src/HYDROData/HYDROData_Bathymetry.cxx

   1
   2 #include "HYDROData_Bathymetry.h"
   3 #include "HYDROData_Document.h"
   4 #include "HYDROData_Tool.h"
   5 #include "HYDROData_PolylineXY.h"
   6
   7 #include <boost/math/special_functions/fpclassify.hpp>
   8
   9 #include <gp_XY.hxx>
  10 #include <gp_XYZ.hxx>
  11
  12 #include <TDataStd_RealArray.hxx>
  13 #include <TDataStd_AsciiString.hxx>
  14 #include <TDataStd_Integer.hxx>
  15
  16 #include <QFile>
  17 #include <QFileInfo>
  18 #include <QPointF>
  19 #include <QPolygonF>
  20 #include <QStringList>
  21
  22 #include <math.h>
  23
  24 // #define _TIMER
  25 #ifdef _TIMER
  26 #include <OSD_Timer.hxx>
  27 #endif
  28
  29 IMPLEMENT_STANDARD_HANDLE(HYDROData_Bathymetry, HYDROData_IAltitudeObject)
  30 IMPLEMENT_STANDARD_RTTIEXT(HYDROData_Bathymetry, HYDROData_IAltitudeObject)
  31
  32 HYDROData_Bathymetry::HYDROData_Bathymetry()
  33 : HYDROData_IAltitudeObject()
  34 {
  35 }
  36
  37 HYDROData_Bathymetry::~HYDROData_Bathymetry()
  38 {
  39 }
  40
  41 QStringList HYDROData_Bathymetry::DumpToPython( MapOfTreatedObjects& theTreatedObjects ) const
  42 {
  43   QStringList aResList = dumpObjectCreation( theTreatedObjects );
  44   QString aBathymetryName = GetObjPyName();
  45
  46   aResList << QString( "%1.SetAltitudesInverted( %2 );" )
  47               .arg( aBathymetryName ).arg( IsAltitudesInverted() );
  48
  49   TCollection_AsciiString aFilePath = GetFilePath();
  50   aResList << QString( "%1.ImportFromFile( \"%2\" );" )
  51               .arg( aBathymetryName ).arg( aFilePath.ToCString() );
  52
  53   aResList << QString( "" );
  54   aResList << QString( "%1.Update();" ).arg( aBathymetryName );
  55   aResList << QString( "" );
  56
  57   return aResList;
  58 }
  59
  60 void HYDROData_Bathymetry::SetAltitudePoints( const AltitudePoints& thePoints )
  61 {
  62   RemoveAltitudePoints();
  63
  64   if ( thePoints.IsEmpty() )
  65     return;
  66
  67   // Save coordinates
  68   Handle(TDataStd_RealArray) aCoordsArray =
  69     TDataStd_RealArray::Set( myLab.FindChild( DataTag_AltitudePoints ), 0, thePoints.Length() * 3 - 1 );
  70
  71   AltitudePoints::Iterator anIter( thePoints );
  72   for ( int i = 0 ; anIter.More(); ++i, anIter.Next() )
  73   {
  74     const AltitudePoint& aPoint = anIter.Value();
  75
  76     aCoordsArray->SetValue( i * 3, aPoint.X() );
  77     aCoordsArray->SetValue( i * 3 + 1, aPoint.Y() );
  78     aCoordsArray->SetValue( i * 3 + 2, aPoint.Z() );
  79   }
  80
  81   SetToUpdate( true );
  82 }
  83
  84 HYDROData_Bathymetry::AltitudePoints HYDROData_Bathymetry::GetAltitudePoints() const
  85 {
  86   AltitudePoints aPoints;
  87
  88   TDF_Label aLabel = myLab.FindChild( DataTag_AltitudePoints, false );
  89   if ( aLabel.IsNull() )
  90     return aPoints;
  91
  92   Handle(TDataStd_RealArray) aCoordsArray;
  93   if ( !aLabel.FindAttribute( TDataStd_RealArray::GetID(), aCoordsArray ) )
  94     return aPoints;
  95
