泥石流仿真服务
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2025-06-19 50155d2d6da56ac59a672755a704ed1503ffe3f6 
 src/main/java/com/se/nsl/service/ResolveService.java


@@ -4,16 +4,23 @@


import cn.hutool.core.io.FileUtil;


import cn.hutool.json.JSONUtil;


import com.alibaba.fastjson.JSON;


import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;


import com.se.nsl.config.PropertiesConfig;


import com.se.nsl.domain.dto.Zarr2Tif;


import com.se.nsl.domain.dto.*;


import com.se.nsl.domain.po.Rainfall;


import com.se.nsl.domain.po.Simu;


import com.se.nsl.domain.po.SimuData;


import com.se.nsl.domain.vo.ConfigVo;


import com.se.nsl.domain.vo.RealTimeInput;


import com.se.nsl.domain.vo.ResultVo;


import com.se.nsl.helper.ComHelper;


import com.se.nsl.helper.GdalHelper;


import com.se.nsl.helper.StringHelper;


import com.se.nsl.helper.WebHelper;


import com.se.nsl.utils.AreaType;


import com.se.nsl.utils.RainFallUnit;


import com.se.nsl.utils.SimulateType;


import com.se.nsl.utils.TimeFormatUtil;


import lombok.SneakyThrows;


import lombok.extern.slf4j.Slf4j;


import org.gdal.gdal.Band;


@@ -35,12 +42,11 @@


import java.math.BigDecimal;


import java.math.RoundingMode;


import java.nio.charset.StandardCharsets;


import java.nio.file.Files;


import java.nio.file.Paths;


import java.nio.file.StandardCopyOption;


import java.nio.file.*;


import java.sql.Timestamp;


import java.text.SimpleDateFormat;


import java.time.Instant;


import java.time.LocalDateTime;


import java.time.temporal.ChronoUnit;


import java.util.*;


import java.util.concurrent.ExecutorService;


@@ -62,6 +68,8 @@




    @Resource


    TestService testService;




    private ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();




    Integer DIGIT = 1000000;




@@ -121,7 +129,7 @@


            createRainfallFile(simu, data);




            update(simu, 2, "调用求解器");


            callUwSolver(data);


            callUwSolver(simu, data);




            update(simu, 3, "调用Zarr转Tif");


            callZarr2tif(data);


@@ -130,6 +138,7 @@


            createNsl(data);




            update(simu, 10, "完成");


            log.info("模拟完成");


        } catch (Exception ex) {


            log.error(ex.getMessage(), ex);


            update(simu, 20, ex.getMessage());


@@ -154,6 +163,33 @@


        createDir(inPath + File.separator + "velocity");


        createDir(config.getOutPath() + File.separator + data.getOutPath());




        Short areaType = simu.getAreaType();


        AreaType at = AreaType.of(areaType);


        String terrainTif = config.getSourceDem();


        String landuseTif = config.getSourceLanduse();


        String stationTif = null;


        if (at == AreaType.KEY_DITCH) {


            File keyDitchDir = new File(config.getKeyDitch());


            String areaName = simu.getAreaName();


            Optional<File> first = Arrays.stream(keyDitchDir.listFiles()).filter(f -> f.getName().equals(areaName)).findFirst();


            if (first.isPresent()) {


                File targetTifDir = first.get();


                File[] files = targetTifDir.listFiles();


                for (File file : files) {


                    String name = file.getName();


                    if (name.toLowerCase().contains("dem")) {


                        terrainTif = file.getAbsolutePath();


                    }


                    if (name.toLowerCase().contains("landuse")) {


                        landuseTif = file.getAbsolutePath();


                    }


                    if (name.toLowerCase().contains("station")) {


                        stationTif = file.getAbsolutePath();


                    }


                }


            }


        }




        Geometry geom = Geometry.CreateFromWkt(simu.getGeom());


        if (geom.GetGeometryType() == ogr.wkbMultiPolygon) geom = geom.GetGeometryRef(0);


        SpatialReference dstSR = GdalHelper.createSpatialReference(config.getEpsg());


@@ -163,17 +199,26 @@


        String wkt = geom.ExportToWkt();




        String terrainFile = inPath + File.separator + config.getTerrainFile();


        Dataset dsDem = gdal.Open(config.getSourceDem(), gdalconstConstants.GA_ReadOnly);




        Dataset dsDem = gdal.Open(terrainTif, gdalconstConstants.GA_ReadOnly);


        ComHelper.Resample(dsDem, null, terrainFile, null, wkt, null, null);


        dsDem.delete();




        String landuseFile = inPath + File.separator + config.getLanduseFile();


        Dataset dsLanduse = gdal.Open(config.getSourceLanduse(), gdalconstConstants.GA_ReadOnly);




