gta6/tools/extract/tests/test_committed_roads.py

"""Die ausgelieferten Straßen, festgehalten (Entwurf, Abschnitt Tests: Integrationslauf).

Der Test liest die committeten Chunks, nicht den Lauf — die Kacheln liegen nicht im Repository.
Die Zahlen sind beim Neuerzeugen gemessen. Ändert sich die Extraktion absichtlich, gehören die neuen
Zahlen hierher, mit einem Satz im Commit, warum. Die Kreuzungszahl fehlt, weil die Chunks keine
Knoten tragen; sie steht in den Messwerten des Entwurfs.
"""
from __future__ import annotations

import json
from collections import Counter
from pathlib import Path

from shapely.geometry import LineString, Point, Polygon
from shapely.ops import unary_union
from shapely.validation import explain_validity

ROOT = Path(__file__).resolve().parents[3] / "public" / "data" / "vice-a"
# Die sieben Flächenschichten eines Chunks (Entwurf, Abschnitt "Chunk-Format"). `land` liegt roh
# als Liste von Ringlisten vor ([ring, loch, ...]), die übrigen sechs als Liste von
# {"poly": [ring, loch, ...]}-Objekten - _flaechen_polygone() unten gleicht das an.
AREA_LAYERS = ["carriageway", "land", "sidewalk", "surfaces", "lots", "bridges", "paths"]


def _flaechen_polygone(chunk: dict, layer: str) -> list[Polygon]:
    entries = chunk.get(layer) or []
    ringlisten = entries if layer == "land" else [e["poly"] for e in entries]
    return [Polygon(r[0], r[1:]) for r in ringlisten]


def _chunks() -> list[dict]:
    return [json.loads(p.read_text(encoding="utf-8")) for p in sorted(ROOT.glob("chunk_*.json"))]


def _flaeche(chunks, key) -> float:
    return sum(Polygon(i["poly"][0], i["poly"][1:]).area for c in chunks for i in c.get(key, []))


def test_kantenstuecke_je_klasse():
    assert dict(Counter(e["klasse"] for c in _chunks() for e in c["edges"])) == {
        "boulevard": 270, "wohnstrasse": 537, "gasse": 1010, "hauptstrasse": 401,
    }


def test_markierungsstuecke_je_art():
    assert dict(Counter(m["art"] for c in _chunks() for m in c["markings"])) == {
        "gelb_doppelt": 1216, "gelb_gestrichelt": 2370, "haltelinie": 1555,
        "weiss_gestrichelt": 2066, "weiss_rand": 1219, "zebra": 14846,
    }


def test_restflaechen_und_bordsteinstuecke():
    chunks = _chunks()
    assert sum(len(c["lots"]) for c in chunks) == 279      # „lots" aus „Stücke, je Chunk gezählt"
    assert sum(len(c["curb"]) for c in chunks) == 1415     # „curb" aus „Stücke, je Chunk gezählt"


def test_flaechen_und_bordsteinlaenge():
    chunks = _chunks()
    assert round(_flaeche(chunks, "carriageway") / 1e6, 4) == 0.9076   # aus „Flächen km²"
    assert round(_flaeche(chunks, "sidewalk") / 1e6, 4) == 0.2987
    assert round(_flaeche(chunks, "lots") / 1e6, 4) == 0.0967
    laenge = sum(LineString(line).length for c in chunks for line in c["curb"])
    assert round(laenge / 1e3, 2) == 120.28                            # aus „Bordstein km"


def test_keine_palme_auf_der_fahrbahn():
    for c in _chunks():
        fahrbahn = [Polygon(i["poly"][0], i["poly"][1:]) for i in c["carriageway"]]
        auf = [p for p in c["palms"] if any(f.contains(Point(p)) for f in fahrbahn)]
        assert auf == [], f"Chunk {c['chunk']}"


def test_markierung_liegt_nicht_wesentlich_ausserhalb_der_fahrbahn():
    """Befund 10 der Fixwelle: Vor Befund 3 lagen 452,65 m² Markierungsfläche (1,03 % von
    43.906 m²) außerhalb der Fahrbahn, weil "along" in junction_marks() nur aus dem ersten
    Segment einer Zufahrt kam. Rechnerisch nachgewiesen gegen die damals ausgelieferten Daten
    (Commit 0ad6eee, vor dieser Fixwelle) - mit dem hier verwendeten Maß (Fläche von markings
    minus der Vereinigung von carriageway, je Chunk summiert) maß dieser Befund dort 452,65 m²
    und wäre an jeder Schranke unter diesem Wert rot gewesen.