  96   for ( int i = aCoordsArray->Lower(), n = aCoordsArray->Upper(); i <= n; )
  97   {
  98     if ( i + 3 > n + 1 )
  99       break;
 100
 101     AltitudePoint aPoint;
 102     aPoint.SetX( aCoordsArray->Value( i++ ) );
 103     aPoint.SetY( aCoordsArray->Value( i++ ) );
 104     aPoint.SetZ( aCoordsArray->Value( i++ ) );
 105
 106     aPoints.Append( aPoint );
 107   }
 108
 109   return aPoints;
 110 }
 111
 112 void HYDROData_Bathymetry::RemoveAltitudePoints()
 113 {
 114   TDF_Label aLabel = myLab.FindChild( DataTag_AltitudePoints, false );
 115   if ( !aLabel.IsNull() )
 116   {
 117     aLabel.ForgetAllAttributes();
 118     SetToUpdate( true );
 119   }
 120 }
 121
 122 void interpolateAltitudeForPoints( const gp_XY&                               thePoint,
 123                                    const HYDROData_Bathymetry::AltitudePoint& theFirstPoint,
 124                                    const HYDROData_Bathymetry::AltitudePoint& theSecPoint,
 125                                    HYDROData_Bathymetry::AltitudePoint&       theResPoint,
 126                                    const bool&                                theIsVertical )
 127 {
 128   double aCoordX = thePoint.X();
 129   double aCoordY = thePoint.Y();
 130
 131   if ( theIsVertical )
 132   {
 133     aCoordX = theFirstPoint.X();
 134
 135     if ( !ValuesEquals( theFirstPoint.X(), theSecPoint.X() ) )
 136     {
 137       // Recalculate X coordinate by equation of line from two points
 138       aCoordX = ( ( ( thePoint.Y() - theFirstPoint.Y() ) * ( theSecPoint.X() - theFirstPoint.X() ) ) /
 139                   ( theSecPoint.Y() - theFirstPoint.Y() ) ) + theFirstPoint.X();
 140     }
 141   }
 142   else
 143   {
 144     aCoordY = theFirstPoint.Y();
 145
 146     if ( !ValuesEquals( theFirstPoint.Y(), theSecPoint.Y() ) )
 147     {
 148       // Recalculate y by equation of line from two points
 149       aCoordY = ( ( ( thePoint.X() - theFirstPoint.X() ) * ( theSecPoint.Y() - theFirstPoint.Y() ) ) /
 150                   ( theSecPoint.X() - theFirstPoint.X() ) ) + theFirstPoint.Y();
 151     }
 152   }
 153
 154   theResPoint.SetX( aCoordX );
 155   theResPoint.SetY( aCoordY );
 156
 157   // Calculate coefficient for interpolation
 158   double aLength = Sqrt( Pow( theSecPoint.Y() - theFirstPoint.Y(), 2 ) +
 159                          Pow( theSecPoint.X() - theFirstPoint.X(), 2 ) );
 160
 161   double aInterCoeff = 0;
 162   if ( aLength != 0 )
 163    aInterCoeff = ( theSecPoint.Z() - theFirstPoint.Z() ) / aLength;
 164
 165
 166   double aNewLength = Sqrt( Pow( theResPoint.Y() - theFirstPoint.Y(), 2 ) +
 167                             Pow( theResPoint.X() - theFirstPoint.X(), 2 ) );
 168
 169   // Calculate interpolated value
 170   double aResVal = theFirstPoint.Z() + aInterCoeff * aNewLength;
 171
 172   theResPoint.SetZ( aResVal );
 173 }
 174
 175 double HYDROData_Bathymetry::GetAltitudeForPoint( const gp_XY& thePoint ) const
 176 {
