OpenStreetMap¶

Das OpenStreetMap Projekt¶

OpenStreetMap ist ein Projekt, um eine frei editierbare Karte der Welt zu erstellen. Die Karten werden aus GPS-Daten, Luftaufnahmen, anderen freien Quellen oder einfach aus Ortskenntnis der Teilnehmer generiert. Das Projekt wurde gestartet, weil die meisten Karten rechtliche oder technische Einschränkungen für ihre Verwendung haben, die den Anwender daran hindern, die Daten für kreative, produktive, oder sonstige Arbeiten und Projekte einzusetzen. Beides, die gerenderten Bilder und die Vektordaten des OSM-Projektes stehen zum Download bereit unter der Creative Commons Attribution ShareAlike 2.0 Lizenz.

Figure OpenStreetMap 1:

OpenStreetMap data in the web

OpenStreetMap wurde von Seiten wie Wikipedia inspiriert - die Karte (siehe Abbildung Figure_OpenStreetMap_1) verfügt über einen deutlich hervorgehobenen Bearbeiten Reiter sowie eine vollständige Historie der durchgeführten Änderungen. Registrierte Nutzer können GPS-Track Protokolle hochladen und die Vektordaten unter Verwendung der bereitgestellten Bearbeitungswerkzeuge editieren.

Das OSM-Daten Primitiv ist eine Objektklasse, die über die API auf dem Server gespeichert werden kann. Die drei unterstützten Datentypen sind: Knoten, Weg und Relation.

• Ein Knoten ist ein Lat/Long Koordinatenpaar. Es wird als Grundlage für andere Objekte oder selbst als Objekt (Point of Interest) verwendet, wenn es entsprechend gekennzeichnet ist.

• Ein Weg ist eine Liste von mindestens zwei Knoten, die ein lineares Objekt beschreiben, z.B. eine Straße. Knoten können Teil von multiplen Wegen sein.

• Eine Relation ist eine Gruppe von null oder mehreren Primitivs und den damit zusammenhängenden Rollen. Sie wird verwendet, um Beziehungen zwischen Objekten festzulegen und kann darüberhinaus auch ein abstraktes Objekt darstellen.

Eine Vielzahl logischer Objekte können in einer gemeinsamen Karte definiert werden (z.B. ‘Point Of Interest’, ‘Straße’, ‘Straßenbahnlinie’ oder ‘Bushaltestelle’). Diese Kartenobjekte sind allesamt gut in der OSM-Community bekannt und werden als sogenannte ‘Tags’ auf Grundlage eines Keys und eines Values gespeichert. OSM Daten sind in der Regel im XML-Format abgelegt. Für die Kommunikation mit dem OSM-Server wird XML Payload verwendet.

QGIS - OSM Verbindung¶

Der erste Teil dieses Abschnitts beschreibt, wie OSM Daten-Primitivs in QGIS Vektorlayern angezeigt werden. Wie oben beschrieben, bestehen OSM Daten aus Knoten, Wegen und Relationen. In QGIS werden sie als drei verschiedene Layertypen angezeigt: Punktlayer, Linienlayer und Polygonlayer. Es ist nicht möglich, diese Layertypen zu entfernen und stattdessen mit den anderen zu arbeiten.

• Ein Punktlayer zeigt alle Objekte des Typs Knoten, die eigenständig sind. Also nur die Knoten, die nicht Teil von Wegen sind, werden als Punktlayer dargestellt.

• Ein Linienlayer zeigt die OSM Objekte des Typs Weg, die nicht geschlossen sind. D.h. kein Weg beginnt und endet mit demselben Koordinatenpaar (Knoten).

• Ein Polygonlayer zeigt alle Wege, die nicht im Linienlayer gespeichert sind.

OpenStreetMap Daten haben neben den bereits angesprochenen Primitivs noch ein weiteres: Relationen. Es gibt absichtlich keinen Vektorlayer, um Relationen darzustellen. Eine Relation definiert Beziehungen zwischen einer beliebigen Anzahl von Primitivs. Nachdem ein Punkt, eine Linie oder ein Polygon auf der Karte identifiziert wurde, zeigt das OSM Plugin eine Liste aller Verknüpfungen des identifizierten Objekts an.

