import type { Meters } from '@/domain/units';
import {
  ausschnittUm,
  bboxParameter,
  epsgFuerZone,
  unterAusschnitt,
  type Ausschnitt,
  type GeoPunkt,
} from '@/domain/geometrie/projektion';

/**
 * Amtliche Kartendienste als Grundlage des Lageplans.
 *
 * WARUM AMTLICHE DIENSTE UND KEIN BEKANNTER KARTENANBIETER
 *
 * Die Kacheln der grossen Kartenanbieter duerfen ausserhalb ihrer eigenen
 * kostenpflichtigen Schnittstellen nicht verwendet, nicht zwischengespeichert
 * und erst recht nicht in eine fremde Datei eingebettet werden. Genau das waere
 * hier aber noetig: Ein Signalzeitenplan muss Jahre spaeter noch aus der
 * Projektdatei allein nachvollziehbar sein.
 *
 * Die Landesvermessungsverwaltungen stellen dieselbe Grundlage in besserer
 * Qualitaet und mit klarer Rechtslage bereit: digitale Orthophotos, also
 * entzerrte und lagerichtige Luftbilder mit 20 cm Bodenaufloesung oder besser.
 * "Lagerichtig" ist der entscheidende Punkt - in einem Orthophoto darf gemessen
 * werden, in einer Schraegaufnahme nicht.
 *
 * PRUEFSTAND DER EINTRAEGE
 *
 * Jeder Eintrag wurde mit einem echten Bildabruf ueber der jeweiligen
 * Landeshauptstadt geprueft. Die Angaben zu Nutzungsrecht und Quellenvermerk
 * stammen aus der Selbstauskunft des Dienstes (GetCapabilities, Felder Fees und
 * AccessConstraints). Ein Quellenvermerk ist nur dort eingetragen, wo der
 * Dienst ihn woertlich vorgibt; sonst bleibt das Feld leer, und es wird der
 * Herausgeber genannt.
 *
 * BEZUGSSYSTEM
 *
 * Angefordert wird durchweg in ETRS89/UTM (EPSG:258xx) - dem Bezugssystem der
 * deutschen Landesvermessung. Dessen Karteneinheiten sind Meter; ein daraus
 * abgegriffener Raeumweg ist damit unmittelbar der Raeumweg in der Wirklichkeit.
 * Die ausfuehrliche Begruendung steht in domain/geometrie/projektion.ts.
 */

export type Kartenart = 'luftbild' | 'karte';

export interface Kartendienst {
  readonly id: string;
  /** Bezeichnung in der Auswahlliste. */
  readonly name: string;
  readonly art: Kartenart;
  /** Herausgeber - erscheint als Quellenangabe im Plan und im Ausdruck. */
  readonly herausgeber: string;
  /** Gebiet, fuer das der Dienst Daten liefert. */
  readonly gebiet: string;
  readonly basisUrl: string;
  readonly ebene: string;
  readonly bildformat: 'image/jpeg' | 'image/png';
  /** Bodenaufloesung in Metern je Bildpunkt. */
  readonly aufloesung: Meters;
  /** Groesste vom Dienst zugelassene Bildkante. */
  readonly maxKante: number;
  /** Nutzungsrecht laut Selbstauskunft des Dienstes. */
  readonly nutzungsrecht: string;
  /** Woertlich vorgegebener Quellenvermerk, sofern der Dienst einen nennt. */
  readonly namensnennung: string | null;
}

