Openstreetmap

Openstreetmap
OpenStreetMap
Logo von OpenStreetMap
URL http://www.openstreetmap.org
Slogan The Free Wiki World Map
Kommerziell? Nein
Beschreibung Wikiprojekt zur Erstellung einer freien Weltkarte.
Registrierung? nur für Bearbeiter
Eigentümer OpenStreetMap Foundation
Urheber Mitglieder der „OpenStreetMap-Community“
Erschienen Juli 2004

OpenStreetMap ist ein freies Projekt, welches für jeden frei nutzbare Geodaten sammelt. Mit Hilfe dieser Daten können Weltkarten gerendert oder Spezialkarten abgeleitet werden. Auch auf der OpenStreetMap-Startseite ist eine solche Karte abrufbar.

Der Kern des Projekts ist eine wiki-ähnliche Datenbank mit geographischen Daten. Diese dürfen gemäß der Creative Commons Attribution-ShareAlike 2.0-Lizenz verwendet werden. Dadurch ist eine Einbindung in Drucke, Webseiten und Anwendungen wie Navigationssoftware möglich, ohne durch restriktive Lizenzen beschränkt zu sein oder Gebühren zahlen zu müssen.

Die Datenbank befindet sich derzeit im Aufbau. Für Deutschland gibt es in größeren und insbesondere Uni-Städten schon eine sehr gute Abdeckung[1], oft sogar detailreicher als bei kommerziellen Anbietern. Insbesondere Fahrrad- und Wanderwege sind bei OpenStreetMap besonders gut erfasst. Andererseits besteht in ländlichen Bereichen noch erheblicher Erfassungsbedarf.

Inhaltsverzeichnis

Geschichte

OpenStreetMap (Rondebosch in Kapstadt)

Das OpenStreetMap-Projekt wurde im Juli 2004 in London von Steve Coast ins Leben gerufen. Seither arbeiten Freiwillige aus zahlreichen Ländern sowohl an der Entwicklung der Software als auch an der Sammlung und Bearbeitung der Geodaten. Im März 2006 war die Infrastruktur so weit, dass erste größere Gebiete kartografiert werden konnten. Im Juli 2006 waren bereits rund 2.500 Benutzer registriert, die zu diesem Zeitpunkt über 9 Millionen Wegpunkte in die OpenStreetMap-Datenbank eingefügt hatten. Ein Jahr später hat sich die Anzahl der User nahezu vervierfacht und die Datenmenge etwa verzehnfacht.

Im April 2006 wurde die „OpenStreetMap Foundation“ gegründet. Sie sammelt Spenden und ist ein Gremium zur Entscheidungsfindung und Verantwortung für das Projekt. Die OpenStreetMap-Foundation ist eine internationale Non-Profit-Organisation. Ihre Ziele sind das Erzeugen, Verteilen und Vergrößern eines geografischen Datenbestandes sowie die freie Zurverfügungstellung des Datenbestandes zum allgemeinen Gebrauch.

Im Januar 2008 wurde der Import der TIGER-Datenbank fertiggestellt (siehe auch Abschnitt „Datenquellen“). Die staatlich erfassten TIGER-Daten bieten eine Basis-Abdeckung der USA, die von den Benutzern weiter verbessert werden muss, da Flächen wie beispielsweise Sportplätze noch fehlen und die Daten teilweise veraltet sind.

Derzeit konzentrieren sich die meisten Aktivitäten auf Mittel- und Nordeuropa.

Im März 2009 hatten sich weltweit über 100.000 Benutzer angemeldet.[2]

Beschreibung

OpenStreetMap (Soho, London)

Die Karten werden aus Geodaten erstellt, die von Freiwilligen selbst gesammelt oder dem Projekt von anderen Quellen zur Verfügung gestellt werden. Als Datengrundlage dienen sowohl von Hand eingegebene als auch aufgezeichnete Daten. Diese werden von den Freiwilligen meist mit einem handelsüblichen GPS-Empfänger aufgezeichnet, während sie sich auf Straßen, Wegen oder Flüssen befinden.

