source: anuga_core/source/anuga/fit_interpolate/test_interpolate.py @ 7340

Last change on this file since 7340 was 7340, checked in by ole, 15 years ago

More refactoring in preparation for ticket:191
These are mostly simplifications of sww file creation

File size: 64.5 KB
Line 
1#!/usr/bin/env python
2
3#TEST
4
5#import time, os
6
7
8import sys
9import os
10import unittest
11from math import sqrt
12import tempfile
13import csv
14
15from Scientific.IO.NetCDF import NetCDFFile
16
17import numpy as num
18
19
20
21# ANUGA code imports
22from interpolate import *
23from anuga.coordinate_transforms.geo_reference import Geo_reference
24from anuga.shallow_water import Domain, Transmissive_boundary
25from anuga.utilities.numerical_tools import mean, NAN
26from anuga.shallow_water.data_manager import SWW_file
27from anuga.geospatial_data.geospatial_data import Geospatial_data
28from anuga.pmesh.mesh import Mesh
29
30def distance(x, y):
31    return sqrt(num.sum((num.array(x)-num.array(y))**2))
32
33def linear_function(point):
34    point = num.array(point)
35    return point[:,0]+point[:,1]
36
37
38class Test_Interpolate(unittest.TestCase):
39
40    def setUp(self):
41
42        import time
43        from mesh_factory import rectangular
44
45
46        #Create basic mesh
47        points, vertices, boundary = rectangular(2, 2)
48
49        #Create shallow water domain
50        domain = Domain(points, vertices, boundary)
51        domain.default_order=2
52
53
54        #Set some field values
55        domain.set_quantity('elevation', lambda x,y: -x)
56        domain.set_quantity('friction', 0.03)
57
58
59        ######################
60        # Boundary conditions
61        B = Transmissive_boundary(domain)
62        domain.set_boundary( {'left': B, 'right': B, 'top': B, 'bottom': B})
63
64
65        ######################
66        #Initial condition - with jumps
67
68        bed = domain.quantities['elevation'].vertex_values
69        stage = num.zeros(bed.shape, num.float)
70
71        h = 0.3
72        for i in range(stage.shape[0]):
73            if i % 2 == 0:
74                stage[i,:] = bed[i,:] + h
75            else:
76                stage[i,:] = bed[i,:]
77
78        domain.set_quantity('stage', stage)
79
80        domain.distribute_to_vertices_and_edges()
81
82
83        self.domain = domain
84
85        C = domain.get_vertex_coordinates()
86        self.X = C[:,0:6:2].copy()
87        self.Y = C[:,1:6:2].copy()
88
89        self.F = bed
90
91
92
93    def tearDown(self):
94        pass
95
96    def test_datapoint_at_centroid(self):
97        a = [0.0, 0.0]
98        b = [0.0, 2.0]
99        c = [2.0,0.0]
100        points = [a, b, c]
101        vertices = [ [1,0,2] ]   #bac
102
103        data = [ [2.0/3, 2.0/3] ] #Use centroid as one data point
104
105        interp = Interpolate(points, vertices)
106        A, _, _ = interp._build_interpolation_matrix_A(data)
107        assert num.allclose(A.todense(), [[1./3, 1./3, 1./3]])
108
109
110
111    def test_simple_interpolation_example(self):
112       
113        from mesh_factory import rectangular
114        from shallow_water import Domain
115        from abstract_2d_finite_volumes.quantity import Quantity
116
117        # Create basic mesh
118        points, vertices, boundary = rectangular(1, 3)
119
120        # Create shallow water domain
121        domain = Domain(points, vertices, boundary)
122
123        #----------------
124        #Constant values
125        #----------------       
126        quantity = Quantity(domain,[[0,0,0],[1,1,1],[2,2,2],[3,3,3],
127                                    [4,4,4],[5,5,5]])
128
129
130        x, y, vertex_values, triangles = quantity.get_vertex_values(xy=True, smooth=False)
131        vertex_coordinates = num.concatenate( (x[:, num.newaxis], y[:, num.newaxis]), axis=1 )
132        # FIXME: This concat should roll into get_vertex_values
133
134
135        # Get interpolated values at centroids
136        interpolation_points = domain.get_centroid_coordinates()
137        answer = quantity.get_values(location='centroids')
138
139        I = Interpolate(vertex_coordinates, triangles)
140        result = I.interpolate(vertex_values, interpolation_points)
141        assert num.allclose(result, answer)
142
143
144        #----------------
145        # Variable values
146        #----------------
147        quantity = Quantity(domain,[[0,1,2],[3,1,7],[2,1,2],[3,3,7],
148                                    [1,4,-9],[2,5,0]])
149       
150        x, y, vertex_values, triangles = quantity.get_vertex_values(xy=True, smooth=False)
151        vertex_coordinates = num.concatenate( (x[:, num.newaxis], y[:, num.newaxis]), axis=1 )
152        # FIXME: This concat should roll into get_vertex_values
153
154
155        # Get interpolated values at centroids
156        interpolation_points = domain.get_centroid_coordinates()
157        answer = quantity.get_values(location='centroids')
158
159        I = Interpolate(vertex_coordinates, triangles)
160        result = I.interpolate(vertex_values, interpolation_points)
161        assert num.allclose(result, answer)       
162       
163
164    def test_simple_interpolation_example_using_direct_interface(self):
165       
166        from mesh_factory import rectangular
167        from shallow_water import Domain
168        from abstract_2d_finite_volumes.quantity import Quantity
169
170        # Create basic mesh
171        points, vertices, boundary = rectangular(1, 3)
172
173        # Create shallow water domain
174        domain = Domain(points, vertices, boundary)
175
176        #----------------
177        # Constant values
178        #----------------       
179        quantity = Quantity(domain,[[0,0,0],[1,1,1],[2,2,2],[3,3,3],
180                                    [4,4,4],[5,5,5]])
181
182
183        x, y, vertex_values, triangles = quantity.get_vertex_values(xy=True, smooth=False)
184        vertex_coordinates = num.concatenate( (x[:, num.newaxis], y[:, num.newaxis]), axis=1 )
185        # FIXME: This concat should roll into get_vertex_values
186
187
188        # Get interpolated values at centroids
189        interpolation_points = domain.get_centroid_coordinates()
190        answer = quantity.get_values(location='centroids')
191
192        result = interpolate(vertex_coordinates, triangles, vertex_values, interpolation_points)
193        assert num.allclose(result, answer)
194
195
196        #----------------
197        # Variable values
198        #----------------
199        quantity = Quantity(domain,[[0,1,2],[3,1,7],[2,1,2],[3,3,7],
200                                    [1,4,-9],[2,5,0]])
201       
202        x, y, vertex_values, triangles = quantity.get_vertex_values(xy=True, smooth=False)
203        vertex_coordinates = num.concatenate( (x[:, num.newaxis], y[:, num.newaxis]), axis=1 )
204        # FIXME: This concat should roll into get_vertex_values
205
206
207        # Get interpolated values at centroids
208        interpolation_points = domain.get_centroid_coordinates()
209        answer = quantity.get_values(location='centroids')
210
211        result = interpolate(vertex_coordinates, triangles,
212                             vertex_values, interpolation_points)
213        assert num.allclose(result, answer)       
214       
215       
216    def test_simple_interpolation_example_using_direct_interface_and_caching(self):
217       
218        from mesh_factory import rectangular
219        from shallow_water import Domain
220        from abstract_2d_finite_volumes.quantity import Quantity
221
222        # Create basic mesh
223        points, vertices, boundary = rectangular(1, 3)
224
225        # Create shallow water domain
226        domain = Domain(points, vertices, boundary)
227
228        #----------------
229        # First call
230        #----------------
231        quantity = Quantity(domain,[[0,1,2],[3,1,7],[2,1,2],[3,3,7],
232                                    [1,4,-9],[2,5,0]])
233       
234        x, y, vertex_values, triangles = quantity.get_vertex_values(xy=True, smooth=False)
235        vertex_coordinates = num.concatenate( (x[:, num.newaxis], y[:, num.newaxis]), axis=1 )
236        # FIXME: This concat should roll into get_vertex_values
237
238
239        # Get interpolated values at centroids
240        interpolation_points = domain.get_centroid_coordinates()
241        answer = quantity.get_values(location='centroids')
242
243        result = interpolate(vertex_coordinates, triangles,
244                             vertex_values, interpolation_points,
245                             use_cache=True,
246                             verbose=False)
247        assert num.allclose(result, answer)               
248       
249        # Second call using the cache
250        result = interpolate(vertex_coordinates, triangles,
251                             vertex_values, interpolation_points,
252                             use_cache=True,
253                             verbose=False)
254        assert num.allclose(result, answer)                       
255       
256       
257    def test_quad_tree(self):
258        p0 = [-10.0, -10.0]
259        p1 = [20.0, -10.0]
260        p2 = [-10.0, 20.0]
261        p3 = [10.0, 50.0]
262        p4 = [30.0, 30.0]
263        p5 = [50.0, 10.0]
264        p6 = [40.0, 60.0]
265        p7 = [60.0, 40.0]
266        p8 = [-66.0, 20.0]
267        p9 = [10.0, -66.0]
268
269        points = [p0, p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7, p8, p9]
270        triangles = [ [0, 1, 2],
271                      [3, 2, 4],
272                      [4, 2, 1],
273                      [4, 1, 5],
274                      [3, 4, 6],
275                      [6, 4, 7],
276                      [7, 4, 5],
277                      [8, 0, 2],
278                      [0, 9, 1]]
279
280        data = [ [4,4] ]
281        interp = Interpolate(points, triangles,
282                               max_vertices_per_cell = 4)
283        #print "PDSG - interp.get_A()", interp.get_A()
284        answer =  [ [ 0.06666667,  0.46666667,  0.46666667,  0.,
285                      0., 0. , 0., 0., 0., 0.]]