 177   double anInvalidAltitude = GetInvalidAltitude();
 178   double aResAltitude = anInvalidAltitude;
 179
 180   AltitudePoints anAltitudePoints = GetAltitudePoints();
 181   if ( anAltitudePoints.IsEmpty() )
 182     return aResAltitude;
 183
 184   QPolygonF aBoundingRect;
 185
 186   // Boundary plane
 187   // [ 0 (top-left) ]          [ 1 (top-right) ]
 188   //                  thePoint
 189   // [ 2 (bot-left) ]          [ 3 (bot-right) ]
 190   AltitudePoint aBounds[ 4 ] = { AltitudePoint( -DBL_MAX, -DBL_MAX, anInvalidAltitude ),
 191                                  AltitudePoint(  DBL_MAX, -DBL_MAX, anInvalidAltitude ),
 192                                  AltitudePoint( -DBL_MAX,  DBL_MAX, anInvalidAltitude ),
 193                                  AltitudePoint(  DBL_MAX,  DBL_MAX, anInvalidAltitude ) };
 194
 195   AltitudePoints::Iterator anIter( anAltitudePoints );
 196   for ( ; anIter.More(); anIter.Next() )
 197   {
 198     const AltitudePoint& aPoint = anIter.Value();
 199
 200     double aDeltaX = Abs( aPoint.X() ) - Abs( thePoint.X() );
 201     double aDeltaY = Abs( aPoint.Y() ) - Abs( thePoint.Y() );
 202
 203     if ( ValuesEquals( aDeltaX, 0.0 ) ) // Both left and right sides
 204     {
 205       if ( ValuesEquals( aDeltaY, 0.0 ) ) // Both top and bottom sides
 206       {
 207         aResAltitude = aPoint.Z();
 208         return aResAltitude;
 209       }
 210       else if ( aDeltaY < 0 ) // top side
 211       {
 212         // top border
 213         if ( ValuesMoreEquals( aPoint.X(), aBounds[ 0 ].X() ) && ValuesMoreEquals( aPoint.Y(), aBounds[ 0 ].Y() ) )
 214           aBounds[ 0 ] = aPoint;
 215         if ( ValuesLessEquals( aPoint.X(), aBounds[ 1 ].X() ) && ValuesMoreEquals( aPoint.Y(), aBounds[ 1 ].Y() ) )
 216           aBounds[ 1 ] = aPoint;
 217       }
 218       else
 219       {
 220         // bottom border
 221         if ( ValuesMoreEquals( aPoint.X(), aBounds[ 2 ].X() ) && ValuesLessEquals( aPoint.Y(), aBounds[ 2 ].Y() ) )
 222           aBounds[ 2 ] = aPoint;
 223         if ( ValuesLessEquals( aPoint.X(), aBounds[ 3 ].X() ) && ValuesLessEquals( aPoint.Y(), aBounds[ 3 ].Y() ) )
 224           aBounds[ 3 ] = aPoint;
 225       }
 226     }
 227     else if ( aDeltaX < 0 ) // left side
 228     {
 229       if ( ValuesEquals( aDeltaY, 0.0 ) )
 230       {
 231         // Left border
 232         if ( ValuesMoreEquals( aPoint.X(), aBounds[ 0 ].X() ) && ValuesMoreEquals( aPoint.Y(), aBounds[ 0 ].Y() ) )
 233           aBounds[ 0 ] = aPoint;
 234         if ( ValuesMoreEquals( aPoint.X(), aBounds[ 2 ].X() ) && ValuesLessEquals( aPoint.Y(), aBounds[ 2 ].Y() ) )
 235           aBounds[ 2 ] = aPoint;
 236       }
 237       else if ( aDeltaY < 0 )
 238       {
 239         // top left corner
 240         if ( ValuesMoreEquals( aPoint.X(), aBounds[ 0 ].X() ) && ValuesMoreEquals( aPoint.Y(), aBounds[ 0 ].Y() ) )
 241           aBounds[ 0 ] = aPoint;
 242       }
 243       else
 244       {
 245         // bottom left corner
