OpenStreetMap开放街道地图(OSM)介绍

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OpenStreetMap开放街道地图(OSM)介绍

2024-06-29 11:26| 来源: 网络整理| 查看: 265

一. 基本概念

OpenStreetMap开放街道地图( OSM) 是一个非常详细的地图数据,是一个建构自由内容之网上地图协作计划,目标是创造一个内容自由且能让所有人编辑的世界地图,并且让一般的移动设备有方便的导航方案。 其OSM数据开源,可以自由下载使用,免费的全球地图数据库。

官网:https://www.openstreetmap.org/ OpenStreetMap(OSM)是一款由网络大众共同打造的免费开源、可编辑的地图服务,好比是地图领域的维基百科。 OpenStreetMap有点像谷歌自家的Map Maker地图制作工具,它利用公众集体的力量和无偿的贡献来改善地图相关的地理数据。

OpenStreetMap数据库中的地理要素包括道路、建筑、河流、森林、山脉、公共设施等,由于OpenStreetMap是开放的平台,任何人都可以添加新的地理信息,从而使其不断发展和更新。OpenStreetMap已经成为诸如Google地图等商业地图的一个重要替代品。

OSM 由世界各地的社区制图师开发和添加。在世界上的许多农村地区,OSM 拥有中低精度的数据。地物由具有当地知识的社区成员添加和编辑。地物的覆盖范围可能各不相同,包括地理位置、地名、地标、兴趣点、水文特征和土地利用/土地覆盖。 OSM 是一个开放数据源。OSM 还包括一个开放数据源高程数据集。由于 OSM 数据是志愿地理信息,因此比例尺并不一致。比例尺细节各不相同,在主要城市地区,比例尺为 1:24K 或更高,而在较偏远的农村地区,比例尺则要高得多。

OSM的地图可由用户以手持GPS设备、航空摄影照片、卫星影像、政府开放资料、其他自由内容提供。 只要用户对有关区域有所认识就可参与绘制。地图的向量数据以开放数据库许可方式许可。OSM网站由英国非营利组织OpenStreetMap基金会赞助并维持营运。

二. 发展

Google地图开始引入收费机制后,导致一些大型网站转以使用OpenStreetMap或其他地图服务。 苹果也终止与Google的合作,并用自设地图服务(见苹果地图),取用部分TomTom及OpenStreetMap数据。

三. OSM数据结构

开放街道图(OpenStreetMap,简称OSM)包括空间数据以及属性数据。 空间数据主要包括三种:点(Nodes)、路(Ways)和关系(Relations),这三种原始构成了整个地图画面。Nodes定义了空间中点的位置;Ways定义了线或区域;Relations(可选的)定义了元素间的关系。

开放街道图(OpenStreetMap,简称OSM)包括空间数据以及属性数据。其中,属性数据Tags用于描述矢量数据基元。

OSM使用的资料格式是地形数据结构,使用拓扑类型的数据结构,当中由四个核心的元素(也称为原始资料)。

1.节点(node):

存储经纬度,表示位置,但不存储节点在地图上的实际大小,比如说一个景点或者山峰,或一间商店或餐厅,或是做为路径的一部分。节点可依附于路径与关系。

2.路径(way):

有序排列的节点,以折线的形式呈现,也能循环回起始节点形成封闭路径,可以循环路径或以多边形区域的方式呈现。这类原始资料可用于呈为线性资料,例如街道、河流等,或一个多边形区域,例如农田、公园、停车场、建筑物、校园或者是湖泊、森林。路径必须有节点才能显示于地图上,可依附于关系,路径资料可计算出长度、或多边形的面积、周长。way可表示3种图形事物(非闭合线(Open polyline)、闭合线(Closed polyline)、区域(Area))。

3.关系(relation):

