OpenStreetMap

Verwendung in der Praxis

Lukas Bischof / @bierbo / http://about.me/bibo

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Übersicht

  • der Autor
  • das Projekt
    • Entwicklung
    • Beschreibung
  • das Mapping
  • die Daten
  • das Lizenz
  • die Anwendungen

Was ist OSM?

“Welcome to OpenStreetMap, the project that creates and distributes free geographic data for the world.”

wiki.openstreetmap.org

  • Daten frei verfügbar
  • Openstreetmap.org kein Pendant zu Google Maps oder Bing Maps (und soll es auch nicht sein)

Meilensteine

  • Beginn 2004
    • Erfolg von Wikipedia
    • Dominanz von proprietären Anbietern
  • Geodaten allgemein nur gegen Bezahlung
  • Erfolg durch hochauflösende Luftbilder und billige GPS-Empfänger

Zeitleiste (I)

  • 2004
    • Start, vorerst nur Gro├čbritannien
    • August: Gründer Steve Coast stellt seine Idee vor
  • 2006
    • Editor JOSM wird 1.0
    • OSM Foundation
    • Mapnik rendert absofort die Karte
    • Yahoo erlaubt Verwendung von Satellitenfotos

Zeitleiste (II)

  • 2007
    • erste große Datenspende (USA, NL, IN, CN)
  • 2009
    • API Versionswechsel auf 0.6
    • Abschluss des Imports von plan.at
  • 2010
    • Verwendung von Bing Aerial Maps erlaubt

 

http://tinyurl.com/osm-history

Architektur

Architektur

Statistik

  • Mehr als 1,2 Mio. registrierte Benutzer
  • ~3000 aktive Mapper pro Tag
  • 3,5 Mio. Besuche pro Monat
  • 3.0 TB PostgreSQL-Datenbank
  • tile.openstreetmap.org (rendered map)
    • liefert durchschnittlich 2700 Tiles pro Sekunde aus (5400 max)
    • ...bei 175MBit/s (max. 340MBit/s)

 

http://osmstats.altogetherlost.com/

Kleines Beispiel

→auf zum Mapmobil!

Challenge

  • «Map the world»
  • Unterschiedliche nationale Regeln
  • Für wen mappe ich?
  • Korrektheit der Ontologie
  • Routingfähigkeit

Map the world (I)

Map the world (II)

Map the world (III)

Richtige Vorgangsweise?

  • "Richtig" gibt es hier nicht
  • Mit der Zeit entwickelt man ein Gefühl dafür, wie viele Knoten ein Weg haben "muss"
  • Technisches Limit: Koordinaten mit 7 Nachkommastellen → ~1 cm Genauigkeit

Nationale Regeln

  • Highways
  • Grenzen

Für wen mappe ich?

  • NICHT für den Renderer!
  • OpenStreetMap "nur" eine Datensammlung
  • openstreetmap.org "nur" ein Beispielrendering
  • Daher:
    • Daten möglichst genau und korrekt erfassen
    • Falls Renderer fehlerhaft: Bug Report schreiben
    • Falls Karte nicht wie gewünscht aussieht: Selber eine Karte bauen

Korrektheit der Ontologie

  • Maschinenlesbare Hierarchie
  • Ortsgrenzen schließen
  • Schlagend bei Adressen, administrative Grenzen

Routingfähigkeit

  • Zusammenhängende Straßen
  • Geschwindigkeitsbegrenzungen eintragen
  • Adressen korrekt erfassen

Exkurs

Geoinformatik

Geodaten

Die Erde ist eine Kartoffel

http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:The_Earth_seen_from_Apollo_17.jpg →  http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Geoids_sm.jpg

Vereinfachung

  • Geoid kaum vernünftig berechen- oder abbildbar
  • Vereinfachung zu Ellipsoid
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Geoundnsrp.png

Quadratur des Kreises

  • Projektion von Kugel auf Fläche
    • längentreue (äquidistante) Abbildung ‐ einige Strecken sind korrekt abgebildet
    • flächentreue (äquivalente) Abbildung ‐ alle Flächen sind dem Maßstab entsprechend korrekt abgebildet
    • winkeltreue (konforme) Abbildung (beispielsweise zur Navigation oder für die Geodäsie)

Mercator

  • Gängige Darstellung
  • "Europa-zentriert" (Grönland gleich groß wie Afrika)
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Tissot_mercator.png

Behrmann-Projektion

  • flächentreue Zylinderprojektion
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Tissot_indicatrix_world_map_Behrmann_equal-area_proj.svg

