OSM Datenformate für (Consumer-)Anwendungen

Transkript

1 OSM Datenformate für (Consumer-)Anwendungen Der Weg zu verlustfreien Vektor-Tiles FOSSGIS 2017 Passau Dr. Arndt Brenschede -

2 Was für Anwendungen? Rendering Karten-Darstellung Routing Weg-Berechnung Guiding Weg-Führung Geocoding Adress-Suche reverse Geocoding Adress-Bestimmung POI-Search Orte von Interesse Travelling salesman, Erreichbarkeits-Analyse, Geo-Caching, Map-Matching, Transit-Routing, Indoor-Routing, Verkehrs-Simulation, maxspeed-warning, hazard-warning, Standort-Suche für Pokemons/Windkraft-Anlagen/DrohnenNotlandeplätze/E-Auto-Ladesäulen...

3 GPS-Handhelds Smartphone-Apps Was für (Consumer-) Software? <Garmin> Basecamp Mapnik OSRM QMapShack Oruxmaps c:geo Locus Map OsmAnd Maps.me Cruiser MapFactor Navit Maps 3D Pro Magic Earth Naviki Komoot Valhalla Route Converter Nominatim Cruiser (Overpass) ( MapsforgeTileserver ) (BRouter/Local) Desktop Anwendungen Backend / Server

4 GPS-Handhelds Smartphone-Apps Was für (Consumer-) Software? <Garmin> Garmin Basecamp OSRM.IMG QMapShack Oruxmaps c:geo Locus Map OsmAnd Maps.me Cruiser MapFactor Navit Maps 3D Pro Magic Earth Naviki Komoot Mapnik Mkgmap Valhalla Route Converter Nominatim Cruiser (Overpass) ( MapsforgeTileserver ) (BRouter/Local) Desktop Anwendungen Backend / Server

5 GPS-Handhelds Smartphone-Apps Was für (Consumer-) Software? Basecamp <Garmin> Mapnik OSRM QMapShack Oruxmaps c:geo Locus Map Cruiser OsmAnd Maps.me MapFactor Navit Maps 3D Pro Magic Earth Naviki Komoot Valhalla MapsForge Route Converter Nominatim Cruiser (Overpass).MAP ( MapsforgeTileserver ) (BRouter/Local) Desktop Anwendungen Backend / Server

6 GPS-Handhelds Smartphone-Apps Was für (Consumer-) Software? Basecamp <Garmin> Mapnik OSRM QMapShack Oruxmaps Locus Map Cruiser c:geo OsmAnd Maps.me MapFactor Navit Maps 3D Pro Magic Earth Naviki Komoot Graphhopper Valhalla Route Converter Nominatim Cruiser (Overpass) ( MapsforgeTileserver ) (BRouter/Local) Desktop Anwendungen Backend / Server

7 GPS-Handhelds Smartphone-Apps Was für (Consumer-) Software? Basecamp <Garmin> Mapnik OSRM QMapShack Oruxmaps c:geo Locus Map OsmAnd Cruiser Maps.me MapFactor Navit Maps 3D Pro Magic Earth Naviki Komoot Valhalla BRouter Route Converter Nominatim.RD5 (Brouter/Local) (Overpass) Cruiser ( MapsforgeTileserver ) Desktop Anwendungen Backend / Server

8 GPS-Handhelds Smartphone-Apps Was für (Consumer-) Software? <Garmin> Basecamp Mapnik OSRM QMapShack Oruxmaps c:geo Locus Map OsmAnd Cruiser Maps.me MapFactor Navit Maps 3D Pro Magic Earth Naviki Komoot Valhalla Route Converter Nominatim (Brouter/Local) (Overpass) Cruiser ( MapsforgeTileserver ) Desktop Anwendungen Backend / Server

9 Ausgewählte Supply-Chains für Vektor-Daten (Zahlen bezogen auf Deutschland) Format Download- Resident- Size Features Update- Extract- Extrakt- Size Intervall Schema Überlapp (MB) (MB) (Wochen) OSM-Extrakt (Geofabrik) OSM.PBF National moderat Mapsforge / Freizeitkarte MAP K 12 Gross-Regionen gross Mapsforge / OpenAndroMaps MAP K 4 National moderat BRouter RD5 250 * 250 * R 1 Quadrate - OsmAnd OBF K+R+A+P 4 Bundesländer moderat MapsMe MWM K+R+A+P? Klein-Regionen - (* deutscher Anteil, realer Quadrate-Download = 445 MB)