        Dataset dsLanduse = gdal.Open(landuseTif, gdalconstConstants.GA_ReadOnly);


        ComHelper.Resample(dsLanduse, null, landuseFile, null, wkt, null, null);


        dsLanduse.delete();




        if (stationTif != null) {


            String stationFile = inPath + File.separator + "Station.tif";


            Dataset dsStation = gdal.Open(stationTif, gdalconstConstants.GA_ReadOnly);


            ComHelper.Resample(dsStation, null, stationFile, null, wkt, null, null);


            dsStation.delete();


        }


    }




    public void updateTif(Simu simu, SimuData data2) throws IOException {


    public void updateTif(Simu simu, SimuData data2) {


        Dataset ds = gdal.Open(config.getSourceLanduse(), gdalconstConstants.GA_Update); // 以读写模式打开TIFF文件




        Band band = ds.GetRasterBand(1);


@@ -210,30 +255,6 @@


        }


        f.mkdirs();


    }


    


    enum RainFallUnit {


        MM_H("mm/h", 60),


        MM_15MIN("mm/15min", 15),


        MM_5MIN("mm/5min", 5),


        MM_MIN("mm/min", 1);


        private String unit;


        private int c; //系数


        RainFallUnit(String unit, int c) {


            this.unit = unit;


            this.c = c;


        }




        public static RainFallUnit of(String unit) {


            RainFallUnit[] values = values();


            for (RainFallUnit v : values) {


                if (v.unit.equals(unit)) {


                    return v;


                }


            }


            return MM_H; //默认按照mm/h计算


        }




    }




    public void createRainfallFile(Simu simu, SimuData data) throws Exception {


        List<Rainfall> rainfalls = data.getRainfalls();


@@ -256,8 +277,8 @@


//        int unit = StringUtils.isEmpty(data.getIntensityUnit()) || "mm/h".equals(data.getIntensityUnit()) ? 60 : 5;


        String iu = data.getIntensityUnit();


        RainFallUnit rfUnit = RainFallUnit.of(iu);


        data.setIntensityUnit(rfUnit.unit);


        int unit = rfUnit.c;


        data.setIntensityUnit(rfUnit.getUnit());


        int unit = rfUnit.getC();


        int c = rainfalls.size() - 1;


        for (int i = 0; i < c; i++) {


            Rainfall r1 = rainfalls.get(i);


@@ -267,7 +288,7 @@


        }


        //list.add(prefix + YYYYMDHM.format(rainfalls.get(c).getTime()) + getMinVal(rainfalls.get(c).getIntensity() / unit, DIGIT));


        list.add(String.format("%s%s%f", prefix, YYYYMDHM.format(rainfalls.get(c).getTime()), getMinVal(rainfalls.get(c).getIntensity() / unit, DIGIT)));


        list.add(0, "1 " + (list.size() - 1));


//        list.add(0, "1 " + (list.size() - 1));




        Files.write(Paths.get(rainfallFile), list, StandardCharsets.UTF_8);


    }


@@ -298,7 +319,7 @@


    /**


     * 调用UWSolver


     */


    public String callUwSolver(SimuData data) throws Exception {


    public String callUwSolver(Simu simu, SimuData data) throws Exception {


        File uwBat = new File(config.getUwSolverBat());




        int duration = 3600 * data.getDuration(); // 秒数


@@ -321,13 +342,16 @@


//        ConfigVo vo = new ConfigVo(terrainFile, landuseFile, terrainFile, rainfallFile, saveName, duration, config.getSaveFrames());


        Integer saveFrameInterval = config.getSaveFrameInterval();


        int saveFrames = duration / 60 / saveFrameInterval;


        ConfigVo vo = new ConfigVo(terrainFile, landuseFile, terrainFile, rainfallFile, saveName, duration, saveFrames);




        Short type = simu.getType();


        SimulateType simulateType = SimulateType.of(type);


        String saveMode = simulateType.getSaveMode();


        String startTime = TimeFormatUtil.formatDate(data.getStartTime());


        ConfigVo vo = new ConfigVo(terrainFile, landuseFile, terrainFile, rainfallFile,


                saveName, duration, saveFrames, saveMode, startTime);


        String configFile = config.getInPath() + File.separator + data.getInPath() + File.separator + data.getInPath() + ".json";


        ComHelper.writeJson(configFile, JSON.toJSONString(vo));




//        ComHelper.writeJson(configFile, JSON.toJSONString(vo));


        mapper.writeValue(new File(configFile), vo);


        String cmd = String.format("%s \"%s\"", config.getUwSolverBat(), configFile);




        return callBat2(cmd);


    }




@@ -340,10 +364,9 @@


        String geotiffDir = inPath + File.separator + "depth";


        String terrainFile = inPath + File.separator + config.getTerrainFile();