286
287        A,_,_ = interp._build_interpolation_matrix_A(data)
288        assert num.allclose(A.todense(), answer)
289       
290        #interp.set_point_coordinates([[-30, -30]]) #point outside of mesh
291        #print "PDSG - interp.get_A()", interp.get_A()
292        data = [[-30, -30]]
293        answer =  [ [ 0.0,  0.0,  0.0,  0.,
294                      0., 0. , 0., 0., 0., 0.]]
295       
296        A,_,_ = interp._build_interpolation_matrix_A(data)       
297        assert num.allclose(A.todense(), answer)
298
299
300        #point outside of quad tree root cell
301        #interp.set_point_coordinates([[-70, -70]])
302        #print "PDSG - interp.get_A()", interp.get_A()
303        data = [[-70, -70]]
304        answer =  [ [ 0.0,  0.0,  0.0,  0.,
305                      0., 0. , 0., 0., 0., 0.]]
306                     
307        A,_,_ = interp._build_interpolation_matrix_A(data)       
308        assert num.allclose(A.todense(), answer)
309
310
311    def test_datapoints_at_vertices(self):
312        #Test that data points coinciding with vertices yield a diagonal matrix
313       
314
315        a = [0.0, 0.0]
316        b = [0.0, 2.0]
317        c = [2.0,0.0]
318        points = [a, b, c]
319        vertices = [ [1,0,2] ]   #bac
320
321        data = points #Use data at vertices
322
323        interp = Interpolate(points, vertices)
324        answer = [[1., 0., 0.],
325                   [0., 1., 0.],
326                   [0., 0., 1.]]
327                   
328        A,_,_ = interp._build_interpolation_matrix_A(data)
329        assert num.allclose(A.todense(), answer)
330
331
332    def test_datapoints_on_edge_midpoints(self):
333        #Try datapoints midway on edges -
334        #each point should affect two matrix entries equally
335       
336
337        a = [0.0, 0.0]
338        b = [0.0, 2.0]
339        c = [2.0,0.0]
340        points = [a, b, c]
341        vertices = [ [1,0,2] ]   #bac
342
343        data = [ [0., 1.], [1., 0.], [1., 1.] ]
344        answer =  [[0.5, 0.5, 0.0],  #Affects vertex 1 and 0
345                    [0.5, 0.0, 0.5],  #Affects vertex 0 and 2
346                    [0.0, 0.5, 0.5]]
347        interp = Interpolate(points, vertices)
348
349        A,_,_ = interp._build_interpolation_matrix_A(data)
350        assert num.allclose(A.todense(), answer)
351
352    def test_datapoints_on_edges(self):
353        #Try datapoints on edges -
354        #each point should affect two matrix entries in proportion
355       
356
357        a = [0.0, 0.0]
358        b = [0.0, 2.0]
359        c = [2.0,0.0]
360        points = [a, b, c]
361        vertices = [ [1,0,2] ]   #bac
362
363        data = [ [0., 1.5], [1.5, 0.], [1.5, 0.5] ]
364        answer =  [[0.25, 0.75, 0.0],  #Affects vertex 1 and 0
365                   [0.25, 0.0, 0.75],  #Affects vertex 0 and 2
366                   [0.0, 0.25, 0.75]]
367
368        interp = Interpolate(points, vertices)
369
370        A,_,_ = interp._build_interpolation_matrix_A(data)
371        assert num.allclose(A.todense(), answer)
372
373
374    def test_arbitrary_datapoints(self):
375        #Try arbitrary datapoints
376       
377
378        a = [0.0, 0.0]
379        b = [0.0, 2.0]
380        c = [2.0,0.0]
381        points = [a, b, c]
382        vertices = [ [1,0,2] ]   #bac
383
384        data = [ [0.2, 1.5], [0.123, 1.768], [1.43, 0.44] ]
385
386        interp = Interpolate(points, vertices)
387        #print "interp.get_A()", interp.get_A()
388       
389        A,_,_ = interp._build_interpolation_matrix_A(data)
390        results = A.todense()
391        assert num.allclose(num.sum(results, axis=1), 1.0)
392
393    def test_arbitrary_datapoints_some_outside(self):
394        #Try arbitrary datapoints one outside the triangle.
395        #That one should be ignored
396       
397
398        a = [0.0, 0.0]
399        b = [0.0, 2.0]
400        c = [2.0,0.0]
401        points = [a, b, c]
402        vertices = [ [1,0,2] ]   #bac
403
404        data = [ [0.2, 1.5], [0.123, 1.768], [1.43, 0.44], [5.0, 7.0]]
405
406        interp = Interpolate(points, vertices)
407       
408        A,_,_ = interp._build_interpolation_matrix_A(data)
409        results = A.todense()
410        assert num.allclose(num.sum(results, axis=1), [1,1,1,0])
411
412
413
414    # this causes a memory error in scipy.sparse
415    def test_more_triangles(self):
416
417        a = [-1.0, 0.0]
418        b = [3.0, 4.0]
419        c = [4.0,1.0]
420        d = [-3.0, 2.0] #3
421        e = [-1.0,-2.0]
422        f = [1.0, -2.0] #5
423
424        points = [a, b, c, d,e,f]
425        triangles = [[0,1,3],[1,0,2],[0,4,5], [0,5,2]] #abd bac aef afc
426
427        #Data points
428        data = [ [-3., 2.0], [-2, 1], [0.0, 1], [0, 3], [2, 3], [-1.0/3,-4./3] ]
429        interp = Interpolate(points, triangles)
430
431        answer = [[0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0],    #Affects point d
432                  [0.5, 0.0, 0.0, 0.5, 0.0, 0.0],    #Affects points a and d
433                  [0.75, 0.25, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0],  #Affects points a and b
434                  [0.0, 0.5, 0.0, 0.5, 0.0, 0.0],    #Affects points a and d
435                  [0.25, 0.75, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0],  #Affects points a and b
436                  [1./3, 0.0, 0.0, 0.0, 1./3, 1./3]] #Affects points a, e and f
437
438
439        A,_,_ = interp._build_interpolation_matrix_A(data)
440        A = A.todense()
441        for i in range(A.shape[0]):
442            for j in range(A.shape[1]):
443                if not num.allclose(A[i,j], answer[i][j]):
444                    print i,j,':',A[i,j], answer[i][j]
445
446
447        #results = interp._build_interpolation_matrix_A(data).todense()
448
449        assert num.allclose(A, answer)
450   
451    def test_geo_ref(self):
452        v0 = [0.0, 0.0]
453        v1 = [0.0, 5.0]
454        v2 = [5.0, 0.0]
455
456        vertices_absolute = [v0, v1, v2]
457        triangles = [ [1,0,2] ]   #bac
458
459        geo = Geo_reference(57,100, 500)
460
461        vertices = geo.change_points_geo_ref(vertices_absolute)
462        #print "vertices",vertices
463       
464        d0 = [1.0, 1.0]
465        d1 = [1.0, 2.0]
466        d2 = [3.0, 1.0]
467        point_coords = [ d0, d1, d2]
468
469        interp = Interpolate(vertices, triangles, mesh_origin=geo)
470        f = linear_function(vertices_absolute)
471        z = interp.interpolate(f, point_coords)
472        answer = linear_function(point_coords)
473
474        #print "z",z
475        #print "answer",answer
476        assert num.allclose(z, answer)
477
478       
479        z = interp.interpolate(f, point_coords, start_blocking_len = 2)
480        answer = linear_function(point_coords)
481
482        #print "z",z
483        #print "answer",answer
484        assert num.allclose(z, answer)
485       
486     
487    def test_sigma_epsilon(self):
488        """
489        def test_sigma_epsilon(self):
490            Testing ticket 168. I could not reduce the bug to this small
491            test though.
492       
493        """
494        v0 = [22031.25, 59687.5]
495        v1 = [22500., 60000.]
496        v2 = [22350.31640625, 59716.71484375]
497
498        vertices = [v0, v1, v2]
499        triangles = [ [1,0,2] ]   #bac
500
501       
502        point_coords = [[22050., 59700.]]