/**
 * Bodenaufloesung: 0,1 m bedeutet, dass ein Bildpunkt 10 cm am Boden
 * entspricht. Feiner anzufordern bringt nichts - das Bild wird dadurch nur
 * groesser, nicht schaerfer.
 *
 * Die Liste ist nach Gebiet geordnet; der Bundesdienst steht vorn, weil er
 * ueberall gilt.
 */
export const KARTENDIENSTE: readonly Kartendienst[] = [
  {
    id: 'de-topplus',
    name: 'Deutschland · Amtliche Stadtkarte (TopPlusOpen)',
    art: 'karte',
    herausgeber: 'Bundesamt für Kartographie und Geodäsie',
    gebiet: 'Deutschland und Europa',
    basisUrl: 'https://sgx.geodatenzentrum.de/wms_topplus_open',
    ebene: 'web',
    bildformat: 'image/png',
    aufloesung: 0.2,
    maxKante: 6000,
    nutzungsrecht: 'Datenlizenz Deutschland Namensnennung 2.0, geldleistungsfrei',
    namensnennung: null,
  },
  {
    id: 'bw-dop',
    name: 'Baden-Württemberg · Luftbild 20 cm',
    art: 'luftbild',
    herausgeber: 'Landesamt für Geoinformation und Landentwicklung Baden-Württemberg',
    gebiet: 'Baden-Württemberg',
    basisUrl: 'https://owsproxy.lgl-bw.de/owsproxy/ows/WMS_LGL-BW_ATKIS_DOP_20_C',
    ebene: 'IMAGES_DOP_20_RGB',
    bildformat: 'image/jpeg',
    aufloesung: 0.2,
    maxKante: 15000,
    nutzungsrecht: 'Datenlizenz Deutschland Namensnennung 2.0, unentgeltlich',
    namensnennung: 'LGL-BW (Jahr des Datenbezugs), dl-de/by-2-0, www.lgl-bw.de',
  },
  {
    id: 'by-dop',
    name: 'Bayern · Luftbild 40 cm',
    art: 'luftbild',
    herausgeber: 'Bayerische Vermessungsverwaltung',
    gebiet: 'Bayern',
    basisUrl: 'https://geoservices.bayern.de/od/wms/dop/v1/dop40',
    ebene: 'by_dop40c',
    bildformat: 'image/jpeg',
    aufloesung: 0.4,
    maxKante: 6000,
    nutzungsrecht: 'Creative Commons Namensnennung 4.0 (CC BY 4.0), kostenfrei',
    namensnennung: null,
  },
  {
    id: 'bebb-dop',
    name: 'Berlin und Brandenburg · Luftbild 20 cm',
    art: 'luftbild',
    herausgeber: 'Landesvermessung und Geobasisinformation Brandenburg',
    gebiet: 'Berlin und Brandenburg',
    basisUrl: 'https://isk.geobasis-bb.de/mapproxy/dop20c/service/wms',
    ebene: 'bebb_dop20c',
    bildformat: 'image/jpeg',
    aufloesung: 0.2,
    maxKante: 4000,
    nutzungsrecht: 'Datenlizenz Deutschland Namensnennung 2.0, kostenfrei',
    namensnennung: '© GeoBasis-DE/LGB, dl-de/by-2-0; © Geoportal Berlin, dl-de/by-2-0',
  },
  {
    id: 'he-dop',
    name: 'Hessen · Luftbild 20 cm',
    art: 'luftbild',
    herausgeber: 'Hessische Verwaltung für Bodenmanagement und Geoinformation',
    gebiet: 'Hessen',
    basisUrl: 'https://www.gds-srv.hessen.de/cgi-bin/lika-services/ogc-free-images.ows',
    ebene: 'he_dop20_rgb',
    bildformat: 'image/jpeg',
    aufloesung: 0.2,
    maxKante: 3000,
    nutzungsrecht: 'Ohne Einschränkung nutzbar, kostenfrei (§ 24 HVGG)',
    namensnennung: null,
  },
  {
    id: 'mv-dop',
    name: 'Mecklenburg-Vorpommern · Luftbild 20 cm',
    art: 'luftbild',
    herausgeber: 'Amt für Geoinformation, Vermessungs- und Katasterwesen M-V',
    gebiet: 'Mecklenburg-Vorpommern',
    basisUrl: 'https://www.geodaten-mv.de/dienste/adv_dop',
    ebene: 'mv_dop',
    bildformat: 'image/jpeg',
    aufloesung: 0.2,