        String jsonPath = inPath + File.separator + "zarr2tif.json";




        Zarr2Tif zarr2Tif = new Zarr2Tif(zarrFile, geotiffDir, terrainFile, data.getStartTime());


        ComHelper.writeJson(jsonPath, JSON.toJSONString(zarr2Tif));




        Zarr2Tif zarr2Tif = new Zarr2Tif(zarrFile, geotiffDir, terrainFile, Collections.emptyList());


//        ComHelper.writeJson(jsonPath, JSON.toJSONString(zarr2Tif));


        mapper.writeValue(new File(jsonPath), zarr2Tif);


        String cmd = String.format("%s \"%s\"", config.getZarr2tifBat(), jsonPath);




        return callBat2(cmd);


@@ -357,12 +380,10 @@


            Process process = pb.start();


            process.getOutputStream().close();




            //StringBuilder sb = new StringBuilder();


            try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream(), "GBK"))) {


                String line;


                while ((line = reader.readLine()) != null) {


                    System.out.println(line);


                    //sb.append(line);


                    log.info(line);


                }


            }




@@ -374,18 +395,6 @@


            return null;


        }


    }




    /*private String callZarr2tif(SimuData data) throws Exception {


        File uwBat = new File(config.getUwSolverBat());


        String zarrFile = uwBat.getParent() + File.separator + "result.zarr";


        String inPath = config.getInPath() + File.separator + data.getInPath();


        String terrainFile = inPath + File.separator + config.getTerrainFile();


        String waterPath = inPath + File.separator + "depth";




        String cmd = String.format("%s \"%s\" \"%s\" \"%s\" \"%s\"", config.getZarr2tifBat(), "depth", zarrFile, terrainFile, waterPath);




        return callBat(cmd);


    }*/




    private String callBat(String cmd) {


        try {


@@ -414,9 +423,6 @@


    }




    private void createNsl(SimuData data) throws Exception {


        /*String inPath = config.getInPath() + File.separator + data.getInPath() + File.separator + "depth";


        procTifs(inPath, inPath, data.getStartTime());*/




        testService.test(data);


    }




@@ -444,7 +450,6 @@


    public String createRainfallCsv(String csvPath, String mode, double total, double intensity, int hours) {


        // python 脚本名.py <参数1-csv文件名> <参数2-降雨模式:正态分布|平均分布|波动平均分布|持续上升> <参数3-降雨总量> <参数4-最大雨强> <参数5-降雨时间(分钟)>


        String cmd = String.format("%s \"%s\" \"%s\" %f %f %d", config.getCreateRainfall(), csvPath, mode, total, intensity, hours * 60);




        return callBat(cmd);


    }




@@ -513,8 +518,121 @@




            cal.add(Calendar.MINUTE, 1);


        }


        list.add(0, "1 " + (list.size() - 1));


//        list.add(0, "1 " + (list.size() - 1));




        Files.write(Paths.get(dat), list, StandardCharsets.UTF_8);


    }




    //实时模拟


    public String realTimeSimulate(RealTimeInput input) throws IOException {


        long currentTime = System.currentTimeMillis();


        //根据服务找到指定的文件夹


        String serviceName = input.getServiceName();


        File serviceNameDir = new File(config.getInPath(), serviceName);


        //生成一个新的雨量文件,需要原先雨量文件的一些信息，所以需要先读取旧的


        String[] values = readTheOldFirstLineRainfallValue(serviceNameDir);


        File newDatFile = generateNewRainfallFile(input, values, serviceNameDir, currentTime);




        //生成一个新的生成zarr的配置文件


        File newConfigFile = generateNewZarrConfigFile(serviceNameDir, serviceName, currentTime, newDatFile);


        //执行求解器运算


        String cmd = String.format("%s \"%s\"", config.getUwSolverBat(), newConfigFile);


        callBat2(cmd);




        //生成一个新的zarr转tif的json文件


        File newZarr2TifJson = generateNewZarr2TifJson(serviceNameDir, currentTime);


        //执行zarr转tif


        String zarr2TifCmd = String.format("%s \"%s\"", config.getZarr2tifBat(), newZarr2TifJson);


        callBat2(zarr2TifCmd);


        //返回新的layer.json名称


        return generateLayerJsonAndPng(serviceName, serviceNameDir, currentTime);




    }




    private String generateLayerJsonAndPng(String serviceName, File serviceNameDir, long currentTime) throws IOException {


        ResultDto resultDto = new ResultDto();


        resultDto.setServiceName(serviceName);


        File temp = Paths.get(config.getOutPath(), serviceName, "temp").toFile();


        if (!temp.exists()) temp.mkdir();


        resultDto.setTemp(temp.getAbsolutePath());


        resultDto.setOutPath(Paths.get(config.getOutPath(), serviceName).toString());


        File dem = new File(serviceNameDir, "DEM.tif");


        resultDto.setTerrainFile(dem.getAbsolutePath());


        File newDepthDir = new File(serviceNameDir + File.separator + "depth_" + currentTime);


        File[] files = newDepthDir.listFiles();


        resultDto.setWaterPath(newDepthDir.getAbsolutePath());


        LayerDto layerDto = new LayerDto(config.getVer(), 4548, config.getSizes());


        String newLayerJsonName = "layer_" + currentTime + ".json";


        layerDto.setName(newLayerJsonName);


        testService.processRealTime(resultDto, layerDto);


        return newLayerJsonName;


    }




    private File generateNewZarr2TifJson(File serviceNameDir, long currentTime) throws IOException {


        File srcZarr2TifJson = new File(serviceNameDir, "zarr2tif.json");


        Zarr2Tif zarr2Tif = mapper.readValue(srcZarr2TifJson, Zarr2Tif.class);


        //修改zarr2tif对象中的字段


//        String stamp = TimeFormatUtil.formatTime(currentTime, "yyyy-MM-dd HH:mm:ss");


//        zarr2Tif.setStart_timestamp(stamp);


//        String newZarrPath = serviceNameDir + File.separator + "result_" + currentTime + ".zarr";


        String newZarrPath = serviceNameDir + File.separator + "result.zarr";


        zarr2Tif.setZarr_file(newZarrPath);


        zarr2Tif.setGeotiff_dir(serviceNameDir + File.separator + "depth_" + currentTime);


        File newZarr2TifJson = new File(serviceNameDir, "zarr2tif_" + currentTime + ".json");


        mapper.writeValue(newZarr2TifJson, zarr2Tif);


        return newZarr2TifJson;


    }




    private File generateNewZarrConfigFile(File serviceNameDir, String serviceName, long currentTime, File newDatFile) throws IOException {


        File configFile = new File(serviceNameDir, serviceName + ".json");


        ConfigVo configVo = mapper.readValue(configFile, ConfigVo.class);


        int simulateTime = 300; //模拟时间，默认为5min，即300s


        int intervalTime = 60; //每帧的间隔时间，默认为60s,60s生成一帧


        configVo.getRaingage().set(0, newDatFile.getAbsolutePath()); //raingage file


        ResultVo result = configVo.getResult();


        Integer oldDuration = configVo.getDuration();


//        result.setSave_start(oldDuration); //起始时间要在上次时间的基础上开始


        configVo.setDuration(oldDuration + simulateTime); //固定为5min


        result.setSave_interval(intervalTime);


        result.setSave_frames(result.getSave_frames() + (simulateTime / intervalTime)); //保留5帧，在原来的基础上增加5帧


//        String newZarrPath = serviceNameDir + File.separator + "result_" + currentTime + ".zarr";


        String newZarrPath = serviceNameDir + File.separator + "result.zarr";


        result.setSave_name(newZarrPath);


        File newConfigFile = new File(serviceNameDir, currentTime + ".json");


        mapper.writeValue(newConfigFile, configVo);


        return newConfigFile;


    }




    private File generateNewRainfallFile(RealTimeInput input, String[] values, File serviceNameDir, long currentTime) throws IOException {


        String station = values[0];


        double lon = Double.parseDouble(values[1]);


        double lat = Double.parseDouble(values[2]);


        String title = config.getRainfallTitle();


        List<String> newLines = new ArrayList<>();


        newLines.add(title);


        List<RealTimeInput.RealTimeData> data = input.getData();


        for (RealTimeInput.RealTimeData rd : data) {


            LocalDateTime dateTime = rd.getDateTime();


            int year = dateTime.getYear();


            int month = dateTime.getMonthValue();


            int day = dateTime.getDayOfMonth();


            int hour = dateTime.getHour();


            int minute = dateTime.getMinute();


            double intensity = rd.getIntensity(); //保留指定位数小数


            String l = String.format("%s %s %s %s %s %s %s %s %s",


                    station, lon, lat, year, month, day, hour, minute, String.format("%.6f", intensity));


            newLines.add(l);


        }


        File newDatFile = new File(serviceNameDir, "rainfall_" + currentTime + ".dat");


        if (!newDatFile.exists()) newDatFile.createNewFile();


        Files.write(newDatFile.toPath(), newLines, StandardOpenOption.TRUNCATE_EXISTING);


        return newDatFile;


    }




    private static String[] readTheOldFirstLineRainfallValue(File serviceNameDir) throws IOException {


        File srcRailfallFile = new File(serviceNameDir, "rainfall.dat");


        List<String> lines = Files.readAllLines(srcRailfallFile.toPath());


        String secondLine = lines.get(1);


        return secondLine.split(" ");


    }


}