Die Projektmitarbeiter versehen die rohen Geodaten mit Informationen, die es z.B. ermöglichen aus ihnen automatisch Karten zu generieren oder Datensätze für Navigationsgeräte abzuleiten. Beispielsweise wird eine Autobahn als highway=motorway gekennzeichnet, ein Industriegebiet als landuse=industrial.

Darüber hinaus können nützliche Zusatzinformationen – wie zum Beispiel Straßenbahnlinien, Wanderwege oder Öffnungszeiten – angegeben werden, welche je nach Kartenansicht dargestellt werden.

Einsatzgebiete

CycleMap mit Rad(fern)wegen, Höhenlinien und Fahrrad-Routing (OpenRouteService.org)
Beispiel einer selbst erstellten Karte mit dem KOSMOS-Renderer (Unna, Standardregeln)

Aus den Daten von OpenStreetMap lassen sich nicht nur Straßenkarten für Autofahrer erzeugen. Je nachdem, welche Daten verwendet und wie sie in Kartenform dargestellt werden, lassen sich die Daten auch zur Erstellung von Fahrrad- und Wanderkarten[3], zur Darstellung von Fotos und Beiträgen auf Karten in Wordpress-Blogs[4], Karten für Skigebiete[5] oder Nahverkehrsnetzen[6] verwenden. Die Rohdaten sind für die Entwicklung weiterer Anwendungen frei zugänglich. So gibt es Anwendungen – wenn auch in einem frühen Stadium – zur Routenberechnung oder zur mobilen Navigation.[7]

Die aus den Geodaten erzeugten Karten sind momentan zweidimensional, das heißt sie enthalten keine Höhenlinien. Ein Import von Höhendaten in die OpenStreetMap-Datenbank ist derzeit nicht geplant. Es gibt jedoch Tools, für die Umwandlung und Darstellung der SRTM-Daten zur Darstellung von Höhenlinien oder Schummerungen.[8][9]

Online-Karten

Sowohl auf der Webseite von OpenStreetMap als auch auf den Seiten verschiedener anderer Anbieter stehen die Karten unter Auswahl verschiedener Renderer zur Nutzung bereit. Zur Verfügung stehen sowohl die allgemeinen Renderer "Mapnik" und "Osmarenderer" als auch auf spezielle Anwendungen zugeschnittene Renderer wie "Cycle Map" für Fahrradfahrer, "NoName" zur Visualisierung von fehlenden Daten oder "OpenPisteMap" mit Höhenlinien insbesondere zur Visualisierung von Skigebieten.

Das Projekt OpenLayers ermöglicht die einfache Einbindung mit verschiedenen Renderern in Webseiten. Das OpenStreetMap plugin für Wordpress bindet die OpenStreetMap Daten in in Blogs zur Verknüpfung von Beiträgen und Fotos mit Geodaten und Visualisierung der entsprechenden Zusammenhänge ein.

Yahoo nutzt OpenStreetMap-Daten für sein Flickr-Angebot für verschiedene Städte, beispielsweise Bagdad, Peking, Kabul, Sydney und Tokio.[10][11][12].

Routenberechnung und Navigation

Die Routenberechnung mit den OpenStreetMap Daten ist noch in der Entwicklungsphase. Die Daten sind noch nicht durchgehend genügend detailliert. Es fehlen vor allem Informationen zu Einbahnstraßen und Abbiegebeschrenkungen an Straßenkreuzungen. Derzeit gibt es zwei bedeutende Projekte in diesem Bereich. Die Universität Bonn betreibt den OpenRouteService, das Angebot von Yournavigation wird von einer Entwickler Community unter BSD Lizenz entwickelt.

Rohdaten und Offline-Karten

Die OpenStreetMap Rohdaten stehen zum Download auf der Webseite von OpenStreetMap bereit. Diese können vielfältig für eigene Projekte und Offline Renderer wie die virtuellen Weltkugel Marble für KDE oder den Kosmos Renderer für Windows genutzt werden.