    maxKante: 4192,
    nutzungsrecht: 'Es gelten keine Bedingungen; sichtbarer Quellenvermerk verlangt',
    namensnennung: '© GeoBasis-DE/M-V (Jahr der Datenlieferung)',
  },
  {
    id: 'ni-dop',
    name: 'Niedersachsen · Luftbild 20 cm',
    art: 'luftbild',
    herausgeber: 'Landesamt für Geoinformation und Landesvermessung Niedersachsen',
    gebiet: 'Niedersachsen',
    basisUrl: 'https://opendata.lgln.niedersachsen.de/doorman/noauth/dop_wms',
    ebene: 'ni_dop20',
    bildformat: 'image/jpeg',
    aufloesung: 0.2,
    maxKante: 15000,
    nutzungsrecht: 'Creative Commons Namensnennung 4.0 (CC BY 4.0)',
    namensnennung: 'LGLN (Jahr des Datenbezugs), CC BY 4.0',
  },
  {
    id: 'nw-dop',
    name: 'Nordrhein-Westfalen · Luftbild 10 cm',
    art: 'luftbild',
    herausgeber: 'Land NRW, Bezirksregierung Köln - Geobasis NRW',
    gebiet: 'Nordrhein-Westfalen',
    basisUrl: 'https://www.wms.nrw.de/geobasis/wms_nw_dop',
    ebene: 'nw_dop_rgb',
    bildformat: 'image/jpeg',
    aufloesung: 0.1,
    maxKante: 5000,
    nutzungsrecht: 'Datenlizenz Deutschland Zero 2.0 - Nutzung ohne Einschränkungen',
    namensnennung: null,
  },
  {
    id: 'rp-dop',
    name: 'Rheinland-Pfalz · Luftbild 20 cm',
    art: 'luftbild',
    herausgeber: 'Vermessungs- und Katasterverwaltung Rheinland-Pfalz',
    gebiet: 'Rheinland-Pfalz',
    basisUrl: 'https://geo4.service24.rlp.de/wms/rp_dop20.fcgi',
    ebene: 'rp_dop20',
    bildformat: 'image/jpeg',
    aufloesung: 0.2,
    maxKante: 10000,
    nutzungsrecht: 'Datenlizenz Deutschland Namensnennung 2.0, geldleistungsfrei',
    namensnennung: '© GeoBasis-DE / LVermGeoRP (Jahr des Datenbezugs), dl-de/by-2-0',
  },
  {
    id: 'sn-dop',
    name: 'Sachsen · Luftbild 20 cm',
    art: 'luftbild',
    herausgeber: 'Staatsbetrieb Geobasisinformation und Vermessung Sachsen',
    gebiet: 'Sachsen',
    basisUrl: 'https://geodienste.sachsen.de/wms_geosn_dop-rgb/guest',
    ebene: 'sn_dop_020',
    bildformat: 'image/jpeg',
    aufloesung: 0.2,
    maxKante: 4096,
    nutzungsrecht: 'Kostenfrei nach den Nutzungsbedingungen des Geoportals Sachsen',
    namensnennung: null,
  },
  {
    id: 'st-dop',
    name: 'Sachsen-Anhalt · Luftbild 20 cm',
    art: 'luftbild',
    herausgeber: 'Landesamt für Vermessung und Geoinformation Sachsen-Anhalt',
    gebiet: 'Sachsen-Anhalt',
    basisUrl:
      'https://www.geodatenportal.sachsen-anhalt.de/wss/service/ST_LVermGeo_DOP_WMS_OpenData/guest',
    ebene: 'lsa_lvermgeo_dop20_2',
    bildformat: 'image/jpeg',
    aufloesung: 0.2,
    maxKante: 4096,
    nutzungsrecht: 'Offene Daten des Landes Sachsen-Anhalt',
    namensnennung: null,
  },
  {
    id: 'sh-dop',
    name: 'Schleswig-Holstein · Luftbild 20 cm',
    art: 'luftbild',
    herausgeber: 'Landesamt für Vermessung und Geoinformation Schleswig-Holstein',
    gebiet: 'Schleswig-Holstein',
    basisUrl: 'https://dienste.gdi-sh.de/WMS_SH_DOP20col_OpenGBD',
    ebene: 'sh_dop20_rgb',
    bildformat: 'image/jpeg',
    aufloesung: 0.2,
    maxKante: 5000,
    nutzungsrecht: 'Creative Commons Namensnennung 4.0 (CC BY 4.0)',
    namensnennung: '© GeoBasis-DE/LVermGeo SH/CC BY 4.0',
  },
];

