]> git.street.me.uk Git - andy/viking.git/blobdiff - src/dem.c
Enable opening background jobs window from the status bar by clicking on the items...
[andy/viking.git] / src / dem.c
index 3badc4a07e173107d31d4fd14ab16e9f5b606003..cf1cb02d837539b447d6cf44f7c4732d7b2e53d3 100644 (file)
--- a/src/dem.c
+++ b/src/dem.c
@@ -1,12 +1,58 @@
+/*
+ * viking -- GPS Data and Topo Analyzer, Explorer, and Manager
+ *
+ * Copyright (C) 2003-2008, Evan Battaglia <gtoevan@gmx.net>
+ * Copyright (C) 2007, Quy Tonthat <qtonthat@gmail.com>
+ *
+ * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
+ * it under the terms of the GNU General Public License as published by
+ * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
+ * (at your option) any later version.
+ *
+ * This program is distributed in the hope that it will be useful,
+ * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+ * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+ * GNU General Public License for more details.
+ *
+ * You should have received a copy of the GNU General Public License
+ * along with this program; if not, write to the Free Software
+ * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
+ *
+ */
+
+#ifdef HAVE_CONFIG_H
+#include "config.h"
+#endif
+
 #include <stdio.h>
+#ifdef HAVE_STRING_H
 #include <string.h>
+#endif
 #include <glib.h>
+#ifdef HAVE_MATH_H
 #include <math.h>
+#endif
+#ifdef HAVE_STDLIB_H
 #include <stdlib.h>
+#endif
+#include <zlib.h>
+#include <sys/types.h>
+#include <sys/stat.h>
+#ifdef HAVE_UNISTD_H
+#include <unistd.h>
+#endif
+
+#include <glib/gstdio.h>
+#include <glib/gi18n.h>
 
 #include "dem.h"
 #include "file.h"
 
+/* Compatibility */
+#if ! GLIB_CHECK_VERSION(2,22,0)
+#define g_mapped_file_unref g_mapped_file_free
+#endif
+
 #define DEM_BLOCK_SIZE 1024
 #define GET_COLUMN(dem,n) ((VikDEMColumn *)g_ptr_array_index( (dem)->columns, (n) ))
 
@@ -16,7 +62,7 @@ static gboolean get_double_and_continue ( gchar **buffer, gdouble *tmp, gboolean
   *tmp = g_strtod(*buffer, &endptr);
   if ( endptr == NULL|| endptr == *buffer ) {
     if ( warn )
-      g_warning("Invalid DEM");
+      g_warning(_("Invalid DEM"));
     return FALSE;
   }
   *buffer=endptr;
@@ -30,7 +76,7 @@ static gboolean get_int_and_continue ( gchar **buffer, gint *tmp, gboolean warn
   *tmp = strtol(*buffer, &endptr, 10);
   if ( endptr == NULL|| endptr == *buffer ) {
     if ( warn )
-      g_warning("Invalid DEM");
+      g_warning(_("Invalid DEM"));
     return FALSE;
   }
   *buffer=endptr;
@@ -72,7 +118,7 @@ static gboolean dem_parse_header ( gchar *buffer, VikDEM *dem )
   /* skip numbers 5-19  */
   for ( i = 0; i < 15; i++ ) {
     if ( ! get_double_and_continue(&buffer, &val, FALSE) ) {
-      g_warning ("Invalid DEM header");
+      g_warning (_("Invalid DEM header"));
       return FALSE;
     }
   }
@@ -81,15 +127,17 @@ static gboolean dem_parse_header ( gchar *buffer, VikDEM *dem )
   get_double_and_continue(&buffer, &val, TRUE);
   dem->horiz_units = val;
   get_double_and_continue(&buffer, &val, TRUE);
-  dem->vert_units = val;
+  /* dem->orig_vert_units = val; now done below */
 
   /* TODO: do this for real. these are only for 1:24k and 1:250k USGS */
   if ( dem->horiz_units == VIK_DEM_HORIZ_UTM_METERS ) {
     dem->east_scale = 10.0; /* meters */
     dem->north_scale = 10.0;
+    dem->orig_vert_units = VIK_DEM_VERT_DECIMETERS;
   } else {
     dem->east_scale = 3.0; /* arcseconds */
     dem->north_scale = 3.0;
+    dem->orig_vert_units = VIK_DEM_VERT_METERS;
   }
 
