OpenStreetMap. Die freie Weltkarte nutzen und mitgestalten

Transkript

1

2 OpenStreetMap Die freie Weltkarte nutzen und mitgestalten

3 Über die Autoren: Frederik Ramm und Jochen Topf arbeiten seit mehr als 10 Jahren in der IT-Branche. Sie sind seit 2006 im OpenStreetMap-Projekt aktiv und beschäftigen sich auch beruflich mit dem Thema Neogeographie. Gemeinsam leiten sie die Geofabrik GmbH in Karlsruhe, die unter anderem Dienstleistungen rund um OpenStreetMap und freie Geodaten anbietet. Kontakt: Frederik Ramm Jochen Topf Webseite zum Buch:

4 Frederik Ramm Jochen Topf OpenStreetMap Die freie Weltkarte nutzen und mitgestalten 3., überarbeitete und erweiterte Auflage

5 3., überarbeitete und erweiterte Auflage 2010 (korrigierter Nachdruck) ISBN Copyright Lehmanns Media, Berlin ( Lektorat: Christoph Kaeder, Hamburg Druck: Drukarnia Dimograf, Bielsko-Biała Umschlaggestaltung, Satz und Layout: Frederik Ramm und Jochen Topf Bibliographische Informationen der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliographie; detaillierte bibliographische Daten sind im Internet über abrufbar. Die vorliegende Publikation ist urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte sind vorbehalten. Die Vervielfältigung der Texte und Abbildungen (auch Auszug) ist ohne die schriftliche Genehmigung des Verlages urheberrechtswidrig und daher strafbar. Ausgenommen davon sind alle in diesem Buch abgedruckten Karten. Als Bearbeitungen von OpenStreetMap-Material stehen sie unter der Creative Commons Attribution-ShareAlike-Lizenz. Die verwendeten Handelsnamen und Marken sind, auch ohne besondere Kennzeichnung, im Besitz der jeweiligen Firmen und unterliegen dem jeweiligen marken- oder patentrechlichen Schutz. Alle Angaben und Details in diesem Buch wurden mit größter Sorgfalt erstellt und kontrolliert. Dennoch können weder der Verlag noch die Autoren für Schäden haftbar gemacht werden, die im Zusammenhang mit der Verwendung dieses Buches stehen könnten.

6 Vorwort Ein Buch über OpenStreetMap zu schreiben, ist fast so unmöglich wie OpenStreetMap selbst. Dass OpenStreetMap überhaupt funktioniert, ist für viele und darunter durchaus auch Mitmacher der ersten Stunde heute noch ein kleines Wunder. Wie kann ein Projekt, in dem so wenig geregelt und so viel dem Einzelnen überlassen ist, jemals Früchte tragen? Ebenso erging es uns mit der Idee zu diesem Buch: Ist es überhaupt möglich, ein sich so schnell entwickelndes Projekt wie OpenStreetMap sinnvoll in einem Buch zu behandeln, und zwar so, dass der Leser auch dann noch einen Nutzen davon hat, wenn das Buch ein Jahr alt ist? Muss man nicht, kaum dass man alle Kapitel beisammen hat, schon wieder mit der Überarbeitung anfangen? Wir denken, es ist uns gelungen. Die erste Auflage dieses Buches erschien im Februar 2008 und wurde zweimal nachgedruckt. Die zweite Auflage im März 2009 wurde noch stärker nachgefragt, und für die vorliegende dritte Auflage haben wir wieder alle Angaben überprüft, Abbildungen aktualisiert, einiges gestrafft und anderes ergänzt, damit das Buch den aktuellen Projektstand wiedergibt. (Die dritte Auflage hat 32 Seiten mehr als die zweite. Die umfangreichsten Ergänzungen gab es im Bereich der Editoren, der Anwendungssoftware und im Teil IV bei den APIs und dem Aufsetzen eigener Open- StreetMap-Server.) Kurz nach dieser dritten deutschen Auflage erscheint auch die erste, inhaltlich gleiche, englische Version unseres Werkes. Lassen Sie sich von uns mit dem OpenStreetMap-Virus anstecken entdecken Sie, wie viel Spaß es macht, selbst Daten für ein so ambitioniertes Projekt zu sammeln, und was Sie mit den Daten, die andere gesammelt haben, alles tun können. Wir danken unseren Korrekturleserinnen und -lesern der ersten Auflage Christoph Eckert, Stephan Holl, Christine Karch, Jörg Ostertag und Thomas Ott für viele kleine V

