cooking-with-chung-polars

import%20marimo%0A%0A__generated_with%20%3D%20%220.11.26%22%0Aapp%20%3D%20marimo.App(width%3D%22full%22)%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20import%20marimo%20as%20mo%0A%20%20%20%20from%20io%20import%20BytesIO%0A%20%20%20%20from%20pathlib%20import%20PurePath%0A%20%20%20%20from%20typing%20import%20Any%0A%20%20%20%20import%20polars%20as%20pl%0A%20%20%20%20import%20pandas%20as%20pd%0A%20%20%20%20import%20numpy%20as%20np%0A%20%20%20%20import%20fitdecode%0A%20%20%20%20return%20Any%2C%20BytesIO%2C%20PurePath%2C%20fitdecode%2C%20mo%2C%20np%2C%20pd%2C%20pl%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_(Any%2C%20BytesIO%2C%20FitFile%2C%20FitReader%2C%20PurePath%2C%20fitdecode%2C%20np%2C%20pl)%3A%0A%20%20%20%20def%20_load_fit_file(fit_file_ish%3A%20PurePath%20%7C%20str%20%7C%20BytesIO%20%7C%20bytes)%20-%3E%20FitFile%20%7C%20None%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%22%22%22Load%20and%20parse%20the%20.fit%20file%2C%20returning%20None%20if%20there's%20an%20error.%22%22%22%0A%20%20%20%20%20%20%20%20try%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20fit_file%20%3D%20FitReader(fit_file_ish)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20fit_file.parse()%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20return%20fit_file%0A%20%20%20%20%20%20%20%20except%20Exception%20as%20e%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20print(f%22Error%20parsing%20.fit%20file%3A%20%7Bstr(e)%7D%22)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20return%20None%0A%0A%0A%20%20%20%20def%20_extract_messages(%0A%20%20%20%20%20%20%20%20fit_file%3A%20FitFile%2C%0A%20%20%20%20)%20-%3E%20tuple%5Blist%5Bdict%5Bstr%2C%20Any%5D%5D%2C%20list%5Bdict%5Bstr%2C%20Any%5D%5D%5D%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%22%22%22Extract%20data%20and%20lap%20messages%20from%20a%20parsed%20fit%20file.%22%22%22%0A%20%20%20%20%20%20%20%20data_messages%20%3D%20%5B%5D%0A%20%20%20%20%20%20%20%20lap_messages%20%3D%20%5B%5D%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20for%20message%20in%20fit_file.get_messages()%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20if%20message.name%20%3D%3D%20%22record%22%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20data%20%3D%20%7Bfield.name%3A%20field.value%20for%20field%20in%20message%7D%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20data_messages.append(data)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20elif%20message.name%20%3D%3D%20%22lap%22%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20lap_data%20%3D%20%7Bfield.name%3A%20field.value%20for%20field%20in%20message%7D%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20lap_messages.append(lap_data)%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20return%20data_messages%2C%20lap_messages%0A%0A%0A%20%20%20%20def%20_process_dataframe(df%3A%20pl.DataFrame)%20-%3E%20pl.DataFrame%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%22%22%22Process%20the%20raw%20dataframe%2C%20converting%20units%20and%20standardizing%20column%20names.%22%22%22%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20Convert%20speed%20to%20v%0A%20%20%20%20%20%20%20%20if%20%22speed%22%20in%20df.columns%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20df%20%3D%20df.with_columns(pl.col(%22speed%22).alias(%22v%22))%0A%20%20%20%20%20%20%20%20elif%20%22enhanced_speed%22%20in%20df.columns%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20df%20%3D%20df.with_columns(pl.col(%22enhanced_speed%22).alias(%22v%22))%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20Convert%20power%20to%20watts%0A%20%20%20%20%20%20%20%20if%20%22power%22%20in%20df.columns%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20df%20%3D%20df.with_columns(pl.col(%22power%22).alias(%22watts%22))%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20Convert%20altitude%20to%20elevation%0A%20%20%20%20%20%20%20%20if%20%22altitude%22%20in%20df.columns%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20df%20%3D%20df.with_columns(pl.col(%22altitude%22).alias(%22elevation%22))%0A%20%20%20%20%20%20%20%20elif%20%22enhanced_altitude%22