   /* skip next */
@@ -117,9 +165,12 @@ static void dem_parse_block_as_cont ( gchar *buffer, VikDEM *dem, gint *cur_colu
 {
   gint tmp;
   while ( *cur_row < GET_COLUMN(dem, *cur_column)->n_points ) {
-    if ( get_int_and_continue(&buffer, &tmp,FALSE) )
-      GET_COLUMN(dem, *cur_column)->points[*cur_row] = (gint16) tmp;
-    else
+    if ( get_int_and_continue(&buffer, &tmp,FALSE) ) {
+      if ( dem->orig_vert_units == VIK_DEM_VERT_DECIMETERS )
+        GET_COLUMN(dem, *cur_column)->points[*cur_row] = (gint16) (tmp / 10);
+      else
+        GET_COLUMN(dem, *cur_column)->points[*cur_row] = (gint16) tmp;
+    } else
       return;
     (*cur_row)++;
   }
@@ -136,7 +187,7 @@ static void dem_parse_block_as_header ( gchar *buffer, VikDEM *dem, gint *cur_co
   /* 1 x n_rows 1 east_west south x x x DATA */
 
   if ( (!get_double_and_continue(&buffer, &tmp, TRUE)) || tmp != 1 ) {
-    g_warning("Incorrect DEM Class B record: expected 1");
+    g_warning(_("Incorrect DEM Class B record: expected 1"));
     return;
   }
 
@@ -149,7 +200,7 @@ static void dem_parse_block_as_header ( gchar *buffer, VikDEM *dem, gint *cur_co
   n_rows = (guint) tmp;
 
   if ( (!get_double_and_continue(&buffer, &tmp, TRUE)) || tmp != 1 ) {
-    g_warning("Incorrect DEM Class B record: expected 1");
+    g_warning(_("Incorrect DEM Class B record: expected 1"));
     return;
   }
   
@@ -200,18 +251,96 @@ static void dem_parse_block ( gchar *buffer, VikDEM *dem, gint *cur_column, gint
   }
 }
 
-static VikDEM *vik_dem_read_srtm_hgt(FILE *f, const gchar *basename)
+/* return size of unzip data or 0 if failed */
+/* can be made generic to uncompress zip, gzip, bzip2 data */
+static guint uncompress_data(void *uncompressed_buffer, guint uncompressed_size, void *compressed_data, guint compressed_size)
+{
+       z_stream stream;
+       int err;
+
+       stream.next_in = compressed_data;
+       stream.avail_in = compressed_size;
+       stream.next_out = uncompressed_buffer;
+       stream.avail_out = uncompressed_size;
+       stream.zalloc = (alloc_func)0;
+       stream.zfree = (free_func)0;
+       stream.opaque = (voidpf)0;
+
+       /* negative windowBits to inflateInit2 means "no header" */
+       if ((err = inflateInit2(&stream, -MAX_WBITS)) != Z_OK) {
+               g_warning("%s(): inflateInit2 failed", __PRETTY_FUNCTION__);
+               return 0;
+       }
+
+       err = inflate(&stream, Z_FINISH);
+       if ((err != Z_OK) && (err != Z_STREAM_END) && stream.msg) {
+               g_warning("%s() inflate failed err=%d \"%s\"", __PRETTY_FUNCTION__, err, stream.msg == NULL ? "unknown" : stream.msg);
+               inflateEnd(&stream);
+               return 0;
+       }
+
+       inflateEnd(&stream);
+       return(stream.total_out);
+}
+
+static void *unzip_hgt_file(gchar *zip_file, gulong *unzip_size)
+{
+       void *unzip_data = NULL;
+       gchar *zip_data;
+       struct _lfh {
+               guint32 sig;
+               guint16 extract_version;
+               guint16 flags;
+               guint16 comp_method;
+               guint16 time;
+               guint16 date;
+               guint32 crc_32;
+               guint32 compressed_size;
+               guint32 uncompressed_size;
+               guint16 filename_len;
+               guint16 extra_field_len;
+       }  __attribute__ ((__packed__)) *local_file_header = NULL;
+
+
+       local_file_header = (struct _lfh *) zip_file;
+       if (local_file_header->sig != 0x04034b50) {
+               g_warning("%s(): wrong format", __PRETTY_FUNCTION__);
+               g_free(unzip_data);
+               goto end;
+       }
+
+       zip_data = zip_file + sizeof(struct _lfh) + local_file_header->filename_len + local_file_header->extra_field_len;
+       unzip_data = g_malloc(local_file_header->uncompressed_size);
+       gulong uncompressed_size = local_file_header->uncompressed_size;
+
+       if (!(*unzip_size = uncompress_data(unzip_data, uncompressed_size, zip_data, local_file_header->compressed_size))) {
+               g_free(unzip_data);
+               unzip_data = NULL;
+               goto end;
+       }
+
+end:
+       return(unzip_data);
+}
+
+static VikDEM *vik_dem_read_srtm_hgt(const gchar *file_name, const gchar *basename, gboolean zip)
 {
-  gint16 elev;
   gint i, j;
   VikDEM *dem;
-
+  off_t file_size;
+  gint16 *dem_mem = NULL;
+  gchar *dem_file = NULL;
+  const gint num_rows_3sec = 1201;
+  const gint num_rows_1sec = 3601;
+  gint num_rows;
+  GMappedFile *mf;
+  gint arcsec;
+  GError *error = NULL;
 