/** Vorbelegung der Auswahl. */
export const STANDARD_DIENST = 'nw-dop';

/** Dienst zu einer Kennung; ohne Treffer der erste Eintrag. */
export function dienstMit(id: string): Kartendienst {
  return KARTENDIENSTE.find((d) => d.id === id) ?? (KARTENDIENSTE[0] as Kartendienst);
}

/** Rechnernamen aller eingetragenen Dienste - fuer die Freigabeliste im Hauptprozess. */
export function rechnernamen(): readonly string[] {
  return [...new Set(KARTENDIENSTE.map((d) => new URL(d.basisUrl).hostname))];
}

// --- Bildanforderung ---------------------------------------------------------

/*
 * Hier stand ein zweiter Weg: baueAbruf() holte den Ausschnitt in EINEM Bild,
 * begrenzt auf 1600 Bildpunkte (MAX_ANGEFORDERTE_KANTE). Seit der Kachelung
 * ging ihn niemand mehr - der Luftbilddialog ruft ausschliesslich
 * baueKachelplan -, nur die Pruefungen hielten ihn noch am Leben. Ein Weg, den
 * das Programm nicht geht, driftet unbemerkt von dem ab, der benutzt wird:
 * Beide bauten dieselbe Adresse, rechneten dieselbe Bodenaufloesung und
 * schrieben denselben Herkunftstext, aber nur einer davon wurde beim naechsten
 * Fehler mitgeaendert. Entfernt, mitsamt seinen Pruefungen.
 */

/** Kleinste sinnvolle Bildkante. */
const MIN_KANTE = 512;

export interface Kartenausschnitt {
  readonly dienst: Kartendienst;
  readonly mitte: GeoPunkt;
  /** Kantenlaenge des quadratischen Ausschnitts am Boden. */
  readonly kantenlaenge: Meters;
}

/**
 * Baut die Adresse EINES Bildabrufs.
 *
 * Einziger Aufrufer ist der Kachelplan. Bis 5.3.0 ging auch ein zweiter Weg
 * hier durch - ein Einzelabruf des ganzen Ausschnitts -, und die gemeinsame
 * Stelle war der Grund: Wichen die beiden Wege voneinander ab, saehe man das
 * dem Bild nicht an, aber jede daraus abgegriffene Laenge waere falsch. Der
 * zweite Weg ist entfallen (siehe oben); die Funktion bleibt getrennt, weil
 * sie die Achsfolge und die Zonenwahl an EINER Stelle festhaelt.
 *
 * Die Zone wird dem Ausschnitt entnommen und nicht erneut aus der geografischen
 * Laenge bestimmt: Eine Kachel liegt in derselben Zone wie das Gesamtbild, auch
 * wenn ihr Rand rechnerisch knapp in die Nachbarzone reichte. Zwei Kacheln in
 * verschiedenen Zonen liessen sich nicht zusammensetzen.
 */
function abrufAdresse(dienst: Kartendienst, ausschnitt: Ausschnitt, kante: number): string {
  // WMS 1.3.0: Bei den UTM-Systemen ist die Achsfolge Ost/Nord, die BBOX also
  // minOst,minNord,maxOst,maxNord. (Nur bei EPSG:4326 waere sie vertauscht -
  // ein haeufiger Grund fuer scheinbar leere Bilder.)
  const parameter = new URLSearchParams({
    SERVICE: 'WMS',
    VERSION: '1.3.0',
    REQUEST: 'GetMap',
    LAYERS: dienst.ebene,
    STYLES: '',
    CRS: `EPSG:${epsgFuerZone(ausschnitt.zone)}`,
    BBOX: bboxParameter(ausschnitt),
    WIDTH: String(kante),
    HEIGHT: String(kante),
    FORMAT: dienst.bildformat,
    TRANSPARENT: 'FALSE',
  });
  return `${dienst.basisUrl}?${parameter.toString()}`;
}

/**
 * Quellenangabe, die im Plan und im Ausdruck erscheint.
 *
 * Sie enthaelt Herausgeber, Ausschnittsmitte und Kantenlaenge - damit laesst
 * sich der Ausschnitt spaeter Punkt fuer Punkt nachstellen. Ein Pruefer kann
 * die Grundlage der Vermassung dadurch selbst nachvollziehen.
 */
export function herkunftstext(dienst: Kartendienst, mitte: GeoPunkt, kantenlaenge: Meters): string {
  const koordinate = `${mitte.breite.toFixed(6)}, ${mitte.laenge.toFixed(6)}`;
  const vermerk = dienst.namensnennung === null ? '' : ` · ${dienst.namensnennung}`;
  return `${dienst.name} · ${dienst.herausgeber} · Mitte ${koordinate} · Kante ${Math.round(kantenlaenge)} m${vermerk}`;
}

// --- Kachelplan --------------------------------------------------------------

/**
 * Groesste Kante EINER Kachel.
 *
 * Begrenzt, was einem Dienst in einem Zug zugemutet wird: Der Kartendienst
 * rechnet das Bild erst aus, und der Aufwand waechst mit der Flaeche. Gemessen
 * am Dienst Nordrhein-Westfalens dauerte ein Bild mit 2000 Bildpunkten ueber
 * 40 Sekunden, eines mit 1600 rund zwei Drittel davon.
 *
 * Fachlich kostet die Grenze nichts, weil groessere Ausschnitte aus mehreren
 * Kacheln entstehen: Die Bodenaufloesung des fertigen Bildes haengt an
 * MAX_MOSAIK_KANTE, nicht hieran.
 */
export const KACHEL_KANTE = 1600;

/**
 * Groesste Kante des zusammengesetzten Bildes.
 *
 * Daran haengt die Genauigkeit, mit der spaeter gemessen wird: 7000 Bildpunkte
 * reichen, damit ein 20-cm-Dienst bis 1400 m Kantenlaenge seine volle
 * Bodenaufloesung liefert. Der feinste eingetragene Dienst (Nordrhein-Westfalen,
 * 10 cm) schoepft sie nur bis 700 m aus; bei 1000 m liefert er 14,3 cm je
 * Bildpunkt statt 10. Bei 2000 m sind es 28,6 cm - ein Uebersichtsbild.
 *
 * Hier stand "damit JEDER Dienst bis 1000 m seine volle Bodenaufloesung
 * liefert". Das trifft ausgerechnet auf den voreingestellten Dienst nicht zu.
 * Die Kappung ist trotzdem richtig: Ein Bild mit 10000 Bildpunkten Kante
 * sprengt die Projektdatei, und die gewonnene Genauigkeit braucht bei einem
 * 1000-m-Ausschnitt niemand. Ein Bildpunkt Zeichenfehler kostet dort bereits 0,029 s
 * Zwischenzeit beim Kfz und 0,286 s beim mobilitaetseingeschraenkten
 * Fussgaenger. Die Bodenaufloesung muss der Anwendung deshalb angezeigt werden,
 * bevor er auf einem solchen Bild eine Furt abgreift.
 *
 * Nach oben begrenzt sie ausserdem die Projektdatei - das Mosaik wird
 * eingebettet, damit der Plan Jahre spaeter aus der Datei allein
 * nachvollziehbar bleibt.
 */
export const MAX_MOSAIK_KANTE = 7000;

/** Ein einzelner Abruf innerhalb des Mosaiks. */
export interface Kachel {
  readonly url: string;
  /** Spalte im Mosaik, 0 ist die westlichste. */
  readonly spalte: number;
  /** Zeile im Mosaik, 0 ist die oberste Bildzeile - also die noerdlichste. */
  readonly zeile: number;
  /** Einsetzpunkt im Mosaik in Bildpunkten, von links. */
  readonly x: number;
  /** Einsetzpunkt im Mosaik in Bildpunkten, von oben. */
  readonly y: number;
  /** Kantenlaenge der Kachel in Bildpunkten - fuer jede Kachel dieselbe. */
  readonly kante: number;
}

export interface Kachelplan {
  /** Kantenlaenge des fertigen Mosaiks in Bildpunkten. */
  readonly bildkante: number;
  readonly spalten: number;
  readonly zeilen: number;
  /** Bodenaufloesung des Mosaiks - in jeder Kachel dieselbe. */
  readonly meterJeBildpunkt: Meters;
  /** Quellenangabe fuer den Plan. */
  readonly herkunft: string;
  readonly kacheln: readonly Kachel[];
}

