eomsangdonandClaude Opus 5.5
28c7afe697
- 도엽 + 여유 200 m(창고에 있는 도엽만 · 없는 이웃 = 출구)로 셈 · storage/_shared/terrain/<도엽>/zero_acc_<epsg>_2m.npz - 열쇠 = 쓴 도엽 지형 열쇠 · 이웃 지형이 새로 생기면 다시 셈 - 0차곡 겹 = 도엽 누적 이어 붙임 · 임계 바꿈은 칸 고르기 · 선 뽑기만 · 창고 격자 아닌 옛 DEM 은 통째 셈 - 새 시험 608 = 조각 대 통째 0차곡 칸 차 0 · 저장 · 이웃 들어옴 다시 · 임계 바꿈 누적 그대로 Co-Authored-By: Claude Opus 5.5 <noreply@anthropic.com>
316 lines
13 KiB
Python
316 lines
13 KiB
Python
"""D 노선분석 지도 0차곡 겹 — 지형 추정 골짜기 머리(PLAN 584-1 · 608-2 · 요구 443 · 486).
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0차곡 = 뚜렷한 유로가 없는 곡두의 집수지형(`노선_배치.md:31` · 교본 `3. 임도망의 배치 절차.md:156`)
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→ 사업 DEM(평활 안 한 `models_plan/dtm_sheet_<방법>.npz`)을 2 m 로 솎아 D8 흐름누적 ·
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위 집수 넓이가 `min_m2` 이상 · `max_m2` 미만인 칸 = 0차곡(그보다 크면 1차 계류) →
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세선화 · 선 뽑기(B05 `_mask_to_polylines`) · 경위도 선 + 가닥 · 길이 합.
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임계값 = 지식DB 수치 없음 → 정함(브레인) 0.1 ha · 1 ha · 바꿈 = 요청 `min_m2` · `max_m2`.
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파생 저장본(열쇠 = 격자 지문 · 임계 · 칸 · 쓴 도엽 누적 지문).
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흐름누적 = 공용 지형 창고 도엽마다(도엽 + 여유 200 m · 창고에 있는 이웃 도엽만) 한 번 셈 →
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`storage/_shared/terrain/<도엽>/zero_acc_<epsg>_<칸>m.npz`(열쇠 = 쓴 도엽 지형 열쇠) ·
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임계 바꿈 = 저장 누적에서 칸 고르기 · 선 뽑기만 · 사업 DEM 이 창고 격자가 아니면(옛 받기) 통째 셈.
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계산 자리 = ③ 서버 단독.
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"""
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from __future__ import annotations
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import json
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import math
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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 common_util import common_util_terrain_store as terrain_store
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from common_util.common_util_atomic import atomic_write_npz
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from common_util.common_util_derived_store import (
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derived_key,
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file_stamp,
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read_derived,
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write_derived,
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)
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from common_util.common_util_json import atomic_write_json
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from config.config_system_terrain import SHEET_SURFACE_DEFAULT_METHOD
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ZERO_ORDER_KIND = "plan_zero_order"
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ZERO_ORDER_VERSION = 2
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ZERO_ORDER_MIN_M2 = 1_000.0 # 집수 시작(0.1 ha)
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ZERO_ORDER_MAX_M2 = 10_000.0 # 이 넓이부터 1차 계류(1 ha)
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ZERO_ORDER_CELL_M = 2.0 # 흐름누적 칸(1 m 격자는 솎음)
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ZERO_ORDER_MIN_LEN_M = 10.0 # 세선화 갈림목 토막 거름
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ZERO_ORDER_MARGIN_M = 200.0 # 도엽 누적 여유(통째 셈과 0차곡 칸 차 0 · 분석 486 3-1)
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ACC_CAP = 65535 # 저장 누적 상한(칸 수 · 2 m 면 26 ha · 임계 1 ha 보다 넉넉)
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SIMPLIFY_M = 1.0
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_D8 = ((-1, -1), (-1, 0), (-1, 1), (0, -1), (0, 1), (1, -1), (1, 0), (1, 1))
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def _shift(grid: np.ndarray, dr: int, dc: int, fill: Any) -> np.ndarray:
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"""칸마다 (dr, dc) 이웃 값 — 격자 밖 = `fill`."""