   dem = g_malloc(sizeof(VikDEM));
 
   dem->horiz_units = VIK_DEM_HORIZ_LL_ARCSECONDS;
-  dem->vert_units = VIK_DEM_VERT_DECIMETERS;
-  dem->east_scale = dem->north_scale = 3;
+  dem->orig_vert_units = VIK_DEM_VERT_DECIMETERS;
 
   /* TODO */
   dem->min_north = atoi(basename+1) * 3600;
@@ -227,33 +356,67 @@ static VikDEM *vik_dem_read_srtm_hgt(FILE *f, const gchar *basename)
   dem->columns = g_ptr_array_new();
   dem->n_columns = 0;
 
-  for ( i = 0; i < 1201; i++ ) {
+  if ((mf = g_mapped_file_new(file_name, FALSE, &error)) == NULL) {
+    g_critical(_("Couldn't map file %s: %s"), file_name, error->message);
+    g_error_free(error);
+    g_free(dem);
+    return NULL;
+  }
+  file_size = g_mapped_file_get_length(mf);
+  dem_file = g_mapped_file_get_contents(mf);
+  
+  if (zip) {
+    void *unzip_mem = NULL;
+    gulong ucsize;
+
+    if ((unzip_mem = unzip_hgt_file(dem_file, &ucsize)) == NULL) {
+      g_mapped_file_unref(mf);
+      g_ptr_array_free(dem->columns, TRUE);
+      g_free(dem);
+      return NULL;
+    }
+
+    dem_mem = unzip_mem;
+    file_size = ucsize;
+  }
+  else
+    dem_mem = (gint16 *)dem_file;
+
+  if (file_size == (num_rows_3sec * num_rows_3sec * sizeof(gint16)))
+    arcsec = 3;
+  else if (file_size == (num_rows_1sec * num_rows_1sec * sizeof(gint16)))
+    arcsec = 1;
+  else {
+    g_warning("%s(): file %s does not have right size", __PRETTY_FUNCTION__, basename);
+    g_mapped_file_unref(mf);
+    g_free(dem);
+    return NULL;
+  }
+
+  num_rows = (arcsec == 3) ? num_rows_3sec : num_rows_1sec;
+  dem->east_scale = dem->north_scale = arcsec;
+
+  for ( i = 0; i < num_rows; i++ ) {
     dem->n_columns++;
     g_ptr_array_add ( dem->columns, g_malloc(sizeof(VikDEMColumn)) );
-    GET_COLUMN(dem,i)->east_west = dem->min_east + 3*i;
+    GET_COLUMN(dem,i)->east_west = dem->min_east + arcsec*i;
     GET_COLUMN(dem,i)->south = dem->min_north;
-    GET_COLUMN(dem,i)->n_points = 1201;
-    GET_COLUMN(dem,i)->points = g_malloc(sizeof(gint16)*1201);
+    GET_COLUMN(dem,i)->n_points = num_rows;
+    GET_COLUMN(dem,i)->points = g_malloc(sizeof(gint16)*num_rows);
   }
 