503
504        interp = Interpolate(vertices, triangles)
505        f = linear_function(vertices)
506        z = interp.interpolate(f, point_coords)
507        answer = linear_function(point_coords)
508
509        #print "z",z
510        #print "answer",answer
511        assert num.allclose(z, answer)
512
513       
514        z = interp.interpolate(f, point_coords, start_blocking_len = 2)
515        answer = linear_function(point_coords)
516
517        #print "z",z
518        #print "answer",answer
519        assert num.allclose(z, answer)
520
521       
522    def test_Geospatial_verts(self):
523        v0 = [0.0, 0.0]
524        v1 = [0.0, 5.0]
525        v2 = [5.0, 0.0]
526
527        vertices_absolute = [v0, v1, v2]
528        triangles = [ [1,0,2] ]   #bac
529
530        geo = Geo_reference(57,100, 500)
531        vertices = geo.change_points_geo_ref(vertices_absolute)
532        geopoints = Geospatial_data(vertices,geo_reference = geo)
533        #print "vertices",vertices
534       
535        d0 = [1.0, 1.0]
536        d1 = [1.0, 2.0]
537        d2 = [3.0, 1.0]
538        point_coords = [ d0, d1, d2]
539
540        interp = Interpolate(geopoints, triangles)
541        f = linear_function(vertices_absolute)
542        z = interp.interpolate(f, point_coords)
543        answer = linear_function(point_coords)
544
545        #print "z",z
546        #print "answer",answer
547        assert num.allclose(z, answer)
548       
549        z = interp.interpolate(f, point_coords, start_blocking_len = 2)
550        answer = linear_function(point_coords)
551
552        #print "z",z
553        #print "answer",answer
554        assert num.allclose(z, answer)
555       
556    def test_interpolate_attributes_to_points(self):
557        v0 = [0.0, 0.0]
558        v1 = [0.0, 5.0]
559        v2 = [5.0, 0.0]
560
561        vertices = [v0, v1, v2]
562        triangles = [ [1,0,2] ]   #bac
563
564        d0 = [1.0, 1.0]
565        d1 = [1.0, 2.0]
566        d2 = [3.0, 1.0]
567        point_coords = [ d0, d1, d2]
568
569        interp = Interpolate(vertices, triangles)
570        f = linear_function(vertices)
571        z = interp.interpolate(f, point_coords)
572        answer = linear_function(point_coords)
573
574        #print "z",z
575        #print "answer",answer
576        assert num.allclose(z, answer)
577
578
579        z = interp.interpolate(f, point_coords, start_blocking_len = 2)
580        answer = linear_function(point_coords)
581
582        #print "z",z
583        #print "answer",answer
584        assert num.allclose(z, answer)
585
586    def test_interpolate_attributes_to_pointsII(self):
587        a = [-1.0, 0.0]
588        b = [3.0, 4.0]
589        c = [4.0, 1.0]
590        d = [-3.0, 2.0] #3
591        e = [-1.0, -2.0]
592        f = [1.0, -2.0] #5
593
594        vertices = [a, b, c, d,e,f]
595        triangles = [[0,1,3], [1,0,2], [0,4,5], [0,5,2]] #abd bac aef afc
596
597
598        point_coords = [[-2.0, 2.0],
599                        [-1.0, 1.0],
600                        [0.0, 2.0],
601                        [1.0, 1.0],
602                        [2.0, 1.0],
603                        [0.0, 0.0],
604                        [1.0, 0.0],
605                        [0.0, -1.0],
606                        [-0.2, -0.5],
607                        [-0.9, -1.5],
608                        [0.5, -1.9],
609                        [3.0, 1.0]]
610
611        interp = Interpolate(vertices, triangles)
612        f = linear_function(vertices)
613        z = interp.interpolate(f, point_coords)
614        answer = linear_function(point_coords)
615        #print "z",z
616        #print "answer",answer
617        assert num.allclose(z, answer)
618
619        z = interp.interpolate(f, point_coords, start_blocking_len = 2)
620        answer = linear_function(point_coords)
621
622        #print "z",z
623        #print "answer",answer
624        assert num.allclose(z, answer)
625       
626    def test_interpolate_attributes_to_pointsIII(self):
627        #Test linear interpolation of known values at vertices to
628        #new points inside a triangle
629       
630        a = [0.0, 0.0]
631        b = [0.0, 5.0]
632        c = [5.0, 0.0]
633        d = [5.0, 5.0]
634
635        vertices = [a, b, c, d]
636        triangles = [ [1,0,2], [2,3,1] ]   #bac, cdb
637
638        #Points within triangle 1
639        d0 = [1.0, 1.0]
640        d1 = [1.0, 2.0]
641        d2 = [3.0, 1.0]
642
643        #Point within triangle 2
644        d3 = [4.0, 3.0]
645
646        #Points on common edge
647        d4 = [2.5, 2.5]
648        d5 = [4.0, 1.0]
649
650        #Point on common vertex
651        d6 = [0., 5.]
652       
653        point_coords = [d0, d1, d2, d3, d4, d5, d6]
654
655        interp = Interpolate(vertices, triangles)
656
657        #Known values at vertices
658        #Functions are x+y, x+2y, 2x+y, x-y-5
659        f = [ [0., 0., 0., -5.],        # (0,0)
660              [5., 10., 5., -10.],      # (0,5)
661              [5., 5., 10.0, 0.],       # (5,0)
662              [10., 15., 15., -5.]]     # (5,5)
663
664        z = interp.interpolate(f, point_coords)
665        answer = [ [2., 3., 3., -5.],   # (1,1)
666                   [3., 5., 4., -6.],   # (1,2)
667                   [4., 5., 7., -3.],   # (3,1)
668                   [7., 10., 11., -4.], # (4,3)
669                   [5., 7.5, 7.5, -5.], # (2.5, 2.5)
670                   [5., 6., 9., -2.],   # (4,1)
671                   [5., 10., 5., -10.]]  # (0,5)
672
673        #print "***********"
674        #print "z",z
675        #print "answer",answer
676        #print "***********"
677
678        assert num.allclose(z, answer)
679
680
681        z = interp.interpolate(f, point_coords, start_blocking_len = 2)
682
683        #print "z",z
684        #print "answer",answer
685        assert num.allclose(z, answer)
686       
687    def test_interpolate_point_outside_of_mesh(self):
688        #Test linear interpolation of known values at vertices to
689        #new points inside a triangle
690       
691        a = [0.0, 0.0]
692        b = [0.0, 5.0]
693        c = [5.0, 0.0]
694        d = [5.0, 5.0]
695
696        vertices = [a, b, c, d]
697        triangles = [ [1,0,2], [2,3,1] ]   #bac, cdb
698
699        #Far away point
700        d7 = [-1., -1.]
701       
702        point_coords = [ d7]
703        interp = Interpolate(vertices, triangles)
704
705        #Known values at vertices
706        #Functions are x+y, x+2y, 2x+y, x-y-5
707        f = [ [0., 0., 0., -5.],        # (0,0)
708              [5., 10., 5., -10.],      # (0,5)
709              [5., 5., 10.0, 0.],       # (5,0)
710              [10., 15., 15., -5.]]     # (5,5)
711
712        z = interp.interpolate(f, point_coords) #, verbose=True)
713        answer = num.array([ [NAN, NAN, NAN, NAN]]) # (-1,-1)
714
715        #print "***********"
716        #print "z",z
717        #print "answer",answer
718        #print "***********"
719
720        #Should an error message be returned if points are outside
721        # of the mesh?
722        # A warning message is printed, if verbose is on.
723
724        for i in range(4):
725            self.failUnless( z[0,i] == answer[0,i], 'Fail!')
726       
727        z = interp.interpolate(f, point_coords, start_blocking_len = 2)
728
729        #print "z",z
730        #print "answer",answer
731       
732        for i in range(4):
733            self.failUnless( z[0,i] == answer[0,i], 'Fail!')