Lösung

  • Verschiedene Ellipsoiden für unterschiedliche Erdteile
  • Dazugehörige Projektion und Koordinatensystem
  • EPSG-Codes definieren Projektion und Koordinatensystem
    • EPSG:4326 GPS WGS84
    • EPSG:31254 MGI / Austria GK West
    • EPSG:3857 WGS 84 / Pseudo-Mercator

Relevanz

  • Luftbilder abzeichen
  • Gute GIS-Programme reprojizieren automatisch
  • Alle Projektionen in alle anderen transformierbar
  • Dennoch Quellen, wie Luftbilder oder Shapefiles von anderen Quellen prüfen
  • JOSM hat beispielsweise bei einigen Projektionen Probleme
http://tud.at/linuxwochen/2013-osm-postgis/

Datenformate

  • Vektordaten
    • ESRI Shapefiles (Quasistandard)
    • GPX
    • GML
    • KML
    • NMEA0183 - Rohdaten
    • Verschiedene Dateiformate repräsentieren Geodaten je nach Herkunft unterschiedlich
  • Rasterdaten
    • TIFF, PNG, JPEG
    • Verortung durch "World-Files"

Geodaten

  • Vollständigkeit
  • Logische Konsistenz
  • Positionsgenauigkeit
  • Zeitliche Genauigkeit
  • Thematische Genauigkeit

Vektordaten

  • Dateiformate decken je nach Einsatzgebiet unterschiedliche Features ab
  • Verschiedene Aspekte werden betrachtet:
    • Punkte, Multi-Punkte, Linien, Polylinien, Flächen
    • Exklaven und Enklaven
    • 3D-Informationen
    • Beziehungen zu anderen Objekten
    • Zweck der Daten

Rasterdaten

  • Bilddaten mit zusätzlichen Metadaten zur Platzierung im Koordinatensystem
  • Unterschiedliche Typen:
    • Orthofotos
    • Karten (Scans, ...)
    • Laserscans
    • Digitales Höhenmodell
  • x- und y-Auflösung muss nicht identisch sein
  • kleinste Einheit "Zelle", repräsentiert eine Information

Orthofotos

  • unechte Orthofotos
  • echte Orthofotos

OSM-Datenmodell

  • Nodes
  • Wege
  • Relations
  • Tags

Tags

  • "Key" und "Value"
  • Beschreibung von Nodes, Ways, Relations und Changesets
  • Keine Einschränkung bezüglich der importierten Daten












						

Nodes

  • Ein einziger georeferenzierter Punkt mit Längen- und Breitengrad
  • Kann Teil eines Ways sein
  • hat mindestens einen Tag, um die Eigenschaft zu beschreiben


 
 
 
 
 
 
 

						

Ways

  • Nodes können zu Ways verbunden werden
  • Ein Weg hat mindestens 2 Punkte
  • Ein geschlossener Way ist eine Fläche (es gibt keinen Polygon-Datentyp)
  • Tags von Ways und Knoten können sich unterscheiden (idR hat nur der Weg Tags)


 
 
 ...
 
 
 
 
 
 
 

						

Relations

  • Modell für logische (geografische) Beziehung zwischen Elementen
  • Jedem Element kann Rolle zugewiesen werden
  • Beispiele:
    • Buslinien: Einzelne Haltestellen in einer Relation
    • Flächen mit Löchern


 
 
 
 

						

http://wiki.openstreetmap.org/wiki/DE:Relation

Flächen

  • Der Datentyp existiert in OSM nicht
  • Geschlossene Linie KANN eine Fläche sein
  • Beispiele:
    • building=yes
    • landuse=*
    • area=yes
    • Relation:multipolygon

Import von Daten

  • Eigene GPS-Tracks
  • Orthofots abzeichnen
  • Websites, Telefonbuch (für Metadaten)
  • Open Data

Copyright der Daten beachten!

GPS-Tracks

  • Benutzer kann Tracks auf openstreetmap.org hochladen
  • Datei muss im GPX-Format vorliegen
  • kann dann entweder als Punkt-Overlay im Browser oder als Import in JOSM verwendet werden
  • Bevorzugte Methode: GPS-Tracks auf OSM.org hochladen, damit andere User diese auch verwenden können

Orthofotos

  • Verschiedene Anbieter von WMS- oder TMS-Tiles
  • Vorsicht: Copyright beachten!
  • Nicht jeder WMS-Service darf verwendet werden; im Zweifelsfall Wiki konsultieren

Metadatensammlung

  • Prinzipiell alles verwendbar, was frei zugänglich ist
  • Sensible Daten, wie Personendaten gehören NICHT in OSM!