 246         if ( ValuesMoreEquals( aPoint.X(), aBounds[ 2 ].X() ) && ValuesLessEquals( aPoint.Y(), aBounds[ 2 ].Y() ) )
 247           aBounds[ 2 ] = aPoint;
 248       }
 249     }
 250     else // right side
 251     {
 252       if ( ValuesEquals( aDeltaY, 0.0 ) )
 253       {
 254         // Right border
 255         if ( ValuesLessEquals( aPoint.X(), aBounds[ 1 ].X() ) && ValuesMoreEquals( aPoint.Y(), aBounds[ 1 ].Y() ) )
 256           aBounds[ 1 ] = aPoint;
 257         if ( ValuesLessEquals( aPoint.X(), aBounds[ 3 ].X() ) && ValuesLessEquals( aPoint.Y(), aBounds[ 3 ].Y() ) )
 258           aBounds[ 3 ] = aPoint;
 259       }
 260       else if ( aDeltaY < 0 )
 261       {
 262         // top right corner
 263         if ( ValuesLessEquals( aPoint.X(), aBounds[ 1 ].X() ) && ValuesMoreEquals( aPoint.Y(), aBounds[ 1 ].Y() ) )
 264           aBounds[ 1 ] = aPoint;
 265       }
 266       else
 267       {
 268         // bottom right corner
 269         if ( ValuesLessEquals( aPoint.X(), aBounds[ 3 ].X() ) && ValuesLessEquals( aPoint.Y(), aBounds[ 3 ].Y() ) )
 270           aBounds[ 3 ] = aPoint;
 271       }
 272     }
 273
 274     // Update bounding rectangle of our global grid
 275     aBoundingRect << QPointF( aPoint.X(), aPoint.Y() );
 276   }
 277
 278   const double LIMIT = 1E300;
 279   if( fabs( aBounds[ 0 ].X() ) > LIMIT || fabs( aBounds[ 0 ].Y() ) > LIMIT ||
 280       fabs( aBounds[ 1 ].X() ) > LIMIT || fabs( aBounds[ 1 ].Y() ) > LIMIT ||
 281       fabs( aBounds[ 2 ].X() ) > LIMIT || fabs( aBounds[ 2 ].Y() ) > LIMIT ||
 282       fabs( aBounds[ 3 ].X() ) > LIMIT || fabs( aBounds[ 3 ].Y() ) > LIMIT )
 283     return anInvalidAltitude;
 284
 285
 286   // Check if requested point is inside of our bounding rectangle
 287   if ( !aBoundingRect.boundingRect().contains( thePoint.X(), thePoint.Y() ) )
 288     return aResAltitude;
 289
 290   // Calculate result altitude for point
 291   AltitudePoint aFirstPoint( aBounds[ 0 ] ), aSecPoint( aBounds[ 1 ] );
 292
 293   // At first we merge top and bottom borders
 294   if ( aBounds[ 0 ].Y() != aBounds[ 2 ].Y() || aBounds[ 0 ].X() != aBounds[ 2 ].X() )
 295     interpolateAltitudeForPoints( thePoint, aBounds[ 0 ], aBounds[ 2 ], aFirstPoint, true );
 296
 297   if ( aBounds[ 1 ].Y() != aBounds[ 3 ].Y() || aBounds[ 1 ].X() != aBounds[ 3 ].X() )
 298     interpolateAltitudeForPoints( thePoint, aBounds[ 1 ], aBounds[ 3 ], aSecPoint, true );
 299
 300   AltitudePoint aResPoint( aFirstPoint );
 301
 302   // At last we merge left and right borders
 303   if ( aFirstPoint.Y() != aSecPoint.Y() || aFirstPoint.X() != aSecPoint.X() )
 304     interpolateAltitudeForPoints( thePoint, aFirstPoint, aSecPoint, aResPoint, false );
 305
 306   aResAltitude = aResPoint.Z();
 307
 308   return aResAltitude;
 309 }
 310
 311 void HYDROData_Bathymetry::SetFilePath( const TCollection_AsciiString& theFilePath )
 312 {
 313   TDataStd_AsciiString::Set( myLab.FindChild( DataTag_FilePath ), theFilePath );
 314 }
 315