Anspruchsvoll war das Design der Verbindung zwischen den OSM-Daten und den Standard QGIS Bearbeitungswerkzeugen. Diese Instrumente arbeiten jeweils mit einem einzigen Vektorlayer zur Zeit, egal, welche Objektart angezeigt wird. Dies bedeutet, dass, wenn OSM Daten in QGIS mit dem Plugin geladen werden, theoretisch einzelne Punkt-, Linien- oder Polygonlayer mit diesen Standardtools getrennt bearbeitet werden können.

Das Problem ist, dass Linenlayer aus zwei verschiedenen Arten von OSM Objekten bestehen - Wege und Knoten. Warum? Weil im OSM-Format ein Weg aus Knoten besteht. Wenn Sie beginnen, einen Linienlayer zu verändern, haben die Veränderungen nicht nur Auswirkungen auf die OSM Wege, sondern auch auf die OSM Knoten, die dazu gehören.

Die QGIS Standard-Editierwerkzeuge können dem OSM-Provider nicht mitteilen, welche Bestandteile welcher Linie geändert wurden und wie. Es wird nur mitgeteilt, was die neue Geometrie err Linie ist, und das ist nicht genug, um Änderungen korrekt an die OSM-Datenbank zu übertragen. Der Linienlayer kennt auch nicht die Bezeichnung (Relationen) der Linienmitglieder. Das gleiche Problem tritt auf, wenn Sie versuchen, Polygonlayer zu bearbeiten.

Aus diesem Grund muss das OSM Plugin seine eigenen Werkzeuge für die Bearbeitung von OSM Daten bereitstellen, damit diese korrekt editiert werden können. Das Plugin besteht aus Werkzeugen für das Erstellen, Löschen und Verschieben von Punkten, Linien, Polygonen und Relationen.

Installation¶

Das OpenStreetMap Plugin ist ein Kern-Plugin in QGIS. Wenn Ihre QGIS-Installation Python unterstützt, dann kann das OpenStreetMap Plugin über den Plugin Manager geladen werden, wie in Kapitel Loading a QGIS Core Plugin beschrieben.

Die Benutzeroberfläche des OSM Plugins¶

Beim ersten Start des OSM Plugins, und nachdem die ersten Daten geladen wurden, erscheinen eine Reihe von Icons im QGIS Werkzeugmenü, zusammen mit neuen grafischen Elementen, wie in Abbildung figure_OpenStreetMap_2 zu sehen.

Figure OpenStreetMap 2:

OSM plugin user interface

OSM Daten laden¶

Die erste Aktion, nachdem Sie das OSM Plugin gestartet haben, besteht darin, eine OSM-Datei zu laden. OSM-Daten können als Datei importiert, oder direkt vom OSM Server heruntergeladen werden. In diesem Abschnitt wird die erste Variante vorgestellt.

Zum Laden einer OSM Datei drücken Sie auf das Icon ^{OSM aus Datei laden}. Wenn Sie das Icon nicht finden, müssen Sie das Plugin erst über das Menü Einstellungen ‣ Werkzeugkästen ‣ OpenStreetMap aktivieren.

Figure OpenStreetMap 3:

Load OSM data dialog

Der Zweck der Elemente des Dialog wird unten beschrieben.

Zu ladende OpenStreetMap-Datei: Klicken Sie auf den Knopf und wählen Sie eine .osm Datei aus, von der Sie Informationen laden wollen.

Spalten für Elemente hinzufügen:Diese Option erstellt eine Verknüpfung zwischen den OSM und QGIS Daten. Jedes Objekt in einem OSM Datensatz besteht aus sog. ‘Tags’ (einem Schlüsselpaars (Key) und einem Value), über das die Objekteigenschaften definiert sind. Jedes Objekt in einem QGIS Datensatz wird über seine Attribute (einer Schlüssel-ID und Werte) definiert. Mit dieser Option kann festgelegt werden, welche Eigenschaften eines OSM Objektes angezeigt werden sollen, wenn Sie sich detailierte Informationen zu einem QGIS Objekt anzeigen lassen.

Aktuelle Daten ersetzen (aktuelle Layer werden entfernt): Wenn Sie dieses Kontrollkästchen aktiviert haben, werden die aktuellen Daten, mit denen Sie gerade arbeiten durch die neuen Daten ersetzt. Die alten Daten werden dadurch gelöscht. Wenn Sie zum ersten Mal OSM Daten laden, ist diese Option entsprechend nicht auswählbar.

Use custom renderer: This option determines how many details of the map will be used. There are three pre-defined OSM styles for map displaying. Use ‘Small scale’ if you want to view OSM data at low level, to see all details and to edit something. If not you can use ‘Medium scale’ or ‘Large scale’. QGIS 2.0 doesn’t support changing the renderer style dynamically.

Klicken Sie auf den Knopf [Ok], um die Daten zu laden. Wenn es das erste Mal ist, dass Sie einen Datensatz laden, muss das Plugin die Datenbank zuerst durchsuchen. Dies kann einige Minuten dauern, wenn es ein großer Datensatz ist.

OSM Daten anschauen¶

Nachdem die OSM-Daten geladen sind, können Sie die Objekte abfragen. Verwenden Sie dazu das ^{Objekt abfragen} Werkzeug in der linken oberen Ecke des Objekt Dialogs. Wenn sich der Mauszeiger über einem Objekt befindet, können Sie alle Informationen im OSM Objektfenster anschauen. Es wird dazu auch ein dynamisches Gummiband in der Karte angezeigt, damit Sie immer wissen, welches Objekt gerade abgefragt wird.

Der Reiter Eigenschaften zeigt alle Objektattribute. Mit einem Klick auf den Reiter Relationen werden alle Relationen des Objektes angezeigt.

Wenn Sie sich ein Objekt länger anschauen wollen, um die Eigenschaften und Relationen genau zu prüfen, dann klicken Sie auf die linke Maustaste während sich der Mauspfeil über dem Objekt befindet. Die Funktion zum Identifizieren von Objekten stoppt dann solange, bis Sie wieder auf die linke Maustaste klicken.

Manchmal gibt es mehr als ein Objekt an einer Stelle, wo der Linksklick durchgeführt wurde. Dies geschieht vor allem, wenn Sie auf Kreuzungen klicken oder wenn Sie nicht weit genug in die Karte hineingezoomt sind. In dieser Situation wird zwar nur eines der Objekte abgefragt, angezeigt und mit dem Gummiband markiert, aber das Plugin erinnert sich auch an die anderen. Während Sie sich noch im Pause-Modus der linken Maustaste befinden, können Sie die anderen Objekte durchlaufen, indem Sie nacheinander auf die rechte Maustaste klicken.

Die Basisdaten eines OSM Datensatzes editieren¶

Unter den Basisdaten eines OSM Datensatzes verstehen wir jene Daten, die nicht die Relationen (Verknüpfungen) darstellen, also Knoten und Wege. Wenn Sie Informationen über das Editieren von Relationen suchen, gehen Sie einfach zum nächsten Abschnitt weiter.

Das Editieren der Basisdaten eines OSM Datensatzes ist eine Schlüsselfunktion des OSM Plugin. Dabei können Sie die Attribute, Lage oder Geometrie eines Objektes verändern und Sie können Objekte löschen oder neue hinzufügen. Alle Veränderungsschritte an den Knoten und Wegen werden gespeichert, sind über die Bearbeitungshistorie nachvollziehbar und können dann problemlos und korrekt wieder auf den OSM Server hochgeladen werden.

Objekteigenschaften ändern¶

Sie können Sie Eigenschaften (Tags) eines OSM Objektes in der Tabelle mit den Objekteigenschaften editieren. Die Tabelle befindet sich im OSM Objekte Dialog. Vergessen Sie dabei nicht, vorher ein Objekt abzufragen bzw. zu identifizieren.

Figure OpenStreetMap 4:

Changing an OSM feature tag

Wenn Sie ein Attribut ändern möchten, klicken Sie einfach doppelt in die entsprechende Zeile der Spalte ‘Value’ und geben Sie einen neuen Wert ein. Wenn Sie ein Attribut entfernen wollen, klicken Sie in die entsprechende Zeile und dann auf den Knopf ^{Gewählte Elemente löschen} rechts unterhalb der Tabelle.

Um ein neues Attribut zu erstellen, schreiben Sie einfach seinen Schlüssel und den Wert in die letzte Zeile der Tabelle, wo ‘next tag value’ geschrieben steht. Beachten Sie, dass der Schlüssel eines bereits existierenden Attributs nicht verändert werden kann. Um das Editieren zu vereinfachen, gibt es ein paar Kombinationsfelder, in denen bereits alle vorkommenden Schlüssel mit ihren typischen Werten vorgegeben sind.