Technik

Server

Der OpenStreetMap-Datenbank-Server verwendet eine PostgreSQL-Datenbank. Alle Anfragen gehen über die Server-API auf Ruby on Rails-Anwendungsserver. Die Datenbank enthält die Geodaten, also Linien und Punkte die mit Informationen („Tags“) versehen sind. Diese Daten sind Vektordaten. Daraus wird bei Änderungen in der Regel stündlich mit dem „Mapnik“-Renderer eine Pixelgrafik-Karte (PNG) gerendert.[13] Der Mapnik-Renderer bietet die Standard-Ansicht von OpenStreetMap und wird von professionellen Kartographen betreut. Als wichtige Alternative dient der eigens für OpenStreetMap geschriebene „Osmarender“.

Datenformate

GPS-Rohdaten für Bedford

Der häufigste Weg, um an Geodaten zu kommen, ist die Verwendung eines GPS-Handgerätes. Ebenfalls sind einige handelsübliche Navigationssysteme in der Lage, GPS-Tracks aufzuzeichnen. Die so gewonnenen Daten können zum OpenStreetMap-Server hochgeladen werden, dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Um die Daten in ein zum Projekt passendes Format umzuwandeln, sind Konvertierungsprogramme wie GPSBabel, das vom OpenStreetMap-Projekt entwickelte OSM-Filter und mehrere weitere spezielle Hilfsprogramme verfügbar. Hiermit können Daten beispielsweise aus dem standardisierten GPS-Rohformat (NMEA) oder herstellereigenen Formaten in eine GPX-Datei gewandelt werden. Alle Daten werden im WGS84-Format mit Länge und Breite erhoben und werden meist in Mercator-Projektion dargestellt.

Die fertigen Kartendaten werden im „.osm“-Format ausgetauscht, einem XML-Format, dessen Syntax den Ausgaben der OpenStreetMap-API entspricht. Kopien der gesamten Datenbank werden wöchentlich zur Verfügung gestellt („planet file“).[14] Ebenso gibt es tägliche und stündliche Updates sowie Ausschnitte für einzelne Länder.

Bearbeitungswerkzeuge

JOSM Editor

Um die Daten zu editieren, gibt es verschiedene Möglichkeiten, die sich in der grundlegenden Methode weitgehend gleichen. Zum Bearbeiten muss man sich mit einer verifizierten E-Mail-Adresse anmelden. Die Anmeldung ist kostenlos und soll Spam und Vandalismus vorbeugen. Der Lesezugriff ist ohne Anmeldung möglich.

Als Rohdaten werden üblicherweise auf dem lokalen Rechner liegende oder auf den Server geladene GPS-Tracks verwendet. Diese werden vom Editiertool gegebenenfalls zusammen mit frei verfügbaren Satelliten- oder Luftbildern angezeigt. Auf Basis dieser angezeigten Daten kann nun der Benutzer Stützpunkte – so genannte Nodes – erstellen, die mit Linien - so genannten Ways - verbunden werden. Diesen Linien können Attribute zugewiesen werden.

Die wichtigsten Attribute sind die Objektkategorie (zum Beispiel wird eine Wohnstraße als highway=residential angegeben) und der Name, nach denen der Kartenbenutzer später auch suchen kann. Die Attribute können im Prinzip frei zugewiesen werden, gewisse Grundvereinbarungen finden sich im Dokumentationswiki des Projekts.[15]

Um die Daten zu bearbeiten, wird ein Editor benötigt. Hierfür stellt das OpenStreetMap-Projekt verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung:

  • Online-Editor Potlatch auf OpenStreetMap.org, basiert auf Adobe Flash-Technik [16]
  • Offline-Editor JOSM, basiert auf Java und ist auf verschiedenen Desktop-Plattformen lauffähig[17] Eine deutsche Benutzeroberfläche ist verfügbar.
  • Offline-Editor Merkaartor, basiert auf Qt[18]
  • Offline-Editor Osmosis, Kommandozeilen-Applikation, mit der sich Bearbeitungsketten zusammenstellen und so auch größere Operation bewerkstelligen lassen.

Weitere Programme können über die XML-RPC-Schnittstelle auf die Daten auf dem OpenStreetMap-Server lesend und schreibend zugreifen.