 316 TCollection_AsciiString HYDROData_Bathymetry::GetFilePath() const
 317 {
 318   TCollection_AsciiString aRes;
 319
 320   TDF_Label aLabel = myLab.FindChild( DataTag_FilePath, false );
 321   if ( !aLabel.IsNull() )
 322   {
 323     Handle(TDataStd_AsciiString) anAsciiStr;
 324     if ( aLabel.FindAttribute( TDataStd_AsciiString::GetID(), anAsciiStr ) )
 325       aRes = anAsciiStr->Get();
 326   }
 327
 328   return aRes;
 329 }
 330
 331 void HYDROData_Bathymetry::SetAltitudesInverted( const bool theIsInverted,
 332                                                  const bool theIsUpdate )
 333 {
 334   bool anIsAltitudesInverted = IsAltitudesInverted();
 335   if ( anIsAltitudesInverted == theIsInverted )
 336     return;
 337
 338   TDataStd_Integer::Set( myLab.FindChild( DataTag_AltitudesInverted ), (Standard_Integer)theIsInverted );
 339
 340   SetToUpdate( true );
 341
 342   if ( !theIsUpdate )
 343     return;
 344
 345   // Update altitude points
 346   AltitudePoints anAltitudePoints = GetAltitudePoints();
 347   if ( anAltitudePoints.IsEmpty() )
 348     return;
 349
 350   AltitudePoints::Iterator anIter( anAltitudePoints );
 351   for ( ; anIter.More(); anIter.Next() )
 352   {
 353     AltitudePoint& aPoint = anIter.ChangeValue();
 354     aPoint.SetZ( aPoint.Z() * -1 );
 355   }
 356
 357   SetAltitudePoints( anAltitudePoints );
 358 }
 359
 360 bool HYDROData_Bathymetry::IsAltitudesInverted() const
 361 {
 362   bool aRes = false;
 363
 364   TDF_Label aLabel = myLab.FindChild( DataTag_AltitudesInverted, false );
 365   if ( !aLabel.IsNull() )
 366   {
 367     Handle(TDataStd_Integer) anIntVal;
 368     if ( aLabel.FindAttribute( TDataStd_Integer::GetID(), anIntVal ) )
 369       aRes = (bool)anIntVal->Get();
 370   }
 371
 372   return aRes;
 373 }
 374
 375 bool HYDROData_Bathymetry::ImportFromFile( const TCollection_AsciiString& theFileName )
 376 {
 377   // Try to open the file
 378   QFile aFile( theFileName.ToCString() );
 379   if ( !aFile.exists() || !aFile.open( QIODevice::ReadOnly ) )
 380     return false;
 381
 382   bool aRes = false;
 383
 384   QString aFileSuf = QFileInfo( aFile ).suffix().toLower();
 385
 386   AltitudePoints aPoints;
 387
 388   // Try to import the file
 389   if ( aFileSuf == "xyz" )
 390     aRes = importFromXYZFile( aFile, aPoints );
 391
 392   // Close the file
 393   aFile.close();
 394
 395   if ( aRes )
 396   {
 397     // Update file path and altitude points of this Bathymetry
 398     SetFilePath( theFileName );
 399     SetAltitudePoints( aPoints );
 400   }
 401
 402   return aRes && !aPoints.IsEmpty();
 403 }
 404
 405 bool HYDROData_Bathymetry::importFromXYZFile( QFile&          theFile,
 406                                               AltitudePoints& thePoints ) const
 407 {
 408   if ( !theFile.isOpen() )
 409     return false;
 410
 411   // Strings in file is written as:
 412   //  1. X(float) Y(float) Z(float)
 413   //  2. X(float) Y(float) Z(float)
 414   //  ...