    Befund 3 behebt den Hauptteil davon (auf 110,06 m² = 0,25 %, siehe Fixwelle-Bericht), aber
    nicht den ganzen Rest: Ein Bogen kann zwischen Streckenlänge reach und
    reach + STOP_SETBACK + STOP_DEPTH noch einmal abknicken, was ein einzelner Richtungsstrahl
    nicht mehr auffängt - das verlangte die vom Befund selbst genannte, größere Alternative ("die
    Markierung entlang der tatsächlichen Kante aufbauen"), die diese Fixwelle nicht umsetzt. Die
    Schranke hier ist deshalb *kein* reiner Rundungswert, sondern hält den mit Befund 3
    erreichten, im Fixwelle-Bericht offengelegten Stand fest (mit etwas Luft nach oben) und
    schlägt bei einer echten Verschlechterung an.
    """
    gesamt_ausserhalb = 0.0
    for c in _chunks():
        fahrbahn = unary_union([Polygon(i["poly"][0], i["poly"][1:]) for i in c.get("carriageway", [])])
        for m in c.get("markings", []):
            poly = Polygon(m["poly"][0], m["poly"][1:])
            gesamt_ausserhalb += poly.difference(fahrbahn).area if not fahrbahn.is_empty else poly.area
    assert gesamt_ausserhalb < 130.0, (
        f"{gesamt_ausserhalb:.2f} m² Markierungsfläche liegen außerhalb der Fahrbahn "
        "(Fixwelle-Stand: 110,06 m²) - das ist mehr als der dokumentierte Rest, nicht nur Rundung"
    )


def test_alle_flaechenschichten_sind_gueltige_polygone():
    """Wächter aus der Nachprüfung der Fixwelle (zu Befund 5, emit.py): Die alte
    Koordinatenrundung (jede Zahl unabhängig auf 2 Stellen) konnte einen Ring selbst schneiden -
    acht Fälle in den damals ausgelieferten Chunks (carriageway 3, land 2, sidewalk 2, surfaces
    1), ohne dass ein Test es bemerkte. set_precision() behebt das (s. emit.py), aber bis zu
    diesem Test hielt nichts fest, dass es dabei bleibt: Eine künftige Änderung an der Rundung
    oder an set_precision() selbst könnte denselben Fehler wieder einschleppen, unbemerkt wie
    beim ersten Mal.

    Prüft darum über alle 144 Chunks und alle sieben Flächenschichten (`carriageway`, `land`,
    `sidewalk`, `surfaces`, `lots`, `bridges`, `paths`), dass jeder Ring ein gültiges Polygon
    ergibt. Am committeten Stand: 4.190 Flächen geprüft, 0 ungültige (nachgemessen). Rot gegen den
    Datenstand vor Commit a397892 (Koordinatenrundung statt set_precision): 9 ungültige Polygone in
    6 Chunks (dieselben acht Polygone wie im Befund - carriageway 3, land 2, sidewalk 2, surfaces 1
    -, plus ein neuntes, vorbestehendes `paths`-Polygon in Chunk (10, 6), das set_precision() als
    Nebeneffekt mitheilt) - mit einer Kopie der damaligen Chunk-Dateien nachgestellt (`git show
    83140f8:...`), nicht mit dem heutigen Code.
    """
    chunks = _chunks()
    gesamt = 0
    ungueltig = []
    for c in chunks:
        for layer in AREA_LAYERS:
            for poly in _flaechen_polygone(c, layer):
                gesamt += 1
                if not poly.is_valid:
                    ungueltig.append((tuple(c["chunk"]), layer, explain_validity(poly)))
    assert gesamt > 4000, f"nur {gesamt} Flächen geprüft - fehlt eine Schicht oder ein Chunk?"
    assert ungueltig == [], f"{len(ungueltig)} von {gesamt} Flächen sind kein gültiges Polygon: {ungueltig}"