Punkte erstellen¶

Für das Erstellen von Punkten gibt es das Icon ^{Punkt erzeugen} im OSM Objekt Dialog. Klicken Sie einfach auf das Icon und setzen Sie ein paar Punkte in die Karte. Wenn sich der Mauspfeil über existierenden Objekten befindet, werden diese markiert und deren Eigenschaften angezeigt. Wenn an der Stelle, an der Sie einen neuen Punkt erstellen wollen eine Linie oder ein Polygon markiert sind, dann wird der neue Punkt automatisch als neuer Mitgliedsstützpunkt dieses Objektes abgelegt. Wenn der neue Punkt über einem bereits existierenden Punkt erstellt werden soll, dann funktioniert das nicht. Stattdessen wird eine Fehlermeldung mit der folgenden Meldung angezeigt:

Figure OpenStreetMap 5:

OSM point creation message

Der Mechanismus, den Anwender dabei zu unterstützen, eine Linie oder ein Polygon beim Digitalisieren zu treffen, wird snapping genannt und ist standardmäßig aktiviert. Wenn Sie einen Punkt sehr nahe an einer Linie platzieren wollen, aber nicht darauf, dann müssen Sie das Snapping erst deaktivieren, indem Sie gleichzeitig die Strg-Taste gedrückt halten.

Relationen editieren¶

Aufgrund der Existenz von OSM Relationen können OSM Objekte in Gruppen mit gemeinsamen Eigenschaften zusammengefasst werden - so kann jedes mögliche Kartenobjekt dargestellt werden, z.B. die Grenzen einer Region (als Gruppe von Wegen und Punkten) oder eine Busroute. Jedes Mitglied einer Relation hat dabei ihre besondere Rolle. Es gibt eine recht gute Unterstützung für OSM Relationen im QGIS Plugin. In den folgenden Abschnitten werden Sie sehen, wie man Relationen prüft, erstellt, aktualisiert oder entfernt.

OSM Daten herunterladen¶

To download data from OpenStreetMap server click on the ^{Download OSM data} button. If there is no such button, the OSM toolbar may be disabled in your QGIS instalation. You can enable it again at Settings ‣ Toolbars ‣ OpenStreetMap . After clicking the button a dialog appears and provides following functionalities:

Figure OpenStreetMap 6:

OSM download dialog

Ausdehnung: Hier wird ein Downloadbereich als Latitude und Longitude angegeben. Da der OSM Server einige Einschränkungen hat, was die Datenmenge beim Download betrifft, darf das definierte Gebiet nicht zu groß sein. Weitere Informationen dazu werden angezeigt, wenn Sie auf das Icon ^Hilfe klicken.

Herunterladen nach: Hier müssen Sie den Pfad angeben, unter dem die heruntergeladene Datei abgespeichert werden soll. Sie können dabei auch den Knopf zur Hilfe nehmen.

Daten nach Laden automatisch öffnen: Damit legen Sie fest, ob die Daten nach dem Download direkt dargestellt werden sollen oder nicht. Wenn Sie die Daten lieber später laden möchten, dann können Sie es mit dem Icon ^{Daten aus einem Layer importieren} tun.

Aktuelle Daten ersetzen: Wenn Sie dieses Kontrollkästchen aktiviert haben, werden die aktuellen Daten, mit denen Sie gerade arbeiten durch die neuen Daten ersetzt. Die alten Daten werden dadurch gelöscht. Wenn Sie zum ersten Mal OSM Daten laden, ist diese Option entsprechend nicht auswählbar.

Use custom renderer: This option is active only if the Open data automatically after download checkbox is checked. It determines how many details will be in the map. There are three predefined OSM styles for map displaying. Use ‘Small scale’ if you want to view OSM data at low level, to see all details and to edit something. If not you can use ‘Medium scale’ or ‘Large scale’. QGIS 2.0 does not support changing the renderer style dynamically.

Klicken Sie nun auf den Knopf [Herunterladen].

Ein Dialogfenster wird Sie über den Stand des Herunterladens informieren. Wenn ein Fehler geschieht, wird dieser angezeigt. Nach erfolgreicher Beendigung schließen sich beide Fenster automatisch.