7 Über dieses Buch und größere Korrekturen und Anregungen ( diesen Absatz versteht doch wirklich kein Mensch! ), sowie bei Sebastian Schwarz, Daniel van Gerpen und Marcus Wolschon, die für uns Teile der zweiten Auflage gelesen haben. Ein herzlicher Dank geht auch an Christoph Kaeder vom Verlag Lehmanns Media, ohne den das Buch in dieser Form nicht möglich gewesen wäre. Nicht zuletzt gilt unser Dank aber auch den vielen Aktiven im OpenStreetMap-Projekt, die das auf die Beine gestellt haben, worüber wir hier berichten. Wir freuen uns auch über das durchweg positive Echo, das die OpenStreetMap-Community der ersten Auflage dieses Buches entgegengebracht hat. Karlsruhe, im März 2010 Frederik Ramm und Jochen Topf VI

8 Über dieses Buch Dieses Buch enthält alle Informationen, die Sie für den Einstieg in das OpenStreetMap- Projekt brauchen ob Sie nun als Mapper an der Karte mitwirken, als Programmierer interessante Software für OpenStreetMap (OSM) entwickeln oder die vorhandenen Kartendaten für eigene Zwecke nutzen möchten. Gliederung Das Buch gliedert sich in vier Teile: Teil I gibt Ihnen eine Einführung in das Projekt und die OpenStreetMap-Community. Teil II beschreibt, wie Sie Basisdaten für OpenStreetMap mit Hilfe des Satellitennavigationssystems GPS sammeln und mit den Editoren JOSM, Potlatch oder Merkaartor Kartendaten erfassen. Hier finden Sie auch eine Beschreibung, wie die OpenStreetMap-Daten grundsätzlich aufgebaut sind und praktische Beispiele, wie Sie die Welt in OSM- Daten abbilden. In Teil III dreht sich alles darum, wie Sie Karten oder Navigationsrouten aus den OpenStreetMap-Daten erzeugen. Die Renderer Osmarender, Mapnik und Kosmos kommen ebenso zur Sprache wie die Konvertierung von Karten für die verbreiteten GPS- Geräte von Garmin oder die Anwendung von OSM-Daten für die Navigation. Ebenso zeigen wir Ihnen, wie Sie mit etwas HTML und JavaScript interaktive Karten für das Web zusammenbauen können. Teil IV richtet sich explizit an die Entwickler. Während man kein großer Programmierer sein muss, um die Informationen aus den ersten drei Teilen zu verwenden, steigen wir hier in die Tiefen des OSM-Datenbankservers und seiner API ein, erklären Import und Export von Daten und stellen nützliche und interessante Basteleien im OSM- Umfeld vor. Im Anhang finden Sie eine Einführung in einige Grundbegriffe der Geodäsie. VII

9 Über dieses Buch Beim Schreiben des Buches hatten wir zwei verschiedene Lesergruppen vor Augen: Bei manchen wird der Schwerpunkt darauf liegen, selbst Daten für OpenStreetMap beizutragen. Diese Leser bekommen im Teil I und II alles nötige Rüstzeug. Vorausgesetzt wird dabei nur, dass sie mit einfachen Arbeiten am Computer (Umgang mit Dateien, Download aus dem Internet) vertraut sind. Wenn Sie OpenStreetMap-Daten für Ihre eigenen Projekte nutzen wollen, finden Sie in Teil III und IV die nötigen Informationen. Wir empfehlen Ihnen trotzdem, auch die Teile I und II zumindest grob zu überfliegen, da dort viele Grundlagen erklärt werden, deren Kenntnis wir in späteren Teilen voraussetzen. Teil III setzt voraus, dass Sie mit einem Text-Editor umgehen können und mit der Arbeit auf der Kommandozeile vertraut sind. Für Teil IV sollten Sie grundlegende Programmierkenntnisse mitbringen. Webseite zum Buch Das OpenStreetMap-Projekt verändert sich sehr schnell. Wir haben zwar sichergestellt, dass diese Auflage zum Zeitpunkt ihres Erscheinens im März 2010 brandaktuell war, aber wir können natürlich auch nur begrenzt voraussehen, wohin die Reise geht. Überall dort, wo Entwicklungen schon absehbar oder zumindest wahrscheinlich sind, weisen wir darauf hin. Dennoch wird es nicht ausbleiben, dass das Buch im Laufe der Zeit im einen oder anderen Punkt nicht mehr mit der Realität des Projekts übereinstimmt. Schauen Sie daher ab und zu auf der Webseite vorbei dort werden wir Ergänzungen und Errata zum Buch veröffentlichen. Links zum OpenStreetMap-Wiki An einigen Stellen verweisen wir auf Seiten aus dem OpenStreetMap-Wiki. Solche Verweise sind wie folgt dargestellt: Wiki-Verweis. Sie können den Namen des Artikels dann bei wiki.openstreetmap.org in das Suchformular eingeben oder direkt den URL verwenden. OSM-Karten in diesem Buch Alle Abbildungen in diesem Buch, die aus OpenStreetMap-Daten erstellt sind, stehen unter der Lizenz Creative Commons Attribution Share-Alike 2.0 und dürfen im Rahmen dieser Lizenz beliebig vervielfältigt und weiterverarbeitet werden. Das gilt nicht für andere Abbildungen und den übrigen Inhalt des Buches. VIII