 415
 416 #ifdef _TIMER
 417   OSD_Timer aTimer;
 418   aTimer.Start();
 419 #endif
 420
 421   bool anIsAltitudesInverted = IsAltitudesInverted();
 422   while ( !theFile.atEnd() )
 423   {
 424     QString aLine = theFile.readLine().simplified();
 425     if ( aLine.isEmpty() )
 426       continue;
 427
 428     QStringList aValues = aLine.split( ' ', QString::SkipEmptyParts );
 429     if ( aValues.length() < 3 )
 430       return false;
 431
 432     AltitudePoint aPoint;
 433
 434     QString anX = aValues.value( 0 );
 435     QString anY = aValues.value( 1 );
 436     QString aZ  = aValues.value( 2 );
 437
 438     bool isXOk = false, isYOk = false, isZOk = false;
 439
 440     aPoint.SetX( anX.toDouble( &isXOk ) );
 441     aPoint.SetY( anY.toDouble( &isYOk ) );
 442     aPoint.SetZ( aZ.toDouble( &isZOk ) );
 443
 444     if ( !isXOk || !isYOk || !isZOk )
 445       return false;
 446
 447     if ( boost::math::isnan( aPoint.X() ) || boost::math::isinf( aPoint.X() ) ||
 448          boost::math::isnan( aPoint.Y() ) || boost::math::isinf( aPoint.Y() ) ||
 449          boost::math::isnan( aPoint.Z() ) || boost::math::isinf( aPoint.Z() ) )
 450       return false;
 451
 452     // Invert the z value if requested
 453     if ( anIsAltitudesInverted )
 454       aPoint.SetZ( -aPoint.Z() );
 455
 456     thePoints.Append( aPoint );
 457   }
 458
 459 #ifdef _TIMER
 460   aTimer.Stop();
 461   std::ofstream stream( "W:/HYDRO/WORK/log.txt", std::ofstream::out );
 462   aTimer.Show( stream );
 463 #endif
 464
 465   return true;
 466 }
 467
 468
 469 bool HYDROData_Bathymetry::CreateBoundaryPolyline() const
 470 {
 471   Handle(HYDROData_Document) aDocument = HYDROData_Document::Document( myLab );
 472   Handle_HYDROData_PolylineXY aResult =
 473     Handle_HYDROData_PolylineXY::DownCast( aDocument->CreateObject( KIND_POLYLINEXY ) );
 474
 475   if( aResult.IsNull() )
 476     return false;
 477
 478   //search free name
 479   QString aPolylinePref = GetName() + "_Boundary";
 480   QString aPolylineName = HYDROData_Tool::GenerateObjectName( aDocument, aPolylinePref );
 481   aResult->SetName( aPolylineName );
 482
 483   double Xmin = 0.0, Xmax = 0.0, Ymin = 0.0, Ymax = 0.0;
 484   bool isFirst = true;
 485   AltitudePoints aPoints = GetAltitudePoints();
 486
 487   AltitudePoints::Iterator anIter( aPoints );
 488   for ( ; anIter.More(); anIter.Next() )
 489   {
 490     const AltitudePoint& aPoint = anIter.Value();
 491
 492     double x = aPoint.X(), y = aPoint.Y();
 493     if( isFirst || x<Xmin )
 494       Xmin = x;
 495     if( isFirst || x>Xmax )
 496       Xmax = x;
 497     if( isFirst || y<Ymin )
 498       Ymin = y;
 499     if( isFirst || y>Ymax )
 500       Ymax = y;
 501     isFirst = false;
 502   }
 503
 504   aResult->AddSection( "bound", HYDROData_IPolyline::SECTION_POLYLINE, true );
 505   aResult->AddPoint( 0, HYDROData_IPolyline::Point( Xmin, Ymin ) );
 506   aResult->AddPoint( 0, HYDROData_IPolyline::Point( Xmin, Ymax ) );
 507   aResult->AddPoint( 0, HYDROData_IPolyline::Point( Xmax, Ymax ) );
 508   aResult->AddPoint( 0, HYDROData_IPolyline::Point( Xmax, Ymin ) );
 509   aResult->Update();
 510
 511   return true;
 512 }