OSM Daten hochladen¶

Beachten Sie, dass beim Hochladen immer der aktuelle OSM Datensatz benutzt wird. Bevor Sie den Dialog zum Hochladen von OSM Daten öffnen, gehen Sie sicher, dass der richtige Layer aktiv ist.

Um ihre aktuellen Daten auf den OSM Server zu laden, klicken Sie auf das Icon ^{OSM-Daten hochladen}. Wenn Sie das Icon nicht finden, müssen Sie das Plugin erst aktivieren über das Menü Einstellungen ‣Werkzeugkästen ‣OpenStreetMap. Danach öffnet sich der Dialog und Sie finden folgende Funktionen:

Figure OpenStreetMap 7:

OSM upload dialog

Im oberen Bereich des Dialogs können Sie überprüfen, ob Sie die richtigen Daten hochladen. Dort wird ein kurzer Name der aktuellen Datenbank angezeigt. In der Tabelle finden Sie Informationen darüber, wie viele Änderungen hochgeladen werden. Die Statistiken werden separat für jeden Objekttyp ausgewiesen.

In the Comment on your changes box you can write brief information on meaning of your upload operation. Just write in brief what data changes you’ve done or let the box empty. Fill ‘OSM account’ arrays so that the server could authenticate you. If you don’t have an account on the OSM server, it’s the best time to create one at http://www.openstreetmap.org. Finally use [Upload] to start an upload operation.

OSM Daten speichern¶

Um Daten eines aktuellen Kartenausschnitts als XML-Datei abzuspeichern, klicken Sie auf das Icon ^{OSM Datei speichern}. Wenn Sie das Icon nicht finden, müssen Sie das Plugin erst aktivieren über das Menü Einstellungen ‣Werkzeugkästen ‣OpenStreetMap. Danach öffnet sich der Dialog und Sie finden folgende Funktionen.

Figure OpenStreetMap 8:

OSM saving dialog

Wählen Sie die Objekte aus, die Sie in der XML-Datei speichern wollen und den Dateinamen. Drücken Sie dann auf den Knopf [Ok]. Dadurch wird eine XML-Datei erstellt, in der alle Daten des aktuellen Kartenausschnitts gespeichert sind. Die OSM-Version der Ausgabe-Datei ist 0.6. Die Objekte der OSM-Daten (<Knoten>, <Wege>, <Relationen>) enthalten keine Informationen über ihre Changesets und UIDs. Diese Informationen sind noch nicht zwingend vorgeschrieben, siehe DTD OSM-XML-Version 0.6. Zudem sind die Objekte in der Ausgabedatei nicht geordnet.

Beachten Sie, dass nicht nur Daten aus dem aktuellen Kartenausschnitt gespeichert werden. In der Ausgabedatei werden komplette Polygone und Linien gespeichert, auch wenn sich nur ein kleiner Teil von ihnen im aktuellen Kartenausschnitt befindet. Für jede gespeicherte Linie und jedes gespeicherte Polygon werden alle Mitgliedstützpunkte mit abgespeichert.

OSM Daten importieren¶

Um OSM Daten aus einem geöffneten, nicht OSM Vektorlayer zu importieren, wählen Sie den aktuellen OSM Datensatz indem Sie auf einen der Layer klicken und klicken Sie dann auf das Icon ^{Daten aus einem Layer importieren}. Wenn Sie das Icon nicht finden, müssen Sie das Plugin erst aktivieren über das Menü Einstellungen‣ Werkzeuge ‣OpenStreetMap.

Daraufhin könnte folgendes Dialogfenster erscheinen:

Figure OpenStreetMap 9:

OSM import message dialog

In diesem Fall ist kein Vektorlayer geladen. Der Import muss von einem geladenen Vektorlayer stattfinden. Laden Sie also einen Vektorlayer, von dem Sie Daten importieren möchten. Beim zweiten Versuch sollte es klappen (vergessen Sie nicht, den aktuellen OSM-Layer wieder auszuwählen):

Figure OpenStreetMap 10:

Import data to OSM dialog

Benutzen Sie den ‘Submit’ Dialog, um die OSM Daten zu importieren. Wenn Sie sich nicht sicher sind, brechen Sie den Import ab.