%20in%20df.columns%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20df%20%3D%20df.with_columns(pl.col(%22enhanced_altitude%22).alias(%22elevation%22))%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20Extract%20GPS%20coordinates%0A%20%20%20%20%20%20%20%20if%20%22position_lat%22%20in%20df.columns%20and%20%22position_long%22%20in%20df.columns%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20Convert%20semicircles%20to%20degrees%20(Garmin%20.fit%20standard)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20df%20%3D%20df.with_columns(%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%5B%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20(pl.col(%22position_lat%22)%20%2F%20(2**31%20%2F%20180)).alias(%22latitude%22)%2C%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20(pl.col(%22position_long%22)%20%2F%20(2**31%20%2F%20180)).alias(%22longitude%22)%2C%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%5D%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20)%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20Ensure%20timestamp%20is%20correctly%20handled%0A%20%20%20%20%20%20%20%20if%20%22timestamp%22%20in%20df.columns%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20df%20%3D%20df.with_columns(pl.col(%22timestamp%22))%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20Add%20acceleration%20if%20not%20present%0A%20%20%20%20%20%20%20%20if%20%22a%22%20not%20in%20df.columns%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20df%20%3D%20df.with_columns(pl.Series(name%3D%22a%22%2C%20values%3Daccel_calc(df%5B%22v%22%5D%2C%201)))%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20return%20resample_data(%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20df.select(%22v%22%2C%20%22watts%22%2C%20%22elevation%22%2C%20%22a%22%2C%20%22timestamp%22%2C%20%22latitude%22%2C%20%22longitude%22)%2C%0A%20%20%20%20%20%20%20%20)%0A%0A%0A%20%20%20%20def%20_validate_required_columns(df%3A%20pl.DataFrame)%20-%3E%20bool%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%22%22%22Validate%20that%20all%20required%20columns%20are%20present%20in%20the%20dataframe.%22%22%22%0A%20%20%20%20%20%20%20%20required_columns%20%3D%20%7B%22timestamp%22%2C%20%22v%22%2C%20%22watts%22%2C%20%22elevation%22%7D%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20if%20not%20required_columns.issubset(df.columns)%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20print(f%22Missing%20required%20columns%3A%20%7Brequired_columns%20-%20set(df.columns)%7D%22)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20return%20False%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20return%20True%0A%0A%0A%20%20%20%20def%20virtual_slope(%0A%20%20%20%20%20%20%20%20cda%3A%20float%2C%0A%20%20%20%20%20%20%20%20crr%3A%20float%2C%0A%20%20%20%20%20%20%20%20df%3A%20pl.DataFrame%2C%0A%20%20%20%20%20%20%20%20kg%3A%20float%2C%0A%20%20%20%20%20%20%20%20rho%3A%20float%2C%0A%20%20%20%20%20%20%20%20vw%3A%20float%20%3D%200%2C%0A%20%20%20%20%20%20%20%20eta%3A%20float%20%3D%200.98%2C%0A%20%20%20%20)%20-%3E%20np.ndarray%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%22%22%22%0A%20%20%20%20%20%20%20%20Calculate%20virtual%20slope.%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20Args%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20cda%20(float)%3A%20Coefficient%20of%20drag%20area%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20crr%20(float)%3A%20Coefficient%20of%20rolling%20resistance%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20df%20(pl.DataFrame)%3A%20DataFrame%20containing%20'v'%2C%20'watts'%2C%20and%20'a'%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20vw%20(float)%3A%20Wind%20velocity%20in%20m%2Fs%20(positive%20%3D%20headwind)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20kg%20(float)%3A%20Rider%20mass%20in%20kg%20(required)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20rho%20(float)%3A%20Air%20density%20in%20kg%2Fm%C2%B3%20(required)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20eta%20(float)%3A%20Drivetrain%20efficiency%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20Returns%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