10 Inhaltsverzeichnis Teil I: Einführung 1 Auf dem Weg zur freien Weltkarte Die Wikipedia der Kartographie Frei ist nicht dasselbe wie kostenlos Geodaten, Vektorzeichnungen, Bitmaps OSM und Geographische Informationssysteme OpenStreetMap im Web Die OpenStreetMap-Webseite OpenStreetBugs OpenRouteService und YourNavigation Best of OSM Die deutsche OpenStreetMap-Seite Die OpenStreetMap-Community Bei OpenStreetMap registrieren Mailinglisten und Foren Trac und Subversion Der OpenStreetMap-Chat im IRC Mapping Parties Treffen und Konferenzen Die OpenStreetMap Foundation und der FOSSGIS e.v...24 Teil II: OpenStreetMap für Mitmacher 4 Mit dem GPS-Gerät unterwegs Das Global Positioning System Das GPS-Signal Sichtbarkeit von Satelliten und Empfangsqualität Differential GPS Sind die GPS-Daten genau genug? Bauarten von GPS-Empfängern Kriterien zur Auswahl von GPS-Geräten für OSM GPS-Datentypen...35 IX

11 Inhaltsverzeichnis 4.9 Formate für GPS-Daten Das Programm GPSBabel Umgang mit dem GPS-Gerät Mapping-Praxis Eine typische Mapping-Tour Aufzeichnungen und Notizen Arbeiten mit der Karte Arbeiten mit Luftbildern Weitere Tipps für das Mapping Das Datenmodell Grundlegende Objekttypen Das OSM-XML-Format Die Modellierung von Flächen Tracks und Trackpoints Historische Entwicklung des OSM-Datenmodells Weiterentwicklung des Datenmodells Die Map Features Straßen und Eisenbahnlinien Wälder, Seen und Flüsse Küstenlinien Gebäude und Flächennutzung Dörfer, Städte und Grenzen Weitere Points of Interest Bemerkungen Verweise Datenquellen Ein Beispiel aus der Praxis Tagging-Prioritäten Fortgeschrittenes Tagging Komplexe Flächenobjekte Grenzen und Landflächen Adressen und Hausnummern Routen Öffentlicher Personennahverkehr Abbiegevorschriften Vorübergehende, historische und beschränkt gültige Daten Straßenbegleitende Wege ( Linienbündel ) Weitere Arten von Relationen Ein Blick über den Tellerrand Wie mappen die anderen? X

12 Inhaltsverzeichnis 9 Der Editor JOSM JOSM installieren und starten Vorhandene Dateien in JOSM laden Daten vom OpenStreetMap-Server laden Die Karte bearbeiten Änderungen zum OSM-Server hochladen Änderungen in einer Datei speichern Relationen einfügen und verändern Plugins für JOSM Der Flash-Editor Potlatch Erste Schritte Tags bearbeiten Ways und Nodes anlegen Ways und Nodes bearbeiten Änderungen abspeichern Änderungen rückgängig machen Relationen in Potlatch Mit GPS-Tracks arbeiten Hintergrundbilder Weitere Funktionen Ausblick auf Potlatch Weitere Editoren Merkaartor Mapzen Vespucci Mapzen POI Collector Osm2go Hilfsprogramme für Mapper Datenlayer und Data Browser OSM Inspector ITO OSM Mapper Weitere Hilfsprogramme Lizenzfragen bei der Datenerfassung Welche Daten dürfen benutzt werden? Abzeichnen fremder Karten Satelliten- und Luftbilder Datenimport Open Database License (ODbL) XI

