http://www.cnblogs.com/LBSer/p/4451471.html
圖 利用OSM資料簡單釋出的北京地圖服務
一、OSM是什麼
開放街道圖（OpenStreetMap，簡稱OSM）是一個網上地圖協作計劃，目標是創造一個內容自由且能讓所有人編輯的世界地圖（wiki：http://wiki.openstreetmap.org/wiki/Main_Page）。尤其值得稱道的是，osm資料開源，可以自由下載使用。
二、OSM資料結構
OpenStreetMap包括空間資料以及屬性資料。其中空間資料主要包括三種：點（Nodes）、路（Ways）和關係（Relations），這三種原始構成了整個地圖畫面。其中，Nodes定義了空間中點的位置；Ways定義了線或區域；Relations（可選的）定義了元素間的關係。
屬性資料Tags用於描述上述向量資料基元。（http://wiki.openstreetmap.org/wiki/Elements）
2.1. Node
node通過經緯度定義了一個地理座標點。同時，還可以height=*標示物體所海拔；通過layer=* 和 level=*，可以標示物體所在的地圖層面與所在建築物內的層數；通過place=* and name=*來表示物件的名稱。同時，way也是通過多個點（node）連線成線（面）來構成的。
2.2. Way
通過2-2000個點（nodes）構成了way。way可表示如下3種圖形事物（非閉合線（Open polyline ）、閉合線（Closed polyline）、區域（Area ））。對於超過2000 nodes的way，可以通過分割來處理。
a）Open polyline
非閉合線：收尾不閉合的線段。通常可用於表示現實中的道路、河流、鐵路等。
b）Closed polyline
閉合線：收尾相連的線。例如可以表示現實中的環線地鐵。
c）Area
區域：閉合區域。通常使用landuse=* 來標示區域等。
2.3. Relation
一個Relation是用來描述兩個或多個基元的相互關係（nodes, ways 或者其他的relations），相互的關係通過role來定義，包括：
a）route ：定義公路、自行車道、鐵路等
b）多個多邊形：定義area例如建築、河堤等
c）邊界：裝門用來定義行政邊界
d）限制：用於描述限制比如“非左轉”
2.4. Tag
標籤不是地圖基本元素，但是各元素都通過tag來記錄資料資訊。通過'key' and a 'value'來對資料進行記錄（瞭解xml或者資料庫的應該都比較清楚了吧？）。例如，可以通過highway=residential來定義居住區道路；同時，可以使用附加的名稱空間來新增附加資訊，例如：maxspeed:winter=*就表示冬天的最高限速。
三、OSM資料及下載
osm資料格式主要有以下幾種，可以通過以下網站下載資料。
osm資料格式：
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OSM XML – xml-format provided by the API PBF – highly compressed, optimized binary format similar to the API o5m – for high-speed processing, uses PBF coding, has same structure as XML format OSMJSON – json variant of OSM XML |
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osm資料下載網站：
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GeoFabrik：http://www.geofabrik.de/ Metro Extracts：http://metro.teczno.com/ HOT Exports：http://hot.openstreetmap.org/ BBBike：http://extract.bbbike.org/ |
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四、基於OSM資料搭建一個地圖服務
OSM wiki提供了張架構圖，很有價值，我們可以按此架構圖一步步進行探索。
4.1. 資料庫
Postgresql+外掛PostGIS非常適合儲存地理空間資料，上面架構圖的底層資料庫也是此搭配，因此我們也使用此搭配。
a）下載postgresql+postGIS外掛
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sudo apt-get install postgresql postgresql-contrib postgis postgresql-9.1-postgis 安裝完畢，我們需要更改postgres使用者的密碼，否則我們就沒法使用這個資料庫伺服器。以postgres這個系統使用者的身份執行psql命令，在終端中輸入如下： sudo su postgres -c psql template1 這時候會出現新的提示符，輸入下面兩個命令，用新密碼替換 <***password***>： ALTER USER postgres WITH PASSWORD ' <***password***> '; |
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b）建立使用者及資料庫
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postgres# CREATE USER zhanlijun WITH PASSWORD 'xxxx'; postgres# CREATE DATABASE osm; postgres# GRANT ALL PRIVILEGES ON DATABASE osm to zhanlijun; |
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c）為資料庫新增空間擴充套件
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CREATE EXTENSION postgis; -- Enable Topology CREATE EXTENSION postgis_topology; -- fuzzy matching needed for Tiger CREATE EXTENSION fuzzystrmatch; -- 地理編碼 CREATE EXTENSION postgis_tiger_geocoder; -- 用於儲存屬性tags，key-value CREATE EXTENSION hstore; |
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4.2. 匯入資料
從網站上下載的osm資料一般是檔案格式（如xml、pbf等），為了使用我們需要將其匯入到資料庫中，這就需要匯入工具，架構圖使用了osmpsis，但是使用起來並不友好，推薦使用osm2pgsql。
a）安裝osm2pgsql
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Run sudo apt-get install software-properties-common to install the command add-apt-repository if the command can't be found. Run sudo add-apt-repository ppa:kakrueger/openstreetmap to add the PPA Run sