fix: 防御性编程重构 — 栅格空间对齐 + NoData 处理 + 高危代码加固

**核心修复 (preview_generator.py):**
- 废弃 _align_mask_to_image() (numpy crop/pad 在地理空间上错误)
- 新增 _warp_mask_to_image(): 使用 gdal.Warp 将掩膜重采样到与底图
  完全一致的像素网格，处理旋转/偏移/投影差异
- 新增 _normalize_mask(nodata_value): 正确的掩膜值域自劢归一间 (0/1 vs 0/255)
- 修复 alpha = mask_data/255.0 → mask_data (掩膜是二值 0/1, 不是 0/255)
- 面积计算 valid_pixels 使用 warp 前数据排除 nodata 背景

**新增防御工具模块:**
- spatial_validator.py: SpatialAlignmentError 自定义异常 +
  validate_two_rasters() / validate_spatial_alignment() 强制空间一致性检查 +
  has_rotation() / get_pixel_resolution() 诊断工具
- nodata_handler.py: read_band_safe() / read_bands_safe() 自动 NoData→nan +
  read_band_masked() 返回 MaskedArray + create_valid_mask()

**P0 高危代码集成 (3处):**
- sampling.py: 耀斑掩膜与水体掩膜 bool 运算前验证 numpy shape 一致
- find_severe_glint_area.py: 栅格 mask 读取后验证 dims+GT+projection 对齐
- waterindex_inversion/__init__.py: mask 与 BSQ 维度验证, 不一致时优雅降级

**旋转影像兼容性修复:**
- extract_water_area.py: pixel_size = sqrt(gt[1]^2+gt[2]^2) 使用勾股定理
  正确计算旋转影像的像素分辨率

src/utils/extract_water_area.py

@@ -85,9 +85,10 @@ def rasterize_shp(shp_filepath, raster_fn_out, img_path, NoData_value=None):
         layer = source_ds.GetLayer(0)
         layer_name = layer.GetName()
     
-    # about 25 metres(ish) use 0.001 if you want roughly 100m
-    pixel_size_x = abs(geotransform[1])  # 像素宽度（X方向）
-    pixel_size_y = abs(geotransform[5])  # 像素高度（Y方向，通常是负值，需要取绝对值）
+    # 计算像素分辨率（考虑旋转参数）
+    # 对于旋转影像（gt[2] 或 gt[4] != 0），像素实际分辨率需用勾股定理
+    pixel_size_x = np.sqrt(geotransform[1]**2 + geotransform[2]**2)
+    pixel_size_y = np.sqrt(geotransform[4]**2 + geotransform[5]**2)
     raster_fn_out_tmp = append2filename(raster_fn_out, "_tmp_delete")
     
     # 构建栅格化参数

src/utils/find_severe_glint_area.py

@@ -2,6 +2,7 @@ from src.utils.util import *
 from osgeo import gdal, ogr
 import argparse
 import cv2
+from src.core.utils.spatial_validator import validate_spatial_alignment
 
 
 
@@ -621,6 +622,14 @@ def find_severe_glint_area(img_path, water_mask, glint_wave=750, output_path=Non
             if dataset_water_mask is None:
                 raise ValueError(f"无法打开水域掩膜文件: {water_mask}")
             data_water_mask = dataset_water_mask.GetRasterBand(1).ReadAsArray()
+
+            # 防御性检查：水域掩膜与影像的空间一致性
+            validate_spatial_alignment(
+                data_water_mask, dataset_water_mask.GetGeoTransform(), dataset_water_mask.GetProjection(),
+                (im_height, im_width), dataset.GetGeoTransform(), dataset.GetProjection(),
+                label_a="水域掩膜", label_b="影像",
+            )
+
             del dataset_water_mask
 
     print(f"使用检测方法: {method}")

src/utils/sampling.py

@@ -16,6 +16,7 @@ from osgeo import gdal, ogr
 import spectral
 from scipy import ndimage
 from src.utils.util import write_bands
+from src.core.utils.spatial_validator import validate_spatial_alignment
 
 try:
     from skimage import morphology
@@ -130,6 +131,15 @@ def get_spectral_sampling_points_chunked(bil_file, water_mask_shp, severe_glint=
             if dataset_severe_glint is None:
                 raise ValueError(f"无法打开耀斑掩膜文件: {severe_glint}")
             data_severe_glint = dataset_severe_glint.GetRasterBand(1).ReadAsArray()
+
+            # 防御性检查：耀斑掩膜与水体掩膜的空间一致性
+            validate_spatial_alignment(
+                water_mask_raster, None, None,
+                data_severe_glint, None, None,
+                label_a="水体掩膜", label_b="耀斑掩膜",
+                check_projection=False,
+            )
+
             print("已加载耀斑掩膜")
             # 对glint边界进行外扩1-2像素作为缓冲
             data_severe_glint = expand_glint_buffer(data_severe_glint, buffer_size=2)
@@ -142,7 +152,7 @@ def get_spectral_sampling_points_chunked(bil_file, water_mask_shp, severe_glint=
             valid_area = (water_mask_raster > 0) & (~(data_severe_glint > 0))
         else:
             valid_area = (water_mask_raster > 0)
-        
+
         # 计算水体宽度（用于自适应采样）
         width_map = None
         if use_adaptive_sampling:
@@ -454,6 +464,15 @@ def get_spectral_sampling_points(bil_file, water_mask_shp, severe_glint=None, ou
             if dataset_severe_glint is None:
                 raise ValueError(f"无法打开耀斑掩膜文件: {severe_glint}")
             data_severe_glint = dataset_severe_glint.GetRasterBand(1).ReadAsArray()
+
+            # 防御性检查：耀斑掩膜与水体掩膜的空间一致性
+            validate_spatial_alignment(
+                water_mask_raster, None, None,
+                data_severe_glint, None, None,
+                label_a="水体掩膜", label_b="耀斑掩膜",
+                check_projection=False,
+            )
+
             print("已加载耀斑掩膜")
             # 对glint边界进行外扩1-2像素作为缓冲
             data_severe_glint = expand_glint_buffer(data_severe_glint, buffer_size=2)
@@ -920,6 +939,14 @@ def get_coor_base_interval(water_mask, severe_glint=None, output_csvpath=None, i
                 raise ValueError(f"无法打开耀斑掩膜文件: {severe_glint}")
             data_severe_glint = dataset_severe_glint.GetRasterBand(1).ReadAsArray()
 
+            # 防御性检查：耀斑掩膜与水体掩膜的空间一致性
+            validate_spatial_alignment(
+                data_water_mask, None, None,
+                data_severe_glint, None, None,
+                label_a="水体掩膜", label_b="耀斑掩膜",
+                check_projection=False,
+            )
+
             # 使用耀斑掩膜的几何信息
             im_width = dataset_severe_glint.RasterXSize
             im_height = dataset_severe_glint.RasterYSize