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rows, cols = grid.shape
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pad = np.pad(grid, 1, constant_values=fill)
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return pad[1 + dr : 1 + dr + rows, 1 + dc : 1 + dc + cols]
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def d8_accumulation(z: np.ndarray, valid: np.ndarray) -> np.ndarray:
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"""D8 흐름누적(칸 수 · 자기 칸 포함 · 빈 칸 0).
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웅덩이 메움(형태 재구성 · 가장자리 · 빈 칸 곁 = 출구) → 가장 가파른 아래 이웃 하나로 흐름 →
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평지(등고선 칸 · 메운 웅덩이)는 이미 흐르는 같은 높이 이웃으로 이어 감 → 위에서 아래로 더함.
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"""
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from skimage.morphology import reconstruction
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rows, cols = z.shape
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height = np.where(valid, np.asarray(z, float), np.nan)
|
||
floor = np.nanmin(height) if valid.any() else 0.0
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edge = valid & ~np.all([_shift(valid, dr, dc, False) for dr, dc in _D8], axis=0)
|
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ground = np.where(valid, height, floor)
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seed = np.where(edge | ~valid, ground, ground.max())
|
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filled = np.where(valid, reconstruction(seed, ground, method="erosion"), np.nan)
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index = np.arange(rows * cols).reshape(rows, cols)
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best = np.zeros(z.shape)
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receiver = np.full(z.shape, -1, np.int64)
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||
with np.errstate(invalid="ignore"):
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for dr, dc in _D8:
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drop = (filled - _shift(filled, dr, dc, np.nan)) / math.hypot(dr, dc)
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better = drop > best
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best = np.where(better, drop, best)
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||
receiver = np.where(better, index + dr * cols + dc, receiver)
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||
done = (receiver >= 0) | edge | ~valid
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while True:
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grew = False
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for dr, dc in _D8:
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take = ~done & _shift(done & valid, dr, dc, False)
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take &= _shift(filled, dr, dc, np.nan) == filled
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if take.any():
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receiver[take] = index[take] + dr * cols + dc
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done |= take
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grew = True
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if not grew:
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break
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down = receiver.ravel().tolist()
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acc = valid.astype(float).ravel().tolist()
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upstream = np.bincount(receiver[receiver >= 0], minlength=rows * cols).tolist()
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stack = [i for i, n in enumerate(upstream) if n == 0]
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while stack:
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i = stack.pop()
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j = down[i]
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if j >= 0:
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acc[j] += acc[i]
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upstream[j] -= 1
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if upstream[j] == 0:
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stack.append(j)
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return np.asarray(acc).reshape(rows, cols)
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def zero_order_mask(
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acc: np.ndarray, valid: np.ndarray, cell_m: float, min_m2: float, max_m2: float
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) -> np.ndarray:
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"""위 집수 넓이(칸 수 × 칸 넓이)가 [min_m2, max_m2) 인 칸."""
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area = acc * cell_m * cell_m
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return valid & (area >= min_m2) & (area < max_m2)
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def mask_lines(
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acc: np.ndarray,
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z: np.ndarray,
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||
valid: np.ndarray,
|
||
x: np.ndarray,
|
||
y: np.ndarray,
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||
cell_m: float,
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||
min_m2: float = ZERO_ORDER_MIN_M2,
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||
max_m2: float = ZERO_ORDER_MAX_M2,
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||
) -> list[list[tuple[float, float]]]:
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"""흐름누적 → 0차곡 칸 → 선(작업 좌표계 m 점 목록 · `ZERO_ORDER_MIN_LEN_M` 미만 거름)."""
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from B05_Profile.B05_Profile_Engine_Skeleton import _mask_to_polylines
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mask = zero_order_mask(acc, valid, cell_m, min_m2, max_m2)
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lines = [[(p[0], p[1]) for p in line["polyline"]] for line in _mask_to_polylines(mask, x, y, z)]
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return [
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line
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for line in lines
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if sum(math.dist(a, b) for a, b in zip(line, line[1:])) >= ZERO_ORDER_MIN_LEN_M
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||
]
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||
|
||
|
||
def zero_order_lines(
|
||
z: np.ndarray,
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||
valid: np.ndarray,
|
||
x: np.ndarray,
|
||
y: np.ndarray,
|
||
cell_m: float,
|
||
min_m2: float = ZERO_ORDER_MIN_M2,
|
||
max_m2: float = ZERO_ORDER_MAX_M2,
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||
) -> list[list[tuple[float, float]]]:
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||
"""격자(행 = 남 → 북) 통째 흐름누적 → 0차곡 선."""