734       
735       
736    def test_interpolate_attributes_to_pointsIV(self):
737        a = [-1.0, 0.0]
738        b = [3.0, 4.0]
739        c = [4.0, 1.0]
740        d = [-3.0, 2.0] #3
741        e = [-1.0, -2.0]
742        f = [1.0, -2.0] #5
743
744        vertices = [a, b, c, d,e,f]
745        triangles = [[0,1,3], [1,0,2], [0,4,5], [0,5,2]] #abd bac aef afc
746
747
748        point_coords = [[-2.0, 2.0],
749                        [-1.0, 1.0],
750                        [0.0, 2.0],
751                        [1.0, 1.0],
752                        [2.0, 1.0],
753                        [0.0, 0.0],
754                        [1.0, 0.0],
755                        [0.0, -1.0],
756                        [-0.2, -0.5],
757                        [-0.9, -1.5],
758                        [0.5, -1.9],
759                        [3.0, 1.0]]
760
761        interp = Interpolate(vertices, triangles)
762        f = num.array([linear_function(vertices),2*linear_function(vertices)])
763        f = num.transpose(f)
764        #print "f",f
765        z = interp.interpolate(f, point_coords)
766        answer = [linear_function(point_coords),
767                  2*linear_function(point_coords) ]
768        answer = num.transpose(answer)
769        #print "z",z
770        #print "answer",answer
771        assert num.allclose(z, answer)
772
773        z = interp.interpolate(f, point_coords, start_blocking_len = 2)
774
775        #print "z",z
776        #print "answer",answer
777        assert num.allclose(z, answer)
778
779    def test_interpolate_blocking(self):
780        a = [-1.0, 0.0]
781        b = [3.0, 4.0]
782        c = [4.0, 1.0]
783        d = [-3.0, 2.0] #3
784        e = [-1.0, -2.0]
785        f = [1.0, -2.0] #5
786
787        vertices = [a, b, c, d,e,f]
788        triangles = [[0,1,3], [1,0,2], [0,4,5], [0,5,2]] #abd bac aef afc
789
790
791        point_coords = [[-2.0, 2.0],
792                        [-1.0, 1.0],
793                        [0.0, 2.0],
794                        [1.0, 1.0],
795                        [2.0, 1.0],
796                        [0.0, 0.0],
797                        [1.0, 0.0],
798                        [0.0, -1.0],
799                        [-0.2, -0.5],
800                        [-0.9, -1.5],
801                        [0.5, -1.9],
802                        [3.0, 1.0]]
803
804        interp = Interpolate(vertices, triangles)
805        f = num.array([linear_function(vertices),2*linear_function(vertices)])
806        f = num.transpose(f)
807        #print "f",f
808        for blocking_max in range(len(point_coords)+2):
809        #if True:
810         #   blocking_max = 5
811            z = interp.interpolate(f, point_coords,
812                                   start_blocking_len=blocking_max)
813            answer = [linear_function(point_coords),
814                      2*linear_function(point_coords) ]
815            answer = num.transpose(answer)
816            #print "z",z
817            #print "answer",answer
818            assert num.allclose(z, answer)
819           
820        f = num.array([linear_function(vertices),2*linear_function(vertices),
821                       2*linear_function(vertices) - 100])
822        f = num.transpose(f)
823        #print "f",f
824        for blocking_max in range(len(point_coords)+2):
825        #if True:
826         #   blocking_max = 5
827            z = interp.interpolate(f, point_coords,
828                                   start_blocking_len=blocking_max)
829            answer = num.array([linear_function(point_coords),
830                                2*linear_function(point_coords) ,
831                                2*linear_function(point_coords)-100])
832            z = num.transpose(z)
833            #print "z",z
834            #print "answer",answer
835            assert num.allclose(z, answer)
836
837    def test_interpolate_geo_spatial(self):
838        a = [-1.0, 0.0]
839        b = [3.0, 4.0]
840        c = [4.0, 1.0]
841        d = [-3.0, 2.0] #3
842        e = [-1.0, -2.0]
843        f = [1.0, -2.0] #5
844
845        vertices = [a, b, c, d,e,f]
846        triangles = [[0,1,3], [1,0,2], [0,4,5], [0,5,2]] #abd bac aef afc
847
848
849        point_coords_absolute = [[-2.0, 2.0],
850                        [-1.0, 1.0],
851                        [0.0, 2.0],
852                        [1.0, 1.0],
853                        [2.0, 1.0],
854                        [0.0, 0.0],
855                        [1.0, 0.0],
856                        [0.0, -1.0],
857                        [-0.2, -0.5],
858                        [-0.9, -1.5],
859                        [0.5, -1.9],
860                        [3.0, 1.0]]
861
862        geo = Geo_reference(57,100, 500)
863        point_coords = geo.change_points_geo_ref(point_coords_absolute)
864        point_coords = Geospatial_data(point_coords,geo_reference = geo)
865       
866        interp = Interpolate(vertices, triangles)
867        f = num.array([linear_function(vertices),2*linear_function(vertices)])
868        f = num.transpose(f)
869        #print "f",f
870        for blocking_max in range(14):
871        #if True:
872         #   blocking_max = 5
873            z = interp.interpolate(f, point_coords,
874                                   start_blocking_len=blocking_max)
875            answer = [linear_function(point_coords.get_data_points( \
876                      absolute = True)),
877                      2*linear_function(point_coords.get_data_points( \
878                      absolute = True)) ]
879            answer = num.transpose(answer)
880            #print "z",z
881            #print "answer",answer
882            assert num.allclose(z, answer)
883           
884        f = num.array([linear_function(vertices),2*linear_function(vertices),
885                       2*linear_function(vertices) - 100])
886        f = num.transpose(f)
887        #print "f",f
888        for blocking_max in range(14):
889        #if True:
890         #   blocking_max = 5
891            z = interp.interpolate(f, point_coords,
892                                   start_blocking_len=blocking_max)
893            answer = num.array([linear_function(point_coords.get_data_points( \
894                                                              absolute = True)),
895                                                              2*linear_function(point_coords.get_data_points( \
896                                                              absolute = True)) ,
897                                                              2*linear_function(point_coords.get_data_points( \
898                                                              absolute = True))-100])
899            z = num.transpose(z)
900            #print "z",z
901            #print "answer",answer
902            assert num.allclose(z, answer)
903
904        z = interp.interpolate(f, point_coords, start_blocking_len = 2)
905
906        #print "z",z
907        #print "answer",answer
908        assert num.allclose(z, answer)
909       
910    def test_interpolate_geo_spatial(self):
911        a = [-1.0, 0.0]
912        b = [3.0, 4.0]
913        c = [4.0, 1.0]
914        d = [-3.0, 2.0] #3
915        e = [-1.0, -2.0]
916        f = [1.0, -2.0] #5
917
918        vertices = [a, b, c, d,e,f]
919        triangles = [[0,1,3], [1,0,2], [0,4,5], [0,5,2]] #abd bac aef afc
920
921        point_coords_absolute = [[-2.0,  2.0],
922                                 [-1.0,  1.0],
923                                 [ 0.0,  2.0],
924                                 [ 1.0,  1.0],
925                                 [ 2.0,  1.0],
926                                 [ 0.0,  0.0],
927                                 [ 1.0,  0.0],
928                                 [ 0.0, -1.0],
929                                 [-0.2, -0.5],
930                                 [-0.9, -1.5],
931                                 [ 0.5, -1.9],
932                                 [ 3.0,  1.0]]
933
934        geo = Geo_reference(57, 100, 500)
935        point_coords = geo.change_points_geo_ref(point_coords_absolute)
936        point_coords = Geospatial_data(point_coords, geo_reference=geo)
937       
938        interp = Interpolate(vertices, triangles)
939        f = num.array([linear_function(vertices), 2*linear_function(vertices)])
940        f = num.transpose(f)
941        z = interp.interpolate_block(f, point_coords)
942        answer = [linear_function(point_coords.get_data_points(absolute=True)),
943                  2*linear_function(point_coords.get_data_points(absolute=True))
944                 ]
945        answer = num.transpose(answer)
946        msg = ('Expected z\n%s\nto be close to answer\n%s'
947               % (str(z), str(answer)))
948        assert num.allclose(z, answer), msg
949           
950        z = interp.interpolate(f, point_coords, start_blocking_len = 2)
951
952        msg = ('Expected z\n%s\nto be close to answer\n%s'
953               % (str(z), str(answer)))
954        assert num.allclose(z, answer)
955
956       
957    def test_interpolate_reuse_if_None(self):
958        a = [-1.0, 0.0]
959        b = [3.0, 4.0]
960        c = [4.0, 1.0]
961        d = [-3.0, 2.0] #3
962        e = [-1.0, -2.0]
963        f = [1.0, -2.0] #5
964
965        vertices = [a, b, c, d,e,f]
966        triangles = [[0,1,3], [1,0,2], [0,4,5], [0,5,2]] #abd bac aef afc
967
968
969        point_coords = [[-2.0,  2.0],
970                        [-1.0,  1.0],
971                        [ 0.0,  2.0],
972                        [ 1.0,  1.0],
973                        [ 2.0,  1.0],
974                        [ 0.0,  0.0],
975                        [ 1.0,  0.0],
976                        [ 0.0, -1.0],
977                        [-0.2, -0.5],
978                        [-0.9, -1.5],
979                        [ 0.5, -1.9],
980                        [ 3.0,  1.0]]
981
982        interp = Interpolate(vertices, triangles)
983        f = num.array([linear_function(vertices),2*linear_function(vertices)])
984        f = num.transpose(f)
985        z = interp.interpolate(f, point_coords,
986                               start_blocking_len=20)
987        answer = [linear_function(point_coords),
988                  2*linear_function(point_coords) ]
989        answer = num.transpose(answer)
990        #print "z",z
991        #print "answer",answer
992        assert num.allclose(z, answer)
993        assert num.allclose(interp._A_can_be_reused, True)
994
995        z = interp.interpolate(f)
996        assert num.allclose(z, answer)
997       
998        # This causes blocking to occur.
