
)
atomic_npz(
model_path,
x=x_coords,
y=y_coords,
z=z_grid,
valid_mask=valid_grid,
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, 정점 %d개 (%.1fs)",
spec.n_rows,
spec.n_cols,
cloud.xy.shape[0],
time.monotonic() - started,
)
return {
"model_type": "dtm",
"source_filter": SHEET_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,
"representation": "regular_grid",
"source": "map_sheet_contours",
"margin_m": SHEET_SURFACE_MARGIN_M,
},
"layers": [
{
"layer_name": f"dtm_{SHEET_SOURCE_FILTER}_preview",
"geometry_type": "MESH",
"file_path": str(preview_path.relative_to(project_root)).replace("\\", "/"),
"file_format": "glb",
}
],
}
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."""
from common_util.common_util_route_geometry import (
find_planned_route_file,
read_planned_route_csv,
)
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
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
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
)
def run_sheet_surface_analysis(
project_root: Path,
route_csv_path: Path,
*,
on_progress: Any = None,
) -> dict[str, Any]:
"""LAS 없는 WF1 — 도엽 확보 후 도엽등고선 서피스만으로 분석 결과를 만든다.
반환 형식은 `run_surface_analysis()`와 같다(save_surface_analysis_to_db 호환).
"""
from common_util.common_util_route_geometry import read_planned_route_csv
def _report(percent: int, stage: str, message: str) -> None:
if on_progress is not None:
on_progress(percent, stage, message)
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)
planned = read_planned_route_csv(route_csv_path)
if planned is None or len(planned.vertices) < 2:
raise ValueError(f"계획 노선 파일을 읽지 못했습니다: {route_csv_path.name}")
epsg = planned.epsg or 5186
route_xy = np.array([(v.x, v.y) for v in planned.vertices], dtype=np.float64)
bounds_dict = {
"x": [float(route_xy[:, 0].min()), float(route_xy[:, 0].max())],
"y": [float(route_xy[:, 1].min()), float(route_xy[:, 1].max())],
"z": [
float(min(v.z for v in planned.vertices)),
float(max(v.z for v in planned.vertices)),
],
}
# VWorld 지도·GIS 벡터·도엽 확보 — LAS 경로와 같은 공용 블록 (지연 import로 순환 회피)
_report(30, "download_maps", "VWorld 지도 및 수치지형도 도엽 확보 중")
from B04_PreProcess.B04_PreProcess_Engine import download_geodata
download_geodata(
project_root,
processed_dir,
bounds_dict,
route_csv_path.parent,
rebuild=False,
default_epsg=f"EPSG:{epsg}",
report=_report,
)
_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:
raise ValueError("도엽등고선으로 지표면을 만들지 못했습니다 — 도엽 확보를 확인하세요.")
_report(95, "saving", "결과 저장 중")
return {
"processed": {
"processed_file_path": str(
(processed_dir / _CONTOUR_FILE).relative_to(project_root)
).replace("\\", "/"),
"converted_file_path": None,
"point_count": int(len(route_xy)),
"bounds": {
"x_min": bounds_dict["x"][0],
"x_max": bounds_dict["x"][1],
"y_min": bounds_dict["y"][0],
"y_max": bounds_dict["y"][1],
},
"statistics": {
"min_z": bounds_dict["z"][0],
"max_z": bounds_dict["z"][1],
"mean_z": None,
},
},
"ground_summary": {},
"manifest": {"status": "sheet_only"},
"models": [model],
}