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return mask_lines(d8_accumulation(z, valid), z, valid, x, y, cell_m, min_m2, max_m2)
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||
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def _read_json(path: Path) -> Any:
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try:
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return json.loads(path.read_text(encoding="utf-8"))
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except (OSError, ValueError):
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return None
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||
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def _acc_names(sheet_no: str, epsg: int, cell_m: float) -> tuple[Path, Path, Path]:
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folder = terrain_store.TERRAIN_ROOT / str(sheet_no)
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stem = f"zero_acc_{int(epsg)}_{cell_m:g}m"
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return folder / f"{stem}.npz", folder / f"{stem}.key.json", folder / f".{stem}.lock"
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||
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def _dem_key(sheet_no: str, epsg: int, cell_m: float) -> dict[str, Any] | None:
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"""창고 지형 열쇠(셈 시간 뺌) — 안 셌거나 원천이 바뀌었으면 None."""
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stored = terrain_store._stored_ok(sheet_no, epsg, cell_m)
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return None if stored is None else {k: v for k, v in stored.items() if k != "seconds"}
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def sheet_accumulation(sheet_no: str, epsg: int, cell_m: float = ZERO_ORDER_CELL_M) -> Path | None:
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"""도엽 하나의 흐름누적(창고) — 도엽 + 여유 200 m 지형(창고에 있는 도엽만 · 없는 이웃 =
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출구)으로 셈 · 도엽 칸만 저장(uint16 · `ACC_CAP` 로 자름) · 열쇠 = 쓴 도엽 지형 열쇠 ·
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||
지형이 없으면 None."""
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own = _dem_key(sheet_no, epsg, cell_m)
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||
dem_npz = terrain_store._names(sheet_no, epsg, cell_m)[0]
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||
if own is None or own.get("empty") or not dem_npz.is_file():
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return None
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with np.load(dem_npz) as data:
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ix0, iy0 = int(data["ix0"]), int(data["iy0"])
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rows, cols = data["z"].shape
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pad = math.ceil(ZERO_ORDER_MARGIN_M / cell_m)
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box = (
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(ix0 - pad) * cell_m,
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(iy0 - pad) * cell_m,
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(ix0 + cols + pad) * cell_m,
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||
(iy0 + rows + pad) * cell_m,
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||
)
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used = {}
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for no in terrain_store.sheets_for_box(box, epsg):
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dem = _dem_key(no, epsg, cell_m)
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if dem is not None and not dem.get("empty"):
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used[no] = dem
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key = {"version": ZERO_ORDER_VERSION, "margin_m": ZERO_ORDER_MARGIN_M, "dem": used}
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npz, key_path, lock_path = _acc_names(sheet_no, epsg, cell_m)
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if npz.is_file() and _read_json(key_path) == key:
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return npz
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with terrain_store._Lock(lock_path):
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||
if npz.is_file() and _read_json(key_path) == key: # 기다리는 동안 남이 셌을 수 있음
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return npz
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grid = terrain_store.load_terrain(epsg, sheets=sorted(used), box=box, cell_m=cell_m)
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acc = d8_accumulation(grid["z"], grid["valid_mask"])[pad : pad + rows, pad : pad + cols]
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key_path.unlink(missing_ok=True) # 쓰는 도중 끊기면 옛 열쇠가 새 파일을 덮지 않게
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atomic_write_npz(
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npz,
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acc=np.minimum(acc, ACC_CAP).astype(np.uint16),
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ix0=np.int64(ix0),
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iy0=np.int64(iy0),
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cell_m=np.float64(cell_m),
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)
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atomic_write_json(key_path, key)
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return npz
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def store_accumulation_paths(
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x: np.ndarray, y: np.ndarray, epsg: int, cell_m: float
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) -> list[Path] | None:
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"""사업 DEM 격자(창고 격자 위)를 덮는 도엽 누적 — 창고 격자 아님 · 지형 안 센 도엽 = None."""
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fx, fy = x[0] / cell_m - 0.5, y[0] / cell_m - 0.5
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if cell_m != ZERO_ORDER_CELL_M or abs(fx - round(fx)) > 1e-6 or abs(fy - round(fy)) > 1e-6:
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return None
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half = cell_m / 2
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box = (x[0] - half, y[0] - half, x[-1] + half, y[-1] + half)
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paths: list[Path] = []
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for no in terrain_store.sheets_for_box(box, epsg):
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dem = _dem_key(no, epsg, cell_m)
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if dem is None:
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return None
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path = None if dem.get("empty") else sheet_accumulation(no, epsg, cell_m)
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if path is not None:
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paths.append(path)
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return paths
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def paste_accumulation(
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paths: list[Path], x: np.ndarray, y: np.ndarray, cell_m: float
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) -> np.ndarray:
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"""도엽 누적을 사업 격자(y 오름차순)에 이어 붙임 — 없는 칸 0."""