20numpy.ndarray%3A%20Virtual%20slope%20values%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%22%22%22%0A%20%20%20%20%20%20%20%20w%20%3D%20df%5B%22watts%22%5D.to_numpy()%20*%20eta%0A%20%20%20%20%20%20%20%20acc%20%3D%20df%5B%22a%22%5D.to_numpy()%0A%20%20%20%20%20%20%20%20vg%20%3D%20df%5B%22v%22%5D.to_numpy()%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20Initialize%20result%20array%20with%20zeros%20(default%20slope)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20slope%20%3D%20np.zeros_like(vg%2C%20dtype%3Dfloat)%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20Filter%20out%20zero%20velocities%20first%20to%20avoid%20division%20by%20zero%0A%20%20%20%20%20%20%20%20valid_idx%20%3D%20np.nonzero(vg)%5B0%5D%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20if%20len(valid_idx)%20%3E%200%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20Only%20process%20entries%20with%20valid%20velocity%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20valid_vg%20%3D%20vg%5Bvalid_idx%5D%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20valid_w%20%3D%20w%5Bvalid_idx%5D%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20valid_acc%20%3D%20acc%5Bvalid_idx%5D%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20Calculate%20air%20velocity%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20valid_va%20%3D%20valid_vg%20%2B%20vw%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20Calculate%20slope%20for%20valid%20entries%20(no%20division%20by%20zero%20possible)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20valid_slopes%20%3D%20(%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20(valid_w%20%2F%20(valid_vg%20*%20kg%20*%209.807))%20-%20(cda%20*%20rho%20*%20valid_va**2%20%2F%20(2%20*%20kg%20*%209.807))%20-%20crr%20-%20valid_acc%20%2F%209.807%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20)%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20Assign%20results%20back%20to%20full%20array%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20slope%5Bvalid_idx%5D%20%3D%20valid_slopes%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20return%20slope%0A%0A%0A%20%20%20%20def%20delta_ve(%0A%20%20%20%20%20%20%20%20cda%3A%20float%2C%0A%20%20%20%20%20%20%20%20crr%3A%20float%2C%0A%20%20%20%20%20%20%20%20df%3A%20pl.DataFrame%2C%0A%20%20%20%20%20%20%20%20kg%3A%20float%2C%0A%20%20%20%20%20%20%20%20rho%3A%20float%2C%0A%20%20%20%20%20%20%20%20vw%3A%20float%20%3D%200%2C%0A%20%20%20%20%20%20%20%20dt%3A%20float%20%3D%201%2C%0A%20%20%20%20%20%20%20%20eta%3A%20float%20%3D%200.98%2C%0A%20%20%20%20)%20-%3E%20np.ndarray%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%22%22%22%0A%20%20%20%20%20%20%20%20Calculate%20virtual%20elevation%20change.%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20Args%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20cda%20(float)%3A%20Coefficient%20of%20drag%20area%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20crr%20(float)%3A%20Coefficient%20of%20rolling%20resistance%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20df%20(pl.DataFrame)%3A%20DataFrame%20containing%20'v'%2C%20'watts'%2C%20and%20'a'%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20vw%20(float)%3A%20Wind%20velocity%20in%20m%2Fs%20(positive%20%3D%20headwind)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20kg%20(float)%3A%20Rider%20mass%20in%20kg%20(required)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20rho%20(float)%3A%20Air%20density%20in%20kg%2Fm%C2%B3%20(required)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20dt%20(float)%3A%20Time%20interval%20in%20seconds%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20eta%20(float)%3A%20Drivetrain%20efficiency%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20Returns%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20numpy.ndarray%3A%20Virtual%20elevation%20changes%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%22%22%22%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20Use%20our%20fixed%20virtual_slope%20function%20to%20calculate%20slope%0A%20%20%20%20%20%20%20%20slope%20%3D%20virtual_slope(cda%3Dcda%2C%20crr%3Dcrr%2C%20df%3Ddf%2C%20vw%3Dvw%2C%20kg%3Dkg%2C%20rho%3Drho%2C%20eta%3Deta)%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20Calculate%20virtual%20elevation%20change%0A%20%20%20%20%20%20%20%20return%20df%5B%22v%22%5D.to_numpy()%20*%20dt%20*%20np.sin(np.arctan(slope))%0A%0A%0A%20%20%20%20def%20accel_calc(v%2C%20dt)%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%22%22%22%0A%20%20%20%20%20%20%20%20Calculate%20acceleration%20from%20velocity%20data.