13 Inhaltsverzeichnis Teil III: OpenStreetMap-Karten 14 OSM-Karten im Web Aufbau einer Web-Karte Der Mapnik-Tile-Server Das Projekt 14.4 OSM-Karten mit Google Maps OSM-Karten mit OpenLayers Karten von CloudMade Zugriff auf die OSM-Daten Die OSM-API Datenbankabzüge Karten zeichnen mit Osmarender Scalable Vector Graphics (SVG) Osmarender und XSLT Aufruf von Osmarender Die Rules-Datei im Beispiel Die Rules-Datei im Detail Eigene Stile für Karten entwickeln Osmarender-Tags Bézier-Kurven erzeugen Karten zeichnen mit Mapnik PostgreSQL und PostGIS installieren OSM-Daten in die PostgreSQL-Datenbank importieren Projektion Slim-Mode und Updates Das Osm2pgsql-Datenformat World Boundaries und Küstenlinien Mapnik installieren Die erste OSM-Karte mit Mapnik Die Map-Datei Karten zeichnen mit Kosmos Installation Kosmos starten und Daten laden Karten-Stile auswählen Definition eigener Karten-Stile Der Kosmos-Kachelserver Drucken und Bitmap-Export mit Kosmos Maperitive XII

14 Inhaltsverzeichnis 19 Navigation und mobile Nutzung Grundlagen Aufbereitung der OSM-Daten für das Routing Garmin GPS-Geräte Web-Basierte Routenplaner Offmaps (iphone) Roadee (iphone) Skobbler (iphone) GpsMid (J2ME) AndNav2 (Android) Navit Traveling Salesman pgrouting Gosmore Lizenzfragen bei der Kartennutzung Wer ist der Rechteinhaber von OpenStreetMap-Daten? Sammelwerke und Bearbeitungen Muss ich veröffentlichen? Kann ich OpenStreetMap-Karten verkaufen? Was passiert, wenn ich eine Lizenz missachte? Ist die OpenStreetMap-Lizenz überhaupt wirksam? Die Open Database License (ODbL) Teil IV: Hacking OpenStreetMap 21 Software-Entwicklung bei OSM Arbeiten mit großen Datenmengen Wegweiser durch das Subversion-Repository Die OpenStreetMap-API Einzelne Objekte erzeugen und bearbeiten Mehrere Objekte auf einmal erzeugen oder bearbeiten Alle Objekte in einem geographischen Bereich abrufen Weitere Zugriffsmethoden Changesets (Änderungsgruppen) Hochladen und Abrufen von GPS-Tracks Zugriff auf Benutzerdaten Capabilities-Abfrage Das OAuth-Autorisierungsverfahren Entwicklungs- und Testserver XIII

15 Inhaltsverzeichnis 23 Weitere APIs und Webdienste XAPI Name Finder Nominatim GeoNames Das Allzwecktool Osmosis Allgemeine Befehlszeilen-Parameter XML-Dateien lesen und schreiben Lese- und Schreibzugriff auf Datenbanken Erzeugen und Verarbeiten von Änderungsdateien Filtern nach Geographie oder Tags Zusammenführen und Vervielfältigen von Datenströmen Sonstige Funktionen Verarbeitung alter Datenformate (API 0.5) Plugins für Osmosis Alternativen zu Osmosis Editieren für Fortgeschrittene Umfangreiche Änderungen im Editor Gelöschte Objekte wiederherstellen Änderungen automatisiert durchführen Änderungen rückgängig machen Daten importieren und exportieren Allgemeines zum Daten-Import Importieren von Shapefiles Große abgeschlossene Import-Projekte Daten-Export Bitmap- und Vektorgrafiken exportieren Betrieb eines OSM-Servers Eigener API-Server Das API-SQL-Schema Eigener Tile-Server Das osm2pgsql-sql-schema Anhang Einführung in die Geodäsie Index Verzeichnis der OSM-Tags XIV