Open Data

  • Junge Entwicklung
  • Automatischen Datenimport erst mit Community absprechen

Lizenz

  • Zunächst CC-BY-SA 2.0
  • Für Daten nur bedingt geeignet
  • 2012 dann Umstieg auf ODbL
  • Daten von Nutzern, die nicht zugestimmt haben, wurden gelöscht
  • ODbL: "Junge" Lizenz (http://opendatacommons.org/licenses/odbl/summary/)
    • CC eher für künstlerische Werke
    • Geodaten idR aber Datenbankrecht
    • In vielen Ländern CC für diese Zwecke ungültig

Verarbeitung der Daten

  • Datenabfrage nach Import in PostGIS sehr einfach
  • Für eigenes Rendering gibt es verschiedene Möglichkeiten
    • Mapnik
    • Osmarender
    • Maperitive
    • ...

Eigene Karte erstellen

  • "On the fly" mit etwa Mapnik oder Maperitive
  • Eigenen Server mit OSM-Daten aufsetzen

On the fly mit Maperitive

  • hervorragender Renderer, leider nur Windows (stabil)
  • Eigener Kartenstil erstellbar
  • Als SVG oder als georeferenziertes Bitmap exportierbar

Rendering mit Osmarender

  • Erstellt aus OSM-XML SVG-Grafiken
  • "Simples" XSLT-Regelwerk
  • Regeln wiederum in XML
  • Projekt wird seit 2012 nicht mehr weiter gepflegt

Rendering mit Mapnik

  • Unterschiedliche Datenquellen
  • wird auch für osm.org verwendet
  • idR wird PostGIS als Datenlieferant verwendet

Mapnik (II)

  • Mapnik idR in den Paketquellen enthalten (Fedora, Debian, Ubuntu, ...)
  • Herunterladen von Ländergrenzen und Küstenlinien
  • Python-Skript zur Erstellung von Tiles oder einem einzigen Bild
  • Verwendung: Etwa TMS-Server
  • Achtung: Bilder nicht georeferenziert! → nik2img

Software

  • PostGIS
  • Mapnik
  • Openlayers
  • JOSM
  • Quantum GIS
  • Routing-Bibliotheken
  • Maperitive
  • Karten für Supertuxkart

PostGIS

  • Erweiterung von PostgreSQL
  • Ermöglicht, Geodaten in Postgres-Datenbank zu speichern (Simple Feature Access-Spezifikation des OGC)
  • Interessante neue Abfragemöglichkeiten
    • "Welche Orte sind in einem Bezirk?"
    • "Wie viele Bushaltestellen befinden sind in einem Umkreis von [n] Metern?"
    • "Sortiere die Gemeinden Vorarlbergs der Größe nach"
    • "Häufigste Namen von Restaurants in Österreich"

SQL-artige Abfragen

Quantum GIS

Quantum GIS (II)

Grafische Darstellung in GeoPulse

Grafische Darstellung in GeoPulse

OSM ist weiter verbreitet, als man denkt

Spezialkarten

  • openwheelmap
  • opensnowmap
  • opencyclemap
  • 4UMaps
  • Geocaching

Routing

  • Openrouteservice.org
  • YOURS
  • Liste von Routing Services

Kartenkunst

  • stamen.com
  • 8bitcity.com
  • http://wiki.openstreetmap.org/wiki/F4_Map

HOT - Humanitarian OSM Team

  • OSM-Mapper haben bereits Haiti nach dem Sturm kartografiert
  • jetzt sind erneut Mapper dabei, die Philippinen zu "aktualisieren"
  • Stand 19.11.2013: über 1200 Mapper editieren 3000000 Objekte

Links

  • Statistik: http://osmstats.altogetherlost.com/
  • Map Compare: http://tools.geofabrik.de/mc/
  • OSMI: http://tools.geofabrik.de/osmi/
  • Open Street Browser: openstreetbrowser.org

ENDE

Lukas Bischof / www.wordy-rappinghood.net

  • Bilder: Screenshots, Orthofotos Eigentum von GeoImage.at, andere Bilder Eigentum im Quellcode angegeben
  • Geodaten aus www.openstreetmap.org, ODbL
  • Präsentation mit reveal.js erstellt (http://lab.hakim.se/reveal-js/)
  • Präsentation unter linuxday.busybit.at abrufbar, gepackte Version folgt.
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