Datenquellen

Datenquellen von OpenStreetMap sind:

GPS-Handgerät
GPS-Datenlogger

GPS-Tracks

Eigens für OpenStreetMap von Freiwilligen aufgenommene GPS-Tracks (auch Fotos, Audioaufnahmen, Notizen und Skizzen). Verwendet werden meistens GPS-Handgeräte oder GPS-Datenlogger, mit oder ohne Display. Für manche Navigationsgeräte gibt es spezielle Software, so dass diese auch benutzt werden können [19], andere Modelle unterstützen die Logfunktion nativ, sie muss nur aktiviert werden. Die Tracks werden am Computer nachgezeichnet und mit Informationen versehen.

Luftbilder

  • Dem Wunsche, die Karten von OpenStreetMap mit einer Weltkarte aus freien Luftaufnahmen zu illustrieren, wurde mit dem Projekt OpenAerialMap entsprochen.
  • Die gemeinfreien „Landsat-7“-Satellitenaufnahmen können eingeblendet werden und erleichtern die Orientierung und damit die Bearbeitung. Die Auflösung ist jedoch in der Regel zu schlecht, um sie zum Abzeichnen zu verwenden.
  • Das Luftbildmaterial von Yahoo darf zum Abzeichnen verwendet werden.[20] Meist kommen nur die etwas besser aufgelösten Ballungsräume zum Abzeichnen von Straßen und Gebäuden infrage. Bei allen Luftbildern besteht das Problem, dass man zum Einpflegen der Straßennamen den Ort selbst aufsuchen muss (das Übernehmen der Straßennamen von Yahoos Karten ist nicht gestattet). Von den Yahoo-Bildern wurde beispielsweise Bagdad abgezeichnet, da die Sicherheitslage das Erfassen vor Ort nicht zulässt.
  • Das bayerische Landesamt für Vermessung und Geoinformation hat Orthofotos der Oberpfalz in Zwei-Meter-Auflösung zum Abzeichnen bereitgestellt, um im Rahmen eines bis Ende März 2009 laufenden Pilotprojekts Erfahrungen in der Zusammenarbeit mit OpenStreetMap zu sammeln.[21]

Import

Einige Daten wurden direkt in die Datenbank importiert, diese sind teilweise hier aufgeführt. Eine vollständige und aktuelle Auflistung findet sich im Wiki von OpenStreetMap.[22]

  • Im Bereich der USA soll der TIGER-Datensatz einen Grundstock liefern. Diese vom US-Census-Büro herausgegebenen Straßendaten von 1984 stellen eine sehr gute Grundabdeckung der USA dar. Der Import war im Januar 2008 beendet.[23]
  • Das niederländische Unternehmen AND hat dem Projekt aktuelles Straßenmaterial der gesamten Niederlande sowie die wichtigsten Straßennetze aus China und Indien zur Verfügung gestellt, in der Erwartung, dass die Community dieses Material verbessert. Der Import der niederländischen Daten wurde am 5. September 2007 gestartet und Anfang Oktober 2007 abgeschlossen. Am 4. Februar 2008 wurden die Daten für Indien importiert.[24]
  • Import von Daten der Kommunalverwaltung: Zum Beispiel Straßenkataster, die im Rahmen der Einführung von NKF aufgestellt wurden. Beispiele sind die Stadt Löhne und die Gemeinde Kirchlengern.
  • Das „Frida“-Projekt stellte freie Vektordaten für Osnabrück zur Verfügung.[25]
  • Viele Küstenverläufe stammen aus den von der National Geospatial-Intelligence Agency (NGA) bereitgestellten PGS-Daten (Prototype Global Shoreline Data), die aus Landsat-Aufnahmen gewonnen wurden.[26]
  • Für Ländergrenzen werden die Daten aus der CIA World DataBank III (WDB) importiert.[27]

Lizenzen

Die Daten werden unter der Creative Commons Attribution-ShareAlike 2.0 lizenziert. Mit dieser Lizenz gehen jedoch auch einige Probleme einher. Beispielsweise ist nicht sicher, ob die Daten durch diese Lizenz – die allein auf dem Urheberrecht basiert – überhaupt geschützt werden. Der Grundsatz „facts are free“ könnte dies verhindern. Abhilfe könnte eine Lizenz schaffen, die sich nicht nur auf das Urheberrecht sondern auch beispielsweise auf die Datenbankgesetzgebung stützt.