999        z = interp.interpolate(f, start_blocking_len=10)
1000        assert num.allclose(z, answer)
1001        assert num.allclose(interp._A_can_be_reused, False)
1002
1003        #A is recalculated
1004        z = interp.interpolate(f)
1005        assert num.allclose(z, answer)
1006        assert num.allclose(interp._A_can_be_reused, True)
1007       
1008        interp = Interpolate(vertices, triangles)
1009        #Must raise an exception, no points specified
1010        try:
1011            z = interp.interpolate(f)
1012        except:
1013            pass
1014       
1015    def xxtest_interpolate_reuse_if_same(self):
1016
1017        # This on tests that repeated identical interpolation
1018        # points makes use of precomputed matrix (Ole)
1019        # This is not really a test and is disabled for now
1020       
1021        a = [-1.0, 0.0]
1022        b = [3.0, 4.0]
1023        c = [4.0, 1.0]
1024        d = [-3.0, 2.0] #3
1025        e = [-1.0, -2.0]
1026        f = [1.0, -2.0] #5
1027
1028        vertices = [a, b, c, d,e,f]
1029        triangles = [[0,1,3], [1,0,2], [0,4,5], [0,5,2]] #abd bac aef afc
1030
1031
1032        point_coords = [[-2.0,  2.0],
1033                        [-1.0,  1.0],
1034                        [ 0.0,  2.0],
1035                        [ 1.0,  1.0],
1036                        [ 2.0,  1.0],
1037                        [ 0.0,  0.0],
1038                        [ 1.0,  0.0],
1039                        [ 0.0, -1.0],
1040                        [-0.2, -0.5],
1041                        [-0.9, -1.5],
1042                        [ 0.5, -1.9],
1043                        [ 3.0,  1.0]]
1044
1045        interp = Interpolate(vertices, triangles)
1046        f = num.array([linear_function(vertices), 2*linear_function(vertices)])
1047        f = num.transpose(f)
1048        z = interp.interpolate(f, point_coords)
1049        answer = [linear_function(point_coords),
1050                  2*linear_function(point_coords) ]
1051        answer = num.transpose(answer)
1052
1053        assert num.allclose(z, answer)
1054        assert num.allclose(interp._A_can_be_reused, True)
1055
1056
1057        z = interp.interpolate(f)    # None
1058        assert num.allclose(z, answer)       
1059        z = interp.interpolate(f, point_coords) # Repeated (not really a test)       
1060        assert num.allclose(z, answer)
1061       
1062
1063
1064    def test_interpolation_interface_time_only(self):
1065
1066        # Test spatio-temporal interpolation
1067        # Test that spatio temporal function performs the correct
1068        # interpolations in both time and space
1069       
1070
1071
1072        #Three timesteps
1073        time = [1.0, 5.0, 6.0]
1074       
1075
1076        #One quantity
1077        Q = num.zeros( (3,6), num.float )
1078
1079        #Linear in time and space
1080        a = [0.0, 0.0]
1081        b = [0.0, 2.0]
1082        c = [2.0, 0.0]
1083        d = [0.0, 4.0]
1084        e = [2.0, 2.0]
1085        f = [4.0, 0.0]
1086
1087        points = [a, b, c, d, e, f]
1088       
1089        for i, t in enumerate(time):
1090            Q[i, :] = t*linear_function(points)
1091
1092           
1093        #Check basic interpolation of one quantity using averaging
1094        #(no interpolation points or spatial info)
1095        I = Interpolation_function(time, [mean(Q[0,:]),
1096                                          mean(Q[1,:]),
1097                                          mean(Q[2,:])])
1098
1099
1100
1101        #Check temporal interpolation
1102        for i in [0,1,2]:
1103            assert num.allclose(I(time[i]), mean(Q[i,:]))
1104
1105        #Midway   
1106        assert num.allclose(I( (time[0] + time[1])/2 ),
1107                            (I(time[0]) + I(time[1]))/2 )
1108
1109        assert num.allclose(I( (time[1] + time[2])/2 ),
1110                            (I(time[1]) + I(time[2]))/2 )
1111
1112        assert num.allclose(I( (time[0] + time[2])/2 ),
1113                            (I(time[0]) + I(time[2]))/2 )                 
1114
1115        #1/3
1116        assert num.allclose(I( (time[0] + time[2])/3 ),
1117                            (I(time[0]) + I(time[2]))/3 )                         
1118
1119
1120        #Out of bounds checks
1121        try:
1122            I(time[0]-1) 
1123        except:
1124            pass
1125        else:
1126            raise 'Should raise exception'
1127
1128        try:
1129            I(time[-1]+1) 
1130        except:
1131            pass
1132        else:
1133            raise 'Should raise exception'       
1134
1135
1136       
1137
1138    def test_interpolation_interface_spatial_only(self):
1139        # Test spatio-temporal interpolation with constant time
1140       
1141        #Three timesteps
1142        time = [1.0, 5.0, 6.0]
1143               
1144        #Setup mesh used to represent fitted function
1145        a = [0.0, 0.0]
1146        b = [0.0, 2.0]
1147        c = [2.0, 0.0]
1148        d = [0.0, 4.0]
1149        e = [2.0, 2.0]
1150        f = [4.0, 0.0]
1151
1152        points = [a, b, c, d, e, f]
1153        #bac, bce, ecf, dbe
1154        triangles = [[1,0,2], [1,2,4], [4,2,5], [3,1,4]]
1155
1156
1157        #New datapoints where interpolated values are sought
1158        interpolation_points = [[ 0.0, 0.0],
1159                                [ 0.5, 0.5],
1160                                [ 0.7, 0.7],
1161                                [ 1.0, 0.5],
1162                                [ 2.0, 0.4],
1163                                [ 2.8, 1.2]]
1164
1165
1166        #One quantity linear in space
1167        Q = linear_function(points)
1168
1169
1170        #Check interpolation of one quantity using interpolaton points
1171        I = Interpolation_function(time, Q,
1172                                   vertex_coordinates = points,
1173                                   triangles = triangles, 
1174                                   interpolation_points = interpolation_points,
1175                                   verbose = False)
1176
1177
1178        answer = linear_function(interpolation_points)
1179
1180        t = time[0]
1181        for j in range(50): #t in [1, 6]
1182            for id in range(len(interpolation_points)):
1183                assert num.allclose(I(t, id), answer[id])
1184            t += 0.1   
1185
1186        try:   
1187            I(1)
1188        except:
1189            pass
1190        else:
1191            raise 'Should raise exception'
1192
1193           
1194    def test_interpolation_interface(self):
1195        # Test spatio-temporal interpolation
1196        # Test that spatio temporal function performs the correct
1197        # interpolations in both time and space
1198   
1199        #Three timesteps
1200        time = [1.0, 5.0, 6.0]   
1201
1202        #Setup mesh used to represent fitted function
1203        a = [0.0, 0.0]
1204        b = [0.0, 2.0]
1205        c = [2.0, 0.0]
1206        d = [0.0, 4.0]
1207        e = [2.0, 2.0]
1208        f = [4.0, 0.0]
1209
1210        points = [a, b, c, d, e, f]
1211        #bac, bce, ecf, dbe
1212        triangles = [[1,0,2], [1,2,4], [4,2,5], [3,1,4]]
1213
1214
1215        #New datapoints where interpolated values are sought
1216        interpolation_points = [[ 0.0, 0.0],
1217                                [ 0.5, 0.5],
1218                                [ 0.7, 0.7],
1219                                [ 1.0, 0.5],
1220                                [ 2.0, 0.4],
1221                                [ 2.8, 1.2]]
1222
1223        #One quantity
1224        Q = num.zeros( (3,6), num.float )
1225
1226        #Linear in time and space
1227        for i, t in enumerate(time):
1228            Q[i, :] = t*linear_function(points)
1229
1230        #Check interpolation of one quantity using interpolaton points)
1231        I = Interpolation_function(time, Q,
1232                                   vertex_coordinates = points,
1233                                   triangles = triangles, 
1234                                   interpolation_points = interpolation_points,
1235                                   verbose = False)
1236
1237        answer = linear_function(interpolation_points)
1238       
1239        t = time[0]
1240        for j in range(50): #t in [1, 6]
1241            for id in range(len(interpolation_points)):
1242                assert num.allclose(I(t, id), t*answer[id])
1243            t += 0.1   
1244
1245        try:   
1246            I(1)
1247        except:
1248            pass
1249        else:
1250            raise 'Should raise exception'
1251
1252
1253
1254    def test_interpolation_interface_with_time_thinning(self):
1255        # Test spatio-temporal interpolation
1256        # Test that spatio temporal function performs the correct
1257        # interpolations in both time and space
1258   
1259        # Eight timesteps
1260        time = [1.0, 2.0, 4.0, 5.0, 7.0, 8.0, 9.0, 10.0]   
1261
1262        # Setup mesh used to represent fitted function
1263        a = [0.0, 0.0]
1264        b = [0.0, 2.0]
1265        c = [2.0, 0.0]
1266        d = [0.0, 4.0]
1267        e = [2.0, 2.0]
1268        f = [4.0, 0.0]
1269
1270        points = [a, b, c, d, e, f]
1271        # bac, bce, ecf, dbe
1272        triangles = [[1,0,2], [1,2,4], [4,2,5], [3,1,4]]
1273
1274
1275        # New datapoints where interpolated values are sought
1276        interpolation_points = [[ 0.0, 0.0],
1277                                [ 0.5, 0.5],
1278                                [ 0.7, 0.7],
1279                                [ 1.0, 0.5],
1280                                [ 2.0, 0.4],
1281                                [ 2.8, 1.2]]
1282
1283        # One quantity
1284        Q = num.zeros((8,6), num.float)
1285
1286        # Linear in time and space
1287        for i, t in enumerate(time):
1288            Q[i, :] = t*linear_function(points)
1289
1290        # Check interpolation of one quantity using interpolaton points) using default
1291        # time_thinning of 1
1292        I = Interpolation_function(time, Q,
1293                                   vertex_coordinates=points,
1294                                   triangles=triangles, 
1295                                   interpolation_points=interpolation_points,
1296                                   verbose=False)
1297
1298        answer = linear_function(interpolation_points)
1299
1300       
1301        t = time[0]
1302        for j in range(90): #t in [1, 10]
1303            for id in range(len(interpolation_points)):
1304                assert num.allclose(I(t, id), t*answer[id])
1305            t += 0.1   
1306
1307
1308        # Now check time_thinning
1309        I = Interpolation_function(time, Q,
1310                                   vertex_coordinates=points,
1311                                   triangles=triangles, 
1312                                   interpolation_points=interpolation_points,
1313                                   time_thinning=2,
1314                                   verbose=False)
1315
1316
1317        assert len(I.time) == 4
1318        assert( num.allclose(I.time, [1.0, 4.0, 7.0, 9.0] ))   
1319
1320        answer = linear_function(interpolation_points)
1321
1322        t = time[0]
1323        for j in range(80): #t in [1, 9]
1324            for id in range(len(interpolation_points)):
1325                assert num.allclose(I(t, id), t*answer[id])
1326            t += 0.1   
1327
1328
1329
1330    def test_interpolation_precompute_points(self):
1331        # looking at a discrete mesh
1332        #
1333   
1334        #Three timesteps
1335        time = [0.0, 60.0]   
1336
1337        #Setup mesh used to represent fitted function
1338        points = [[ 15., -20.],
1339                  [ 15.,  10.],
1340                  [  0., -20.],
1341                  [  0.,  10.],
1342                  [  0., -20.],
1343                  [ 15.,  10.]]