%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20Args%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20v%20(array-like)%3A%20Velocity%20in%20m%2Fs%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20dt%20(float)%3A%20Time%20interval%20in%20seconds%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20Returns%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20numpy.ndarray%3A%20Acceleration%20values%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%22%22%22%0A%20%20%20%20%20%20%20%20v%20%3D%20np.array(v)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20Replace%20NaN%20or%20zero%20values%20with%20a%20small%20positive%20number%0A%20%20%20%20%20%20%20%20v%5Bnp.isnan(v)%20%7C%20(v%20%3C%200.001)%5D%20%3D%200.001%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20Calculate%20acceleration%0A%20%20%20%20%20%20%20%20a%20%3D%20np.zeros_like(v)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20for%20i%20in%20range(1%2C%20len(v))%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20Safe%20division%20by%20ensuring%20denominator%20is%20never%20zero%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20if%20v%5Bi%5D%20%3C%200.001%3A%20%20%23%20Additional%20safety%20check%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20a%5Bi%5D%20%3D%200%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20else%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20a%5Bi%5D%20%3D%20(v%5Bi%5D%20**%202%20-%20v%5Bi%20-%201%5D%20**%202)%20%2F%20(2%20*%20v%5Bi%5D%20*%20dt)%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20Clean%20up%20any%20invalid%20values%0A%20%20%20%20%20%20%20%20a%5Bnp.isnan(a)%5D%20%3D%200%0A%20%20%20%20%20%20%20%20a%5Bnp.isinf(a)%5D%20%3D%200%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20return%20a%0A%0A%0A%20%20%20%20def%20calculate_virtual_profile(ve_changes%3A%20np.ndarray%2C%20actual_elevation%3A%20np.ndarray)%20-%3E%20np.ndarray%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%22%22%22%0A%20%20%20%20%20%20%20%20Helper%20function%20to%20build%20the%20virtual%20elevation%20profile%20from%20elevation%20changes.%0A%20%20%20%20%20%20%20%20This%20avoids%20duplicating%20code%20in%20the%20optimization%20functions.%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20Args%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20ve_changes%20(numpy.ndarray)%3A%20Virtual%20elevation%20changes%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20actual_elevation%20(numpy.ndarray)%3A%20Actual%20elevation%20data%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20Returns%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20numpy.ndarray%3A%20Virtual%20elevation%20profile%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%22%22%22%0A%20%20%20%20%20%20%20%20virtual_profile%20%3D%20np.zeros_like(actual_elevation)%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20For%20single%20lap%20analysis%3A%20standard%20cumulative%20calculation%0A%20%20%20%20%20%20%20%20virtual_profile%5B0%5D%20%3D%20actual_elevation%5B0%5D%0A%20%20%20%20%20%20%20%20for%20i%20in%20range(1%2C%20len(virtual_profile))%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20virtual_profile%5Bi%5D%20%3D%20virtual_profile%5Bi%20-%201%5D%20%2B%20ve_changes%5Bi%20-%201%5D%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20return%20virtual_profile%0A%0A%0A%20%20%20%20def%20resample_data(df%3A%20pl.DataFrame%2C%20time_column%3A%20str%20%3D%20%22timestamp%22%2C%20resample_freq%3A%20str%20%3D%20%221s%22)%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%22%22%22%0A%20%20%20%20%20%20%20%20Resample%20data%20to%20a%20constant%20time%20interval.%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20Args%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20df%20(pl.DataFrame)%3A%20DataFrame%20containing%20time%20series%20data%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20resample_freq%20(str)%3A%20Resampling%20frequency%20(e.g.%2C%20'1s'%20for%201%20second)%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20Returns%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20pandas.DataFrame%3A%20Resampled%20DataFrame%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%22%22%22%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20Resample%20to%20constant%20time%20interval%0A%20%20%20%20%20%20%20%20resampled_df%20%3D%20df.upsample(time_column%3Dtime_column%2C%20every%3Dresample_freq).interpolate()%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20Remove%20any%20NaN%20values%0A%20%20%20%20%20%20%20%20resampled_df%20%3D%20resampled_df.drop_nans()%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20return%20resampled_df%0A%0A%0A%20%20%20%20def%20calculate_distance(df%3A%20pl.DataFrame%2C%20dt%3A%20float%20%3D%201)%20-%3E%20np.ndarray%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%22%22%22%0A%20%20%20%20%20%20%20%20Calculate%20distance%20from%20velocity%20data.%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20Args%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20df%20(pl.DataFrame)%3A%20DataFrame%20containing%20velocity%20data%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20dt%20(float)%3A%20Time%20interval%20in%20seconds%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20Returns%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20numpy.ndarray%3A%20Distance%20values%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%22%22%22%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20Ensure%20velocity%20is%20in%20m%2Fs%0A%20%20%20%20%20%20%20%20segment_distances%20%3D%20df%5B%22v%22%5D.to_numpy()%20*%20dt%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20return%20np.cumsum(segment_distances)%0A%0A%0A%20%20%20%20def%20parse_fit_file(%0A%20%20%20%20%20%20%20%20fit_file_ish%3A%20PurePath%20%7C%20str%20%7C%20BytesIO%20%7C%20bytes%2C%0A%20%20%20%20)%20-%3E%20tuple%5Bpl.DataFrame%20%7C%20None%2C%20list%5Bdict%5Bstr%2C%20Any%5D%5D%20%7C%20None%5D%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%22%22%22%0A%20%20%20%20%20%20%20%20Parse%20a%20.fit%20file%20and%20extract%20relevant%20data%20into%20a%20polars%20DataFrame.%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20Args%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20fit_file_ish%3A%20Path%2C%20string%2C%20BytesIO%2C%20or%20bytes%20containing%20.fit%20file%20data%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20Returns%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20Tuple%20containing%20(DataFrame%20with%20processed%20activity%20data%2C%20list%20of%20lap%20messages)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20Returns%20(None%2C%20None)%20if%20parsing%20fails%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%22%22%22%0A%20%20%20%20%20%20%20%20fit_file%20%3D%20_load_fit_file(fit_file_ish)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20if%20fit_file%20is%20None%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20return%20None%2C%20None%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20data_messages%2C%20lap_messages%20%3D%20_extract_messages(fit_file)%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20df%20%3D%20pl.DataFrame(data_messages%2C%20infer_schema_length%3DNone)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20if%20df.is_empty()%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20print(%22No%20record%20data%20found%20in%20the%20.fit%20file%22)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20return%20None%2C%20None%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20df%20%3D%20_process_dataframe(df)%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20Validate%20required%20columns%0A%20%20%20%20%20%20%20%20if%20not%20_validate_required_columns(df)%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20return%20None%2C%20None%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20return%20df%2C%20lap_messages%0A%0A%0A%20%20%20%20def%20fit_to_dataframe(fit_file_path)%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%22%22%22%0A%20%20%20%20%20%20%20%20Convert%20a%20.fit%20file%20to%20a%20Polars%20DataFrame%2C%20focusing%20on%20'record'%20message%20types.