Daher wird die Einführung einer neuen Lizenz diskutiert.[28] Da alle Beiträge von Benutzern mit bestätigten E-Mail-Adressen stammen, lässt sich bei OpenStreetMap ein Lizenzwechsel leichter als bei anderen freien Projekten (zum Beispiel der Wikipedia) organisieren. Benutzer, die einer veränderten Lizenz nicht zustimmen, müssten dann gegebenenfalls damit rechnen, dass ihre Daten wieder gelöscht werden.

Diskutiert wird momentan die Einführung der „Open Data License“.[29]

Die Share-Alike-Klausel verlangt ferner, dass abgeleitete Produkte unter derselben Lizenz stehen. Daher ist es nicht möglich, zusätzliche Daten mit restriktivem Copyright mit OpenStreetMap-Daten zu verknüpfen, ohne auch die zusätzliche Daten unter die Lizenz der OpenStreetMap zu stellen. Z.B. können Geodaten, die nur zu Forschungszwecken verwendet werden dürfen (aber ansonsten geschützt sind), nicht zusammen mit OpenStreetMap-Daten dargestellt werden.

Die meisten Programme zum Editieren und Umwandeln der Daten sind unter der GNU General Public License erhältlich.

Literatur

  • Frederik Ramm, Jochen Topf: OpenStreetMap – Die freie Weltkarte nutzen und mitgestalten. Lehmanns Media, 2. erw. Auflage, Berlin 2009, ISBN 978-3-86541-320-8.

Einzelnachweise

  1. http://www.focus.de/digital/computer/wissenschaft-wiki-kartenprojekt-lockt-hobby-kartographen_aid_389958.html
  2. http://lists.openstreetmap.org/pipermail/talk-de/2009-March/040153.html und folgende Mails aus der Diskussion
  3. http://www.opencyclemap.org/
  4. [1]
  5. OpenPisteMap.org
  6. ÖPNV-Karte
  7. OSM Wiki: Routing
  8. „Srtm2Osm“ auf wiki.openstreetmap.org
  9. „Relief maps“ auf wiki.openstreetmap.org
  10. Around the world and back again. blog-flickr.net. Abgerufen am 7. November 2008.
  11. More cities. blog-flickr.net. Abgerufen am 7. November 2008.
  12. Japanese progress in osm. Amazing stuff!.
  13. Slippy Map. OpenStreetMap-Wiki. Abgerufen am 6. April 2009.
  14. http://planet.openstreetmap.org/
  15. „DE:Map Features“ auf wiki.openstreetmap.org
  16. „DE:Potlatch“ auf wiki.openstreetmap.org
  17. http://josm.openstreetmap.de/
  18. http://www.merkaartor.org/
  19. http://wiki.openstreetmap.org/wiki/Event_Logger_on_TomTom Software für TomTom
  20. Steve Coast: Yahoo! aerial imagery in OSM. In: OpenGeoData. 4. Dezember 2006. Abgerufen am 8. Januar 2009. (englisch)
  21. „DE:Luftbilder aus Bayern“ auf wiki.openstreetmap.org
  22. „Import/Catalogue“ auf wiki.openstreetmap.org
  23. Nathan Willis: OpenStreetMap project completes import of United States TIGER data. linux.com, 23. Januar 2008. Abgerufen am 8. Januar 2009. (englisch)
  24. Martijn van Oosterhout: India has been uploaded. In: Mailingliste „[OSM-talk]“. OpenStreetMap, 4. Februar 2008. Abgerufen am 8. Januar 2009. (englisch)
  25. Über Frida. Frida: Freie Vektor-Geodaten Osnabrück, 19. Oktober 2007. Abgerufen am 8. Januar 2009.
  26. „PGS“ auf wiki.openstreetmap.org
  27. „WikiProject Import WDB“ auf wiki.openstreetmap.org
  28. Richard Fairhurst: The licence: where we are, where we’re going. In: OpenGeoData. 7. Januar 2008. Abgerufen am 8. Januar 2009. (englisch)
  29. „Open Data License“ auf wiki.openstreetmap.org

Siehe auch

Weblinks

  • OpenStreetBugs – zeigt Fehler in OpenStreetMap und deren Bearbeitungsstatus an

Wikimedia Foundation.

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