1344       
1345        triangles = [[0, 1, 2],
1346                     [3, 4, 5]]
1347
1348        #New datapoints where interpolated values are sought
1349        interpolation_points = [[ 1.,  0.], [0.,1.]]
1350
1351        #One quantity
1352        Q = num.zeros( (2,6), num.float )
1353
1354        #Linear in time and space
1355        for i, t in enumerate(time):
1356            Q[i, :] = t*linear_function(points)
1357        #print "Q", Q
1358
1359
1360       
1361        interp = Interpolate(points, triangles)
1362        f = num.array([linear_function(points),2*linear_function(points)])
1363        f = num.transpose(f)
1364        #print "f",f
1365        z = interp.interpolate(f, interpolation_points)
1366        answer = [linear_function(interpolation_points),
1367                  2*linear_function(interpolation_points) ]
1368        answer = num.transpose(answer)
1369        #print "z",z
1370        #print "answer",answer
1371        assert num.allclose(z, answer)
1372
1373
1374        #Check interpolation of one quantity using interpolaton points)
1375        I = Interpolation_function(time, Q,
1376                                   vertex_coordinates = points,
1377                                   triangles = triangles, 
1378                                   interpolation_points = interpolation_points,
1379                                   verbose = False)
1380       
1381        #print "I.precomputed_values", I.precomputed_values
1382
1383        msg = 'Interpolation failed'
1384        assert num.allclose(I.precomputed_values['Attribute'][1], [60, 60]), msg
1385        #self.failUnless( I.precomputed_values['Attribute'][1] == 60.0,
1386        #                ' failed')
1387       
1388    def test_interpolation_function_outside_point(self):
1389        # Test spatio-temporal interpolation
1390        # Test that spatio temporal function performs the correct
1391        # interpolations in both time and space
1392   
1393        # Three timesteps
1394        time = [1.0, 5.0, 6.0]   
1395
1396        # Setup mesh used to represent fitted function
1397        a = [0.0, 0.0]
1398        b = [0.0, 2.0]
1399        c = [2.0, 0.0]
1400        d = [0.0, 4.0]
1401        e = [2.0, 2.0]
1402        f = [4.0, 0.0]
1403
1404        points = [a, b, c, d, e, f]
1405        #bac, bce, ecf, dbe
1406        triangles = [[1,0,2], [1,2,4], [4,2,5], [3,1,4]]
1407
1408
1409        # New datapoints where interpolated values are sought
1410        interpolation_points = [[ 0.0, 0.0],
1411                                [ 0.5, 0.5],
1412                                [ 0.7, 0.7],
1413                                [ 1.0, 0.5],
1414                                [ 2.0, 0.4],
1415                                [ 545354534, 4354354353]] # outside the mesh
1416
1417        # One quantity
1418        Q = num.zeros( (3,6), num.float )
1419
1420        # Linear in time and space
1421        for i, t in enumerate(time):
1422            Q[i, :] = t*linear_function(points)
1423
1424        # Check interpolation of one quantity using interpolaton points)
1425
1426        I = Interpolation_function(time, Q,
1427                                   vertex_coordinates = points,
1428                                   triangles = triangles, 
1429                                   interpolation_points = interpolation_points,
1430                                   verbose = False)
1431       
1432       
1433        assert num.alltrue(I.precomputed_values['Attribute'][:,4] != NAN)
1434        assert num.sometrue(I.precomputed_values['Attribute'][:,5] == NAN)
1435
1436        #X = I.precomputed_values['Attribute'][1,:]
1437        #print X
1438        #print take(X, X == NAN)
1439        #print where(X == NAN, range(len(X)), 0)       
1440       
1441        answer = linear_function(interpolation_points)
1442         
1443        t = time[0]
1444        for j in range(50): #t in [1, 6]
1445            for id in range(len(interpolation_points)-1):
1446                assert num.allclose(I(t, id), t*answer[id])
1447            t += 0.1
1448           
1449        # Now test the point outside the mesh
1450        t = time[0]
1451        for j in range(50): #t in [1, 6]
1452            self.failUnless(I(t, 5) == NAN, 'Fail!')
1453            t += 0.1 
1454           
1455        try:   
1456            I(1)
1457        except:
1458            pass
1459        else:
1460            raise 'Should raise exception'
1461
1462
1463    def test_interpolation_function_time(self):
1464        #Test a long time series with an error in it (this did cause an
1465        #error once)
1466       
1467
1468        time = num.array(\
1469        [0.00000000e+00, 5.00000000e-02, 1.00000000e-01,   1.50000000e-01,
1470        2.00000000e-01,   2.50000000e-01,   3.00000000e-01,   3.50000000e-01,
1471        4.00000000e-01,   4.50000000e-01,   5.00000000e-01,   5.50000000e-01,
1472        6.00000000e-01,   6.50000000e-01,   7.00000000e-01,   7.50000000e-01,
1473        8.00000000e-01,   8.50000000e-01,   9.00000000e-01,   9.50000000e-01,
1474        1.00000000e-00,   1.05000000e+00,   1.10000000e+00,   1.15000000e+00,
1475        1.20000000e+00,   1.25000000e+00,   1.30000000e+00,   1.35000000e+00,
1476        1.40000000e+00,   1.45000000e+00,   1.50000000e+00,   1.55000000e+00,
1477        1.60000000e+00,   1.65000000e+00,   1.70000000e+00,   1.75000000e+00,
1478        1.80000000e+00,   1.85000000e+00,   1.90000000e+00,   1.95000000e+00,
1479        2.00000000e+00,   2.05000000e+00,   2.10000000e+00,   2.15000000e+00,
1480        2.20000000e+00,   2.25000000e+00,   2.30000000e+00,   2.35000000e+00,
1481        2.40000000e+00,   2.45000000e+00,   2.50000000e+00,   2.55000000e+00,
1482        2.60000000e+00,   2.65000000e+00,   2.70000000e+00,   2.75000000e+00,
1483        2.80000000e+00,   2.85000000e+00,   2.90000000e+00,   2.95000000e+00,
1484        3.00000000e+00,   3.05000000e+00,   9.96920997e+36,   3.15000000e+00,
1485        3.20000000e+00,   3.25000000e+00,   3.30000000e+00,   3.35000000e+00,
1486        3.40000000e+00,   3.45000000e+00,   3.50000000e+00,   3.55000000e+00,
1487        3.60000000e+00,   3.65000000e+00,   3.70000000e+00,   3.75000000e+00,
1488        3.80000000e+00,   3.85000000e+00,   3.90000000e+00,   3.95000000e+00,
1489        4.00000000e+00,   4.05000000e+00,   4.10000000e+00,   4.15000000e+00,
1490        4.20000000e+00,   4.25000000e+00,   4.30000000e+00,   4.35000000e+00,
1491        4.40000000e+00,   4.45000000e+00,   4.50000000e+00,   4.55000000e+00,
1492        4.60000000e+00,   4.65000000e+00,   4.70000000e+00,   4.75000000e+00,
1493        4.80000000e+00,   4.85000000e+00,   4.90000000e+00,   4.95000000e+00,
1494        5.00000000e+00,   5.05000000e+00,   5.10000000e+00,   5.15000000e+00,
1495        5.20000000e+00,   5.25000000e+00,   5.30000000e+00,   5.35000000e+00,
1496        5.40000000e+00,   5.45000000e+00,   5.50000000e+00,   5.55000000e+00,
1497        5.60000000e+00,   5.65000000e+00,   5.70000000e+00,   5.75000000e+00,
1498        5.80000000e+00,   5.85000000e+00,   5.90000000e+00,   5.95000000e+00,
1499        6.00000000e+00,   6.05000000e+00,   6.10000000e+00,   6.15000000e+00,
1500        6.20000000e+00,   6.25000000e+00,   6.30000000e+00,   6.35000000e+00,
1501        6.40000000e+00,   6.45000000e+00,   6.50000000e+00,   6.55000000e+00,
1502        6.60000000e+00,   6.65000000e+00,   6.70000000e+00,   6.75000000e+00,
1503        6.80000000e+00,   6.85000000e+00,   6.90000000e+00,   6.95000000e+00,
1504        7.00000000e+00,   7.05000000e+00,   7.10000000e+00,   7.15000000e+00,
1505        7.20000000e+00,   7.25000000e+00,   7.30000000e+00,   7.35000000e+00,
1506        7.40000000e+00,   7.45000000e+00,   7.50000000e+00,   7.55000000e+00,
1507        7.60000000e+00,   7.65000000e+00,   7.70000000e+00,   7.75000000e+00,
1508        7.80000000e+00,   7.85000000e+00,   7.90000000e+00,   7.95000000e+00,
1509        8.00000000e+00,   8.05000000e+00,   8.10000000e+00,   8.15000000e+00,
1510        8.20000000e+00,   8.25000000e+00,   8.30000000e+00,   8.35000000e+00,
1511        8.40000000e+00,   8.45000000e+00,   8.50000000e+00,   8.55000000e+00,
1512        8.60000000e+00,   8.65000000e+00,   8.70000000e+00,   8.75000000e+00,
1513        8.80000000e+00,   8.85000000e+00,   8.90000000e+00,   8.95000000e+00,
1514        9.00000000e+00,   9.05000000e+00,   9.10000000e+00,   9.15000000e+00,
1515        9.20000000e+00,   9.25000000e+00,   9.30000000e+00,   9.35000000e+00,
1516        9.40000000e+00,   9.45000000e+00,   9.50000000e+00,   9.55000000e+00,
1517        9.60000000e+00,   9.65000000e+00,   9.70000000e+00,   9.75000000e+00,