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ix0, iy0 = round(x[0] / cell_m - 0.5), round(y[0] / cell_m - 0.5)
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acc = np.zeros((len(y), len(x)))
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for path in paths:
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with np.load(path) as data:
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px, py, part = int(data["ix0"]), int(data["iy0"]), data["acc"]
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r0, c0 = max(py, iy0), max(px, ix0)
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r1, c1 = min(py + part.shape[0], iy0 + len(y)), min(px + part.shape[1], ix0 + len(x))
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if r0 < r1 and c0 < c1:
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src = part[r0 - py : r1 - py, c0 - px : c1 - px]
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||
np.copyto(acc[r0 - iy0 : r1 - iy0, c0 - ix0 : c1 - ix0], src, where=src > 0)
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return acc
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def zero_order_layer(
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project_root: Path,
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models_dir: Path,
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epsg: int,
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min_m2: float = ZERO_ORDER_MIN_M2,
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max_m2: float = ZERO_ORDER_MAX_M2,
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) -> dict[str, Any]:
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"""0차곡 겹 — 지문(격자 파일 · 임계 · 칸 · 도엽 누적) 같으면 저장본 · 경위도 선 + 가닥 ·
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길이 합 m."""
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from shapely.geometry import LineString, mapping
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from shapely.ops import transform
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from D03_PlanAnalysis.D03_PlanAnalysis_Layers import _transforms
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npz = models_dir / f"dtm_sheet_{SHEET_SURFACE_DEFAULT_METHOD}.npz"
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stamp = file_stamp(npz)
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if stamp is None:
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raise FileNotFoundError("사업 지형면이 없습니다 — 지형 받기 뒤 보입니다.")
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with np.load(npz) as dem:
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x, y = np.asarray(dem["x"], float), np.asarray(dem["y"], float)
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||
cell = float(dem["resolution"][0]) if "resolution" in dem.files else float(x[1] - x[0])
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step = max(1, round(ZERO_ORDER_CELL_M / cell))
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||
x, y, cell_m = x[::step], y[::step], cell * step
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paths = store_accumulation_paths(x, y, epsg, cell_m)
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key = derived_key(
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ZERO_ORDER_KIND,
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ZERO_ORDER_VERSION,
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npz.name,
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||
stamp,
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int(epsg),
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float(min_m2),
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float(max_m2),
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ZERO_ORDER_CELL_M,
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ZERO_ORDER_MIN_LEN_M,
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SIMPLIFY_M,
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None if paths is None else [f"{p.parent.name}:{file_stamp(p)}" for p in paths],
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)
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saved = read_derived(project_root, ZERO_ORDER_KIND, key)
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||
if saved is not None:
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return saved["value"]
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with np.load(npz) as dem:
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||
z = np.asarray(dem["z"], float)[::step, ::step]
|
||
valid = np.asarray(dem["valid_mask"], bool)[::step, ::step]
|
||
if paths is None:
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||
lines = zero_order_lines(z, valid, x, y, cell_m, min_m2, max_m2)
|
||
else:
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||
acc = paste_accumulation(paths, x, y, cell_m)
|
||
lines = mask_lines(acc, z, valid, x, y, cell_m, min_m2, max_m2)
|
||
_, to_ll = _transforms(epsg)
|
||
shapes = [LineString(line).simplify(SIMPLIFY_M) for line in lines]
|
||
value = {
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||
"min_m2": float(min_m2),
|
||
"max_m2": float(max_m2),
|
||
"cell_m": cell_m,
|
||
"count": len(shapes),
|
||
"length_m": round(sum(s.length for s in shapes), 1),
|
||
"collection": {
|
||
"type": "FeatureCollection",
|
||
"features": [
|
||
{"type": "Feature", "geometry": mapping(transform(to_ll, s)), "properties": {}}
|
||
for s in shapes
|
||
],
|
||
},
|
||
}
|
||
write_derived(project_root, ZERO_ORDER_KIND, key, value)
|
||
return value
|