-  for ( i = 1200; i >= 0; i-- ) {
-    for ( j = 0; j < 1201; j++ ) {
-      if ( feof(f) ) {
-        g_warning("Incorrect SRTM file: unexpected EOF");
-        g_print("%d %d\n", i, j);
-        return dem;
-      }
-      fread(&elev, sizeof(elev), 1, f);
-      gchar *x = (gchar *) &elev;
-      gchar tmp;
-      tmp=x[0];
-      x[0]=x[1];
-      x[1]=tmp;
-      GET_COLUMN(dem,j)->points[i] = elev;
+  int ent = 0;
+  for ( i = (num_rows - 1); i >= 0; i-- ) {
+    for ( j = 0; j < num_rows; j++ ) {
+      GET_COLUMN(dem,j)->points[i] = GINT16_FROM_BE(dem_mem[ent]);
+      ent++;
     }
 
   }
 
+  if (zip)
+    g_free(dem_mem);
+  g_mapped_file_unref(mf);
   return dem;
 }
 
@@ -261,7 +424,7 @@ static VikDEM *vik_dem_read_srtm_hgt(FILE *f, const gchar *basename)
 
 VikDEM *vik_dem_new_from_file(const gchar *file)
 {
-  FILE *f;
+  FILE *f=NULL;
   VikDEM *rv;
   gchar buffer[DEM_BLOCK_SIZE+1];
 
@@ -270,22 +433,30 @@ VikDEM *vik_dem_new_from_file(const gchar *file)
   gint cur_row = -1;
   const gchar *basename = a_file_basename(file);
 
-      /* FILE IO */
-  f = fopen(file, "r");
-  if ( !f )
+  if ( g_access ( file, R_OK ) != 0 )
     return NULL;
 
-  if ( strlen(basename)==11 && basename[7]=='.' && basename[8]=='h' && basename[9]=='g' && basename[10]=='t' &&
-       (basename[0] == 'N' || basename[0] == 'S') && (basename[3] == 'E' || basename[3] =='W'))
-    return vik_dem_read_srtm_hgt(f, basename);
+  if ( (strlen(basename)==11 || ((strlen(basename) == 15) && (basename[11] == '.' && basename[12] == 'z' && basename[13] == 'i' && basename[14] == 'p'))) &&
+       basename[7]=='.' && basename[8]=='h' && basename[9]=='g' && basename[10]=='t' &&
+       (basename[0] == 'N' || basename[0] == 'S') && (basename[3] == 'E' || basename[3] =='W')) {
+    gboolean is_zip_file = (strlen(basename) == 15);
+    rv = vik_dem_read_srtm_hgt(file, basename, is_zip_file);
+    return(rv);
+  }
 
       /* Create Structure */
   rv = g_malloc(sizeof(VikDEM));
 
       /* Header */
+  f = g_fopen(file, "r");
+  if ( !f ) {
+    g_free ( rv );
+    return NULL;
+  }
   buffer[fread(buffer, 1, DEM_BLOCK_SIZE, f)] = '\0';
   if ( ! dem_parse_header ( buffer, rv ) ) {
     g_free ( rv );
+    fclose(f);
     return NULL;
   }
   /* TODO: actually use header -- i.e. GET # OF COLUMNS EXPECTED */
@@ -314,6 +485,7 @@ VikDEM *vik_dem_new_from_file(const gchar *file)
      /* TODO - class C records (right now says 'Invalid' and dies) */
 
   fclose(f);
+  f = NULL;
 
   /* 24k scale */
   if ( rv->horiz_units == VIK_DEM_HORIZ_UTM_METERS && rv->n_columns >= 2 )
@@ -360,6 +532,120 @@ gint16 vik_dem_get_east_north ( VikDEM *dem, gdouble east, gdouble north )
   return vik_dem_get_xy ( dem, col, row );
 }
 