%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20Args%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20fit_file_path%20(str)%3A%20Path%20to%20the%20.fit%20file%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20Returns%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20pl.DataFrame%3A%20DataFrame%20containing%20record%20messages%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%22%22%22%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20List%20to%20store%20record%20messages%0A%20%20%20%20%20%20%20%20record_messages%20%3D%20%5B%5D%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20Open%20the%20FIT%20file%0A%20%20%20%20%20%20%20%20with%20fitdecode.FitReader(fit_file_path)%20as%20fit_file%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20for%20frame%20in%20fit_file%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20Skip%20non-data-message%20frames%20or%20non-record%20messages%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20if%20not%20isinstance(frame%2C%20fitdecode.FitDataMessage)%20or%20frame.name%20!%3D%20%22record%22%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20continue%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20Convert%20record%20message%20to%20a%20dictionary%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20record_dict%20%3D%20%7B%7D%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20Extract%20all%20fields%20from%20the%20record%20message%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20for%20field%20in%20frame.fields%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20record_dict%5Bfield.name%5D%20%3D%20field.value%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20record_messages.append(record_dict)%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20Convert%20to%20Polars%20DataFrame%0A%20%20%20%20%20%20%20%20df%20%3D%20pl.DataFrame(record_messages%2C%20infer_schema_length%3DNone)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20df%20%3D%20_process_dataframe(df)%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20return%20df%0A%0A%0A%20%20%20%20def%20parse_fit_file(%0A%20%20%20%20%20%20%20%20fit_file_ish%3A%20PurePath%20%7C%20str%20%7C%20BytesIO%20%7C%20bytes%2C%0A%20%20%20%20)%20-%3E%20tuple%5Bpl.DataFrame%20%7C%20None%2C%20list%5Bdict%5Bstr%2C%20Any%5D%5D%20%7C%20None%5D%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%22%22%22%0A%20%20%20%20%20%20%20%20Parse%20a%20.fit%20file%20and%20extract%20relevant%20data%20into%20a%20polars%20DataFrame.%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20Args%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20fit_file_ish%3A%20Path%2C%20string%2C%20BytesIO%2C%20or%20bytes%20containing%20.fit%20file%20data%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20Returns%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20Tuple%20containing%20(DataFrame%20with%20processed%20activity%20data%2C%20list%20of%20lap%20messages)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20Returns%20(None%2C%20None)%20if%20parsing%20fails%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%22%22%22%0A%20%20%20%20%20%20%20%20fit_file%20%3D%20_load_fit_file(fit_file_ish)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20if%20fit_file%20is%20None%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20return%20None%2C%20None%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20data_messages%2C%20lap_messages%20%3D%20_extract_messages(fit_file)%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20df%20%3D%20pl.DataFrame(data_messages%2C%20infer_schema_length%3DNone)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20if%20df.is_empty()%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20print(%22No%20record%20data%20found%20in%20the%20.fit%20file%22)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20return%20None%2C%20None%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20df%20%3D%20_process_dataframe(df)%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20Validate%20required%20columns%0A%20%20%20%20%20%20%20%20if%20not%20_validate_required_columns(df)%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20return%20None%2C%20None%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20return%20df%2C%20lap_messages%0A%20%20%20%20return%20(%0A%20%20%20%20%20%20%20%20accel_calc%2C%0A%20%20%20%20%20%20%20%20calculate_distance%2C%0A%20%20%20%20%20%20%20%20calculate_virtual_profile%2C%0A%20%20%20%20%20%20%20%20delta_ve%2C%0A%20%20%20%20%20%20%20%20fit_to_dataframe%2C%0A%20%20%20%20%20%20%20%20parse_fit_file%2C%0A%20%20%20%20%20%20%20%20resample_data%2C%0A%20%20%20%20%20%20%20%20virtual_slope%2C%0A%20%20%20%20)%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20kg%20%3D%20mo.ui.switch(label%3D%22kg%22)%0A%20%20%20%20return%20(kg%2C)%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(kg%2C%20mo)%3A%0A%20%20%20%20weight%20%3D%20mo.ui.number(value%3D50%2C%20label%3Df%22Weight%20(%7B'kg'%20if%20kg.value%20else%20'lbs'%7D)%22)%0A%20%20%20%20return%20(weight%2C)%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20rho%20%3D%20mo.ui.number(value%3D1.2%2C%20label%3Df%22Air%20density%20in%20kg%2Fm%C2%B3%22)%0A%20%20%20%20return%20(rho%2C)%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20cda_min%2C%20cda_max%20%3D%200.1%2C%200.5%0A%20%20%20%20get_cda%2C%20set_cda%20%3D%20mo.state(cda_min)%0A%20%20%20%20return%20cda_max%2C%20cda_min%2C%20get_cda%2C%20set_cda%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(cda_max%2C%20cda_min%2C%20get_cda%2C%20mo%2C%20set_cda)%3A%0A%20%20%20%20cda_input%20%3D%20mo.ui.number(start%3Dcda_min%2C%20stop%3Dcda_max%2C%20step%3D0.001%2C%20value%3Dget_cda()%2C%20on_change%3Dset_cda)%0A%20%20%20%20return%20(cda_input%2C)%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(cda_max%2C%20cda_min%2C%20get_cda%2C%20mo%2C%20set_cda)%3A%0A%20%20%20%20cda_slider%20%3D%20mo.ui.slider(start%3Dcda_min%2C%20stop%3Dcda_max%2C%20step%3D0.001%2C%20label%3D%22CdA%22%2C%20value%3Dget_cda()%2C%20on_change%3Dset_cda)%0A%20%20%20%20return%20(cda_slider%2C)%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20crr_min%2C%20crr_max%20%3D%200.001%2C%200.01%0A%20%20%20%20get_crr%2C%20set_crr%20%3D%20mo.state(crr_min)%0A%20%20%20%20return%20crr_max%2C%20crr_min%2C%20get_crr%2C%20set_crr%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(crr_max%2C%20crr_min%2C%20get_crr%2C%20mo%2C%20set_crr)%3A%0A%20%20%20%20crr_input%20%3D%20mo.ui.number(start%3Dcrr_min%2C%20stop%3Dcrr_max%2C%20value%3Dget_crr()%2C%20on_change%3Dset_crr)%0A%20%20%20%20return%20(crr_input%2C)%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(crr_max%2C%20crr_min%2C%20get_crr%2C%20mo%2C%20set_crr)%3A%0A%20%20%20%20crr_slider%20%3D%20mo.ui.slider(start%3Dcrr_min%2C%20stop%3Dcrr_max%2C%20step%3D0.0005%2C%20label%3D%22Crr%22%2C%20value%3Dget_crr()%2C%20on_change%3Dset_crr)%0A%20%20%20%20return%20(crr_slider%2C)%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(cda_input%2C%20cda_slider%2C%20crr_input%2C%20crr_slider%2C%20mo)%3A%0A%20%20%20%20crr%20%3D%20mo.hstack(%5Bcrr_slider%2C%20crr_input%5D)%0A%20%20%20%20cda%20%3D%20mo.hstack(%5Bcda_slider%2C%20cda_input%5D)%0A%20%20%20%20return%20cda%2C%20crr%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20fit_file%20%3D%20mo.ui.file(filetypes%3D%5B%22.fit%22%5D%2C%20label%3D%22Upload%20FIT%20File%22)%0A%20%20%20%20return%20(fit_file%2C)%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(cda%2C%20crr%2C%20fit_file%2C%20kg%2C%20mo%2C%20rho%2C%20weight)%3A%0A%20%20%20%20unit_picker%20%3D%20mo.hstack(%5Bmo.md(%22lbs%22)%2C%20kg%5D)%0A%20%20%20%20mass_ui%20%3D%20mo.hstack(%5Bunit_picker%2C%20weight%5D%2C%20justify%3D%22center%22)%0A%20%20%20%20mo.vstack(%5Bmass_ui%2C%20rho%2C%20fit_file%2C%20cda%2C%20crr%5D%2C%20align%3D%22center%22).callout(%22info%22)%0A%20%20%20%20return%20mass_ui%2C%20unit_picker%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(accel_calc%2C%20calculate_distance%2C%20fit_to_dataframe%2C%20resample_data)%3A%0A%20%20%20%20raw_df%20%3D%20fit_to_dataframe(%22%2FUsers%2Fbwainsto%2FDownloads%