1518        9.80000000e+00,   9.85000000e+00,   9.90000000e+00,   9.95000000e+00,
1519        1.00000000e+01,   1.00500000e+01,   1.01000000e+01,   1.01500000e+01,
1520        1.02000000e+01,   1.02500000e+01,   1.03000000e+01,   1.03500000e+01,
1521        1.04000000e+01,   1.04500000e+01,   1.05000000e+01,   1.05500000e+01,
1522        1.06000000e+01,   1.06500000e+01,   1.07000000e+01,   1.07500000e+01,
1523        1.08000000e+01,   1.08500000e+01,   1.09000000e+01,   1.09500000e+01,
1524        1.10000000e+01,   1.10500000e+01,   1.11000000e+01,   1.11500000e+01,
1525        1.12000000e+01,   1.12500000e+01,   1.13000000e+01,   1.13500000e+01,
1526        1.14000000e+01,   1.14500000e+01,   1.15000000e+01,   1.15500000e+01,
1527        1.16000000e+01,   1.16500000e+01,   1.17000000e+01,   1.17500000e+01,
1528        1.18000000e+01,   1.18500000e+01,   1.19000000e+01,   1.19500000e+01,
1529        1.20000000e+01,   1.20500000e+01,   1.21000000e+01,   1.21500000e+01,
1530        1.22000000e+01,   1.22500000e+01,   1.23000000e+01,   1.23500000e+01,
1531        1.24000000e+01,   1.24500000e+01,   1.25000000e+01,   1.25500000e+01,
1532        1.26000000e+01,   1.26500000e+01,   1.27000000e+01,   1.27500000e+01,
1533        1.28000000e+01,   1.28500000e+01,   1.29000000e+01,   1.29500000e+01,
1534        1.30000000e+01,   1.30500000e+01,   1.31000000e+01,   1.31500000e+01,
1535        1.32000000e+01,   1.32500000e+01,   1.33000000e+01,   1.33500000e+01,
1536        1.34000000e+01,   1.34500000e+01,   1.35000000e+01,   1.35500000e+01,
1537        1.36000000e+01,   1.36500000e+01,   1.37000000e+01,   1.37500000e+01,
1538        1.38000000e+01,   1.38500000e+01,   1.39000000e+01,   1.39500000e+01,
1539        1.40000000e+01,   1.40500000e+01,   1.41000000e+01,   1.41500000e+01,
1540        1.42000000e+01,   1.42500000e+01,   1.43000000e+01,   1.43500000e+01,
1541        1.44000000e+01,   1.44500000e+01,   1.45000000e+01,   1.45500000e+01,
1542        1.46000000e+01,   1.46500000e+01,   1.47000000e+01,   1.47500000e+01,
1543        1.48000000e+01,   1.48500000e+01,   1.49000000e+01,   1.49500000e+01,
1544        1.50000000e+01,   1.50500000e+01,   1.51000000e+01,   1.51500000e+01,
1545        1.52000000e+01,   1.52500000e+01,   1.53000000e+01,   1.53500000e+01,
1546        1.54000000e+01,   1.54500000e+01,   1.55000000e+01,   1.55500000e+01,
1547        1.56000000e+01,   1.56500000e+01,   1.57000000e+01,   1.57500000e+01,
1548        1.58000000e+01,   1.58500000e+01,   1.59000000e+01,   1.59500000e+01,
1549        1.60000000e+01,   1.60500000e+01,   1.61000000e+01,   1.61500000e+01,
1550        1.62000000e+01,   1.62500000e+01,   1.63000000e+01,   1.63500000e+01,
1551        1.64000000e+01,   1.64500000e+01,   1.65000000e+01,   1.65500000e+01,
1552        1.66000000e+01,   1.66500000e+01,   1.67000000e+01,   1.67500000e+01,
1553        1.68000000e+01,   1.68500000e+01,   1.69000000e+01,   1.69500000e+01,
1554        1.70000000e+01,   1.70500000e+01,   1.71000000e+01,   1.71500000e+01,
1555        1.72000000e+01,   1.72500000e+01,   1.73000000e+01,   1.73500000e+01,
1556        1.74000000e+01,   1.74500000e+01,   1.75000000e+01,   1.75500000e+01,
1557        1.76000000e+01,   1.76500000e+01,   1.77000000e+01,   1.77500000e+01,
1558        1.78000000e+01,   1.78500000e+01,   1.79000000e+01,   1.79500000e+01,
1559        1.80000000e+01,   1.80500000e+01,   1.81000000e+01,   1.81500000e+01,
1560        1.82000000e+01,   1.82500000e+01,   1.83000000e+01,   1.83500000e+01,
1561        1.84000000e+01,   1.84500000e+01,   1.85000000e+01,   1.85500000e+01,
1562        1.86000000e+01,   1.86500000e+01,   1.87000000e+01,   1.87500000e+01,
1563        1.88000000e+01,   1.88500000e+01,   1.89000000e+01,   1.89500000e+01,
1564        1.90000000e+01,   1.90500000e+01,   1.91000000e+01,   1.91500000e+01,
1565        1.92000000e+01,   1.92500000e+01,   1.93000000e+01,   1.93500000e+01,
1566        1.94000000e+01,   1.94500000e+01,   1.95000000e+01,   1.95500000e+01,
1567        1.96000000e+01,   1.96500000e+01,   1.97000000e+01,   1.97500000e+01,
1568        1.98000000e+01,   1.98500000e+01,   1.99000000e+01,   1.99500000e+01,
1569        2.00000000e+01,   2.00500000e+01,   2.01000000e+01,   2.01500000e+01,
1570        2.02000000e+01,   2.02500000e+01,   2.03000000e+01,   2.03500000e+01,
1571        2.04000000e+01,   2.04500000e+01,   2.05000000e+01,   2.05500000e+01,
1572        2.06000000e+01,   2.06500000e+01,   2.07000000e+01,   2.07500000e+01,
1573        2.08000000e+01,   2.08500000e+01,   2.09000000e+01,   2.09500000e+01,
1574        2.10000000e+01,   2.10500000e+01,   2.11000000e+01,   2.11500000e+01,
1575        2.12000000e+01,   2.12500000e+01,   2.13000000e+01,   2.13500000e+01,
1576        2.14000000e+01,   2.14500000e+01,   2.15000000e+01,   2.15500000e+01,
1577        2.16000000e+01,   2.16500000e+01,   2.17000000e+01,   2.17500000e+01,
1578        2.18000000e+01,   2.18500000e+01,   2.19000000e+01,   2.19500000e+01,
1579        2.20000000e+01,   2.20500000e+01,   2.21000000e+01,   2.21500000e+01,
1580        2.22000000e+01,   2.22500000e+01,   2.23000000e+01,   2.23500000e+01,
1581        2.24000000e+01,   2.24500000e+01,   2.25000000e+01])
1582
1583        #print 'Diff', time[1:] - time[:-1]
1584
1585        #Setup mesh used to represent fitted function
1586        a = [0.0, 0.0]
1587        b = [0.0, 2.0]
1588        c = [2.0, 0.0]
1589        d = [0.0, 4.0]
1590        e = [2.0, 2.0]
1591        f = [4.0, 0.0]
1592
1593        points = [a, b, c, d, e, f]
1594        #bac, bce, ecf, dbe
1595        triangles = [[1,0,2], [1,2,4], [4,2,5], [3,1,4]]
1596
1597
1598        #New datapoints where interpolated values are sought
1599        interpolation_points = [[ 0.0, 0.0],
1600                                [ 0.5, 0.5],
1601                                [ 0.7, 0.7],
1602                                [ 1.0, 0.5],
1603                                [ 2.0, 0.4],
1604                                [ 545354534, 4354354353]] # outside the mesh
1605
1606        #One quantity
1607        Q = num.zeros( (len(time),6), num.float )
1608
1609        #Linear in time and space
1610        for i, t in enumerate(time):
1611            Q[i, :] = t*linear_function(points)
1612
1613        #Check interpolation of one quantity using interpolaton points)
1614        try:
1615            I = Interpolation_function(time, Q,
1616                                       vertex_coordinates = points,
1617                                       triangles = triangles, 
1618                                       interpolation_points = interpolation_points,
1619                                       verbose = False)
1620        except:
1621            pass
1622        else:
1623            raise 'Should raise exception due to time being non-monotoneous'           
1624     
1625
1626    def test_points_outside_the_polygon(self):
1627        a = [-1.0, 0.0]
1628        b = [3.0, 4.0]
1629        c = [4.0, 1.0]
1630        d = [-3.0, 2.0] #3
1631        e = [-1.0, -2.0]
1632        f = [1.0, -2.0] #5
1633
1634        vertices = [a, b, c, d,e,f]
1635        triangles = [[0,1,3], [1,0,2], [0,4,5], [0,5,2]] #abd bac aef afc
1636
1637        point_coords = [[-2.0, 2.0],
1638                        [-1.0, 1.0],
1639                        [9999.0, 9999.0], # point Outside poly
1640                        [-9999.0, 1.0], # point Outside poly
1641                        [2.0, 1.0],
1642                        [0.0, 0.0],
1643                        [1.0, 0.0],
1644                        [0.0, -1.0],
1645                        [-0.2, -0.5],
1646                        [-0.9, -1.5],
1647                        [0.5, -1.9],
1648                        [999999, 9999999]] # point Outside poly
1649        geo_data = Geospatial_data(data_points = point_coords)
1650
1651        interp = Interpolate(vertices, triangles)
1652        f = num.array([linear_function(vertices),2*linear_function(vertices)])
1653        f = num.transpose(f)
1654        #print "f",f
1655        z = interp.interpolate(f, geo_data)
1656        #z = interp.interpolate(f, point_coords)
1657        answer = [linear_function(point_coords),
1658                  2*linear_function(point_coords) ]
1659        answer = num.transpose(answer)
1660        answer[2,:] = [NAN, NAN]
1661        answer[3,:] = [NAN, NAN]
1662        answer[11,:] = [NAN, NAN]
1663        #print "z",z
1664        #print "answer _ fixed",answer
1665        assert num.allclose(z[0:1], answer[0:1])
1666        assert num.allclose(z[4:10], answer[4:10])
1667        for i in [2,3,11]:
1668            self.failUnless( z[i,1] == answer[11,1], 'Fail!')