10 Ausgewählte Supply-Chains für Vektor-Daten (Zahlen bezogen auf Deutschland) Format Update- Extract- Extrakt- Size Intervall Schema Überlapp (MB) (MB) (Wochen) OSM.PBF National moderat OSM Consumer Data xxx K+R+A+P 1 Quadrate - Mapsforge / Freizeitkarte MAP K 12 Gross-Regionen gross Mapsforge / OpenAndroMaps MAP K 4 National moderat BRouter RD5 250 * 250 * R 1 Quadrate - OsmAnd OBF K+R+A+P 4 Bundesländer moderat MapsMe MWM K+R+A+P? Klein-Regionen - OSM-Extrakt (Geofabrik) Download- Resident- Size (* deutscher Anteil, realer Quadrate-Download = 445 MB) Features

11 Offline-Desktop 1: Cruiser Mapsforge + GraphHopper

12 BRouter Download Manager (Android App)

13 RD5 / Deutschland / Statistik (per-tile statistical encoding) - Nodes: - Size: 60 Mio / 260 Mio = 23 % 250 MB / 3000 MB = 8,2% von.osm.pbf - davon für die 2d-Geometrien = 180 MB (= 3 Bytes / Node) 2d-Geometrien Tagging Höhendaten

14 Verlustfrei <--> Verlustarm Technischer Metadaten des OSM-Datenmodells teilweise auch in osm.pbf : technische Primärschlüssel ( Node-ID, Way-ID, Relation-ID ) zu jedem Objekt Version, Benutzer+Zeitstempel der letzten Änderung zu jedem Objekt Technische Daten auch im Tagging: created_by, source,... Koordinaten-Genauigkeit in OSM: ca. 1 cm --> Design-Entscheidungen im Proof-of-Concept: - keine technischen Primärschlüssel und keine technischen Metadaten - aber alle Tags (auch technische) - internes Koordinatensystem = Merkator - Koordinaten-Genauigkeit ca. 8 cm

15 Mapsforge Format Specification - Ausschnitt -

16 Mapsforge Format Specification - Ausschnitt Relationen

17 Mapsforge Format Specification - Ausschnitt Relationen Knoten-Identität

18 OSM Datenmodell

19 OSM Datenmodell mit Kachelstruktur

20 Mapsforge Datenmodell POI longitude latitude * [1..*] Inner polygon [1..*]

21 OSM Datenmodell mit Kachelstruktur Zoom-delta <= 0

22 Beispiel: Weg in z=2 hat Knoten in z=1 Z=2 x=2 y=1 Z=1 x=1 y=0

23 POC-Daten in Mapsfporge/Cruiser: Zoom 18

24 POC-Daten in Mapsfporge/Cruiser: Zoom 16

25 Mapsforge in Mapsfporge/Cruiser: Zoom 16

26 POC-Daten in Mapsfporge/Cruiser: Zoom 14

27 POC-Daten in Mapsfporge/Cruiser: Zoom 12

28 Mapsforge in Mapsfporge/Cruiser: Zoom 12

29 POC-Daten in Mapsfporge/Cruiser: Zoom 10

30 Ziel standardisierte Data-Supply Chain für anwendungs-unabhängige Vektordaten inkl. Höhendaten ( als Raster ) Datenvolumen <= 40% von osm.pbf dokumentiertes Datenformat (keine API!) anwendungsspezifische Features nur bei hohem Leidensdruck (Coastline?) planeten-taugliche Kachel-Mühle mit moderatem Resourcen-Bedarf Milestones vollständige Mapsforge-Demo Proof-of-concept Geocoding BRouter Decoder Demo

31 Fazit Universelle, kompakte, verlustarme OSM-Vektor-Tiles funktionieren! Daten-Format-Zoo im Consumer-Bereich ist Innovations-Hemmnis Integration im Consumer-Bereich entscheidender Erfolgsfaktor