2Fgood.fit%22)%0A%20%20%20%20raw_df%20%3D%20raw_df.with_columns(a%3Daccel_calc(raw_df%5B%22v%22%5D%2C%201))%0A%20%20%20%20df%20%3D%20resample_data(raw_df)%0A%20%20%20%20distance%20%3D%20calculate_distance(df)%0A%20%20%20%20return%20df%2C%20distance%2C%20raw_df%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(delta_ve%2C%20df%2C%20get_cda%2C%20get_crr%2C%20rho%2C%20weight)%3A%0A%20%20%20%20ve_changes%20%3D%20delta_ve(cda%3Dget_cda()%2C%20crr%3Dget_crr()%2C%20df%3Ddf%2C%20vw%3D0%2C%20kg%3Dweight.value%2C%20rho%3Drho.value%2C%20dt%3D1%2C%20eta%3D0.98)%0A%20%20%20%20return%20(ve_changes%2C)%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(calculate_virtual_profile%2C%20df%2C%20distance%2C%20ve_changes)%3A%0A%20%20%20%20virtual_elevation%20%3D%20calculate_virtual_profile(ve_changes%2C%20df%5B%22elevation%22%5D)%0A%20%20%20%20vdf%20%3D%20df.with_columns(virtual_elevation%3Dvirtual_elevation%2C%20distance%3Ddistance)%0A%20%20%20%20return%20vdf%2C%20virtual_elevation%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(vdf)%3A%0A%20%20%20%20elevation_df%20%3D%20vdf.unpivot(%0A%20%20%20%20%20%20%20%20index%3D%22distance%22%2C%20on%3D%5B%22elevation%22%2C%20%22virtual_elevation%22%5D%2C%20variable_name%3D%22Type%22%2C%20value_name%3D%22Value%22%0A%20%20%20%20)%0A%20%20%20%20return%20(elevation_df%2C)%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(elevation_df%2C%20mo)%3A%0A%20%20%20%20import%20altair%20as%20alt%0A%0A%20%20%20%20brush%20%3D%20alt.selection_interval(encodings%3D%5B%22x%22%5D%2C%20zoom%3DTrue)%0A%20%20%20%20_chart%20%3D%20(%0A%20%20%20%20%20%20%20%20alt.Chart(elevation_df)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20.mark_line()%0A%20%20%20%20%20%20%20%20.encode(%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20x%3Dalt.X(%22distance%22%2C%20title%3D%22Distance%22).scale(zero%3DFalse)%2C%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20y%3Dalt.Y(%22Value%3AQ%22%2C%20title%3D%22Elevation%22).scale(zero%3DFalse)%2C%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20color%3D%22Type%3AN%22%2C%0A%20%20%20%20%20%20%20%20)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20.add_params(brush)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20.properties(title%3D%22Elevation%20vs%20Virtual%20Elevation%22)%0A%20%20%20%20)%0A%20%20%20%20chart%20%3D%20mo.ui.altair_chart(_chart)%0A%20%20%20%20chart%0A%20%20%20%20return%20alt%2C%20brush%2C%20chart%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(chart%2C%20vdf)%3A%0A%20%20%20%20selected_df%20%3D%20chart.apply_selection(vdf)%0A%20%20%20%20return%20(selected_df%2C)%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20%23%20import%20geopandas%20as%20gpd%0A%20%20%20%20%23%20import%20altair_tiles%20as%20til%0A%20%20%20%20%23%20from%20shapely%20import%20Point%2C%20LineString%0A%0A%20%20%20%20%23%20line%20%3D%20LineString(%5BPoint(lon%2C%20lat)%20for%20lon%2C%20lat%20in%20zip(selected_df%5B%22longitude%22%5D%2C%20selected_df%5B%22latitude%22%5D)%5D)%0A%20%20%20%20%23%20line_geo%20%3D%20gpd.GeoDataFrame(geometry%3D%5Bline%5D%2C%20crs%3D%22EPSG%3A4326%22)%0A%20%20%20%20%23%20line_chart%20%3D%20alt.Chart(line_geo).mark_geoshape(filled%3DFalse%2C%20stroke%3D%22green%22%2C%20strokeWidth%3D1).project(%20type%3D%22mercator%22)%0A%20%20%20%20%23%20geo_chart_with_tiles%20%3D%20til.add_tiles(line_chart).properties(width%3D500%2C%20height%3D400)%0A%0A%20%20%20%20%23%20start_point%20%3D%20Point(selected_df.select(%5B%22longitude%22%2C%20%22latitude%22%5D).row(0))%0A%20%20%20%20%23%20point_geo%20%3D%20gpd.GeoDataFrame(geometry%3D%5Bstart_point%5D%2C%20crs%3D%22EPSG%3A4326%22)%0A%20%20%20%20%23%20point_chart%20%3D%20alt.Chart(point_geo).mark_geoshape(filled%3DFalse%2C%20stroke%3D%22blue%22).project(%20type%3D%22mercator%22)%0A%20%20%20%20%23%20point_chart_with_tiles%20%3D%20til.add_tiles(line_chart).properties(width%3D500%2C%20height%3D400)%0A%20%20%20%20%23%20mo.hstack(%5Bchart%2Cpoint_chart%5D%2C%20widths%3D%5B4%2C1%5D)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%200%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0Aif%20__name__%20%3D%3D%20%22__main__%22%3A%0A%20%20%20%20app.run()%0A