/**
 * Zerlegt einen Ausschnitt in Kacheln, die einzeln abgerufen und zu einem Bild
 * zusammengesetzt werden.
 *
 * WARUM UEBERHAUPT KACHELN
 *
 * Eine Ortsdurchfahrt mit mehreren Knotenpunkten braucht bis zu 2000 m
 * Kantenlaenge. Als ein Abruf waeren das 7000 Bildpunkte - das rechnet ein
 * Kartendienst entweder gar nicht oder so lange, dass der Abruf in eine
 * Zeitgrenze laeuft. Mehrere kleine Abrufe liefern dasselbe Bild und lassen
 * sich nebenbei einzeln wiederholen und im Fortschritt anzeigen.
 *
 * WARUM ALLE KACHELN GLEICH GROSS SIND
 *
 * Die Bildkante wird nach oben auf ein Vielfaches der Kachelkante angeglichen.
 * Die Alternative - eine schmalere Randkachel - erzeugt zwei Fehler: eine
 * sichtbare Nahtstelle und, ungleich schlimmer, einen ortsabhaengigen Massstab.
 * Ein Raeumweg, der ueber eine solche Naht hinweg abgegriffen wird, waere je
 * nach Lage im Bild zu lang oder zu kurz - und die Zwischenzeit damit falsch,
 * ohne dass irgendetwas darauf hindeutete. Der Preis sind hoechstens
 * (spalten - 1) Bildpunkte mehr als angefordert; das sind bei 7000 vier.
 */
export function baueKachelplan(anfrage: Kartenausschnitt): Kachelplan {
  const { dienst, mitte } = anfrage;
  const kantenlaenge = Math.max(20, Math.min(2000, anfrage.kantenlaenge));

  // Die Bodenaufloesung des Dienstes ist die Untergrenze: Bayern liefert 40 cm,
  // ein feiner angefordertes Bild waere nur leeres Vergroessern - es wiegt eine
  // Genauigkeit vor, die in den Daten nicht steckt, und blaeht die Projektdatei.
  const gewuenscht = Math.round(
    Math.max(MIN_KANTE, Math.min(MAX_MOSAIK_KANTE, kantenlaenge / dienst.aufloesung)),
  );

  const kachelKante = Math.min(KACHEL_KANTE, dienst.maxKante);
  const spalten = Math.max(1, Math.ceil(gewuenscht / kachelKante));
  const zeilen = spalten; // Der Ausschnitt ist quadratisch.
  const kachelPixel = Math.min(
    Math.ceil(gewuenscht / spalten),
    // Das Aufrunden darf die Obergrenze des Mosaiks nicht ueberschreiten ...
    Math.floor(MAX_MOSAIK_KANTE / spalten),
    // ... und keine Kachel darf groesser werden, als der Dienst zulaesst.
    kachelKante,
  );
  const bildkante = kachelPixel * spalten;

  const ausschnitt = ausschnittUm(mitte, kantenlaenge);
  const kacheln: Kachel[] = [];
  for (let zeile = 0; zeile < zeilen; zeile += 1) {
    for (let spalte = 0; spalte < spalten; spalte += 1) {
      const teil = unterAusschnitt(ausschnitt, spalte, zeile, spalten, zeilen);
      kacheln.push({
        url: abrufAdresse(dienst, teil, kachelPixel),
        spalte,
        zeile,
        x: spalte * kachelPixel,
        y: zeile * kachelPixel,
        kante: kachelPixel,
      });
    }
  }

  return {
    bildkante,
    spalten,
    zeilen,
    meterJeBildpunkt: kantenlaenge / bildkante,
    herkunft: herkunftstext(dienst, mitte, kantenlaenge),
    kacheln,
  };
}