有排序的节点、路径和关系(三类原始资料在这里统称“成员”),在这里每个成员选择性拥有一个"角色"(字符串),以决定该成员于此关系中的性质。关系是用来表示各个原始资料(节点、路径和关系)的关系,例如道路的转弯限制,由不同路径所组成的边界,一条国道、省道或铁路路线,或者一个区域中中间空缺区域(例如被环形建筑物包围的中庭,或水体中的小岛)的多重多边形,这时"角色"字符串就能用来形容它们之间的关系。

4. k=v标签(tag):

键值对(key-value pairs,键值都是字符串),用来存储地图上对象的元数据(对象的类型,名字和物理特性),赋予OSM资料其意义,而能表示现实世界中存在的某件事物,与有关其事物的信息。标签无法独立存在,它们必须依附在一个已存在的对象,也就是节点,路径或关系。地图中对象映射的关系(本体)和标签在OSM的wiki上有比较详细的介绍,用法为鍵=值;key=value。一个原始资料称为一个对象,每个对象的同一个键,只能设置一个值。例如建筑物是building=yes,至于住宅区街道,则为highway=residential,这是OSM中最频繁被使用的标签。 标签不是地图基本元素,但是各元素都通过tag来记录数据信息。通过’key’ and a 'value’来对数据进行记录。例如,可以通过highway=residential来定义居住区道路;同时,可以使用附加的命名空间来添加附加信息,例如:maxspeed:winter=*就表示冬天的最高限速。

openstreetmap.org也会收录地图注记与GPS轨迹的资料,地图注记供不熟悉编辑的用户回报地图的错误或过时信息等问题,GPS轨迹则提供实地勘查者提供轨迹供地图绘制用。

地图图层则是依照其原始资料,由不同的读取引擎绘制成不同样式的地图影像,又称为图砖。

四. OSM的数据来源贡献者

OSM有广大不同区域的用户,由于着重在收集更当地的资料和实地资料收集,早期就有很多提供OSM资料的自愿者用脚踏车来进行路道资料的收集。除此之外,有些精通于GIS的专家都通过Esri工具向OSM提供地图资料。

用户根据手持GPS设备、航空摄影照片、卫星影像、用户本地知识绘制。

五.下载使用导出编辑上传 1.下载

全球下载地址:http://planet.openstreetmap.org/(每周更新) 区域下载地址:http://download.bbbike.org/osm/bbbike/ 官网也可直接导出,导出格式:OSM、Shp等 下载网站示例:https://download.geofabrik.de/

在这里插入图片描述

2. 数据格式

数据格式示例: 在这里插入图片描述 xml标签:的原始数据保存在xml格式的文件中,所以第一行声明的即为xml格式的数据; OSM标签:定义,所有的数据都是包含在标签内; bounds标签:声明这份OSM的数据所包含的地图区域范围; node标签:nodes类型的节点,带有经纬度坐标的信息,nodes相关的数据都包含在node标签内,此标签内含有多个tag的数据,tag中包含了这个点的名字和描述等信息; way标签:ways类型的节点,ways相关的数据都包含在标签内,此标签内包含了两个nodes类型的节点,此标签内包含了一个tag,用来标识这是一条铁路; relation标签:relations类型的节点,成员包含nodes和ways类型的数据,同时有多个标签的数据;

总结:osm原始数据就是由node/way/relation/tag组合而成。

3. 导出

导出功能: https://www.openstreetmap.org/

导出结果为osm文件 在这里插入图片描述

4.编辑上传

OSM网站地图页有“编辑”按钮,亦有记录及修订历史。经注册的用户可以编辑地图资料与上传GPS路径,以及取用可编辑地图的向量数据。

编辑者除透过使用OSM网站的iD在线编辑器之外,也能使用其他自由地理信息系统软件,如JOSM来进行编辑。

编辑上传功能:创建OPENSTREETMAP账户、iD的在线编辑器、上传修改。

在这里插入图片描述

iD编辑器快速、易用,可以借助来自诸如卫星或航空影像、GPS、Field Papers或Mapillary等多种数据源的数据绘图。

在这里插入图片描述 在这里插入图片描述

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