+static gboolean dem_get_ref_points_elev_dist(VikDEM *dem,
+    gdouble east, gdouble north, /* in seconds */
+    gint16 *elevs, gint16 *dists)
+{
+  int i;
+  int cols[4], rows[4];
+  struct LatLon ll[4];
+  struct LatLon pos;
+
+  if ( east > dem->max_east || east < dem->min_east ||
+      north > dem->max_north || north < dem->min_north )
+    return FALSE;  /* got nothing */
+
+  pos.lon = east/3600;
+  pos.lat = north/3600;
+
+  /* order of the data: sw, nw, ne, se */
+  /* sw */
+  cols[0] = (gint) floor((east - dem->min_east) / dem->east_scale);
+  rows[0] = (gint) floor((north - dem->min_north) / dem->north_scale);
+  ll[0].lon = (dem->min_east + dem->east_scale*cols[0])/3600;
+  ll[0].lat = (dem->min_north + dem->north_scale*rows[0])/3600;
+  /* nw */
+  cols[1] = cols[0];
+  rows[1] = rows[0] + 1;
+  ll[1].lon = ll[0].lon;
+  ll[1].lat = ll[0].lat + (gdouble)dem->north_scale/3600;
+  /* ne */
+  cols[2] = cols[0] + 1;
+  rows[2] = rows[0] + 1;
+  ll[2].lon = ll[0].lon + (gdouble)dem->east_scale/3600;
+  ll[2].lat = ll[0].lat + (gdouble)dem->north_scale/3600;
+  /* se */
+  cols[3] = cols[0] + 1;
+  rows[3] = rows[0];
+  ll[3].lon = ll[0].lon + (gdouble)dem->east_scale/3600;
+  ll[3].lat = ll[0].lat;
+
+  for (i = 0; i < 4; i++) {
+    if ((elevs[i] = vik_dem_get_xy(dem, cols[i], rows[i])) == VIK_DEM_INVALID_ELEVATION)
+      return FALSE;
+    dists[i] = a_coords_latlon_diff(&pos, &ll[i]);
+  }
+
+#if 0  /* debug */
+  for (i = 0; i < 4; i++)
+    fprintf(stderr, "%f:%f:%d:%d  ", ll[i].lat, ll[i].lon, dists[i], elevs[i]);
+  fprintf(stderr, "   north_scale=%f\n", dem->north_scale);
+#endif
+
+  return TRUE;  /* all OK */
+}
+
+gint16 vik_dem_get_simple_interpol ( VikDEM *dem, gdouble east, gdouble north )
+{
+  int i;
+  gint16 elevs[4], dists[4];
+
+  if (!dem_get_ref_points_elev_dist(dem, east, north, elevs, dists))
+    return VIK_DEM_INVALID_ELEVATION;
+
+  for (i = 0; i < 4; i++) {
+    if (dists[i] < 1) {
+      return(elevs[i]);
+    }
+  }
+
+  gdouble t = (gdouble)elevs[0]/dists[0] + (gdouble)elevs[1]/dists[1] + (gdouble)elevs[2]/dists[2] + (gdouble)elevs[3]/dists[3];
+  gdouble b = 1.0/dists[0] + 1.0/dists[1] + 1.0/dists[2] + 1.0/dists[3];
+
+  return(t/b);
+}
+
+gint16 vik_dem_get_shepard_interpol ( VikDEM *dem, gdouble east, gdouble north )
+{
+  int i;
+  gint16 elevs[4], dists[4];
+  gint16 max_dist;
+  gdouble t = 0.0;
+  gdouble b = 0.0;
+
+  if (!dem_get_ref_points_elev_dist(dem, east, north, elevs, dists))
+    return VIK_DEM_INVALID_ELEVATION;
+
+  max_dist = 0;
+  for (i = 0; i < 4; i++) {
+    if (dists[i] < 1) {
+      return(elevs[i]);
+    }
+    if (dists[i] > max_dist)
+      max_dist = dists[i];
+  }
+
+  gdouble tmp;
+#if 0 /* derived method by Franke & Nielson. Does not seem to work too well here */
+  for (i = 0; i < 4; i++) {
+    tmp = pow((1.0*(max_dist - dists[i])/max_dist*dists[i]), 2);
+    t += tmp*elevs[i];
+    b += tmp;
+  }
+#endif
+
+  for (i = 0; i < 4; i++) {
+    tmp = pow((1.0/dists[i]), 2);
+    t += tmp*elevs[i];
+    b += tmp;
+  }
+
+  // fprintf(stderr, "DEBUG: tmp=%f t=%f b=%f %f\n", tmp, t, b, t/b);
+
+  return(t/b);
+
+}
+
 void vik_dem_east_north_to_xy ( VikDEM *dem, gdouble east, gdouble north, guint *col, guint *row )
 {
   *col = (gint) floor((east - dem->min_east) / dem->east_scale);