1669            self.failUnless( z[i,0] == answer[11,0], 'Fail!')
1670
1671    def test_interpolate_sww2csv(self):
1672
1673        def elevation_function(x, y):
1674            return -x
1675       
1676        # Create mesh
1677        mesh_file = tempfile.mktemp(".tsh")   
1678        points = [[0.0,0.0],[6.0,0.0],[6.0,6.0],[0.0,6.0]]
1679        m = Mesh()
1680        m.add_vertices(points)
1681        m.auto_segment()
1682        m.generate_mesh(verbose=False)
1683        m.export_mesh_file(mesh_file)
1684       
1685        # Create shallow water domain
1686        domain = Domain(mesh_file)
1687        os.remove(mesh_file)
1688       
1689        domain.default_order = 2
1690
1691        # This test was made before tight_slope_limiters were introduced
1692        # Since were are testing interpolation values this is OK
1693        domain.tight_slope_limiters = 0 
1694
1695        # Set some field values
1696        domain.set_quantity('elevation', elevation_function)
1697        domain.set_quantity('friction', 0.03)
1698        domain.set_quantity('xmomentum', 3.0)
1699        domain.set_quantity('ymomentum', 4.0)
1700
1701        ######################
1702        # Boundary conditions
1703        B = Transmissive_boundary(domain)
1704        domain.set_boundary( {'exterior': B})
1705
1706        # This call mangles the stage values.
1707        domain.distribute_to_vertices_and_edges()
1708        domain.set_quantity('stage', 1.0)
1709
1710
1711        domain.set_name('datatest' + str(time.time()))
1712        domain.smooth = True
1713        domain.reduction = mean
1714
1715        sww = SWW_file(domain)
1716        sww.store_connectivity()
1717        sww.store_timestep(['stage', 'xmomentum', 'ymomentum'])
1718        domain.set_quantity('stage', 10.0) # This is automatically limited
1719        # So it will not be less than the elevation
1720        domain.time = 2.
1721        sww.store_timestep(['stage', 'xmomentum', 'ymomentum'])
1722
1723        # Test the function
1724        points = [[5.0,1.],[0.5,2.]]
1725        depth_file = tempfile.mktemp(".csv") 
1726        velocity_x_file = tempfile.mktemp(".csv") 
1727        velocity_y_file = tempfile.mktemp(".csv") 
1728        interpolate_sww2csv(sww.filename, points, depth_file,
1729                            velocity_x_file,
1730                            velocity_y_file,
1731                            verbose=False)
1732
1733        depth_answers_array = [[0.0, 6.0, 1.5], [2.0, 15., 10.5]] 
1734        velocity_x_answers_array = [[0.0, 3./6.0, 3./1.5],
1735                                    [2.0, 3./15., 3/10.5]]
1736        velocity_y_answers_array = [[0.0, 4./6.0, 4./1.5],
1737                                    [2.0, 4./15., 4./10.5]]
1738        depth_file_handle = file(depth_file)
1739        depth_reader = csv.reader(depth_file_handle)
1740        depth_reader.next()
1741        velocity_x_file_handle = file(velocity_x_file)
1742        velocity_x_reader = csv.reader(velocity_x_file_handle)
1743        velocity_x_reader.next()
1744        for depths, velocitys, depth_answers, velocity_answers in map(None,
1745                                              depth_reader,
1746                                              velocity_x_reader,
1747                                              depth_answers_array,
1748                                              velocity_x_answers_array):
1749            for i in range(len(depths)):
1750                #print "depths",depths[i]
1751                #print "depth_answers",depth_answers[i]
1752                #print "velocitys",velocitys[i]
1753                #print "velocity_answers_array", velocity_answers[i]
1754                msg = 'Interpolation failed'
1755                assert num.allclose(float(depths[i]), depth_answers[i]), msg
1756                assert num.allclose(float(velocitys[i]), velocity_answers[i]), msg
1757
1758        velocity_y_file_handle = file(velocity_y_file)
1759        velocity_y_reader = csv.reader(velocity_y_file_handle)
1760        velocity_y_reader.next()
1761        for velocitys, velocity_answers in map(None,
1762                                              velocity_y_reader,
1763                                              velocity_y_answers_array):
1764            for i in range(len(depths)):
1765                #print "depths",depths[i]
1766                #print "depth_answers",depth_answers[i]
1767                #print "velocitys",velocitys[i]
1768                #print "velocity_answers_array", velocity_answers[i]
1769                msg = 'Interpolation failed'
1770                assert num.allclose(float(depths[i]), depth_answers[i]), msg
1771                assert num.allclose(float(velocitys[i]), velocity_answers[i]), msg
1772               
1773        # clean up
1774        depth_file_handle.close()
1775        velocity_y_file_handle.close()
1776        velocity_x_file_handle.close()
1777        #print "sww.filename",sww.filename
1778        os.remove(sww.filename)
1779        os.remove(depth_file)
1780        os.remove(velocity_x_file)
1781        os.remove(velocity_y_file)
1782
1783       
1784    def test_interpolate_one_point_many_triangles(self):
1785        # this test has 10 triangles that share the same vert.
1786        # If the number of points per cell in  a quad tree is less
1787        # than 10 it will crash.
1788        z0 = [2.0, 5.0]
1789        z1 = [2.0, 5.0]
1790        z2 = [2.0, 5.0]
1791        z3 = [2.0, 5.0]
1792        z4 = [2.0, 5.0]
1793        z5 = [2.0, 5.0]
1794        z6 = [2.0, 5.0]
1795        z7 = [2.0, 5.0]
1796        z8 = [2.0, 5.0]
1797        z9 = [2.0, 5.0]
1798        z10 = [2.0, 5.0]
1799       
1800        v0 = [0.0, 0.0]
1801        v1 = [1.0, 0.0]
1802        v2 = [2.0, 0.0]
1803        v3 = [3.0, 0.0]
1804        v4 = [4.0, 0.0]
1805        v5 = [0.0, 10.0]
1806        v6 = [1.0, 10.0]
1807        v7 = [2.0, 10.0]
1808        v8 = [3.0, 10.0]
1809        v9 = [4.0, 10.0]
1810
1811        vertices = [z0,v0, v1, v2, v3,v4 ,v5, v6, v7, v8, v9,
1812                    z1, z2, z3, z4, z5, z6, z7, z8, z9]
1813        triangles = [
1814                      [11,1,2],
1815                      [12,2,3],
1816                      [13,3,4],
1817                      [14,4,5],
1818                      [7,6,15],
1819                      [8,7,16],
1820                      [9,8,17],
1821                      [10,9,18],
1822                      [6,1,19],
1823                      [5,10,0]
1824                      ]
1825
1826        d0 = [1.0, 1.0]
1827        d1 = [1.0, 2.0]
1828        d2 = [3.0, 1.0]
1829        point_coords = [ d0, d1, d2]
1830        try:
1831            interp = Interpolate(vertices, triangles)
1832        except RuntimeError:
1833            self.failUnless(0 ==1,  'quad fails with 10 verts at the same \
1834            position. Real problems have had 9. \
1835            Should be able to handle 13.')
1836        f = linear_function(vertices)
1837        z = interp.interpolate(f, point_coords)
1838        answer = linear_function(point_coords)
1839
1840        #print "z",z
1841        #print "answer",answer
1842        assert num.allclose(z, answer)
1843
1844################################################################################
1845
1846if __name__ == "__main__":
1847    suite = unittest.makeSuite(Test_Interpolate,'test')
1848    runner = unittest.TextTestRunner() #verbosity=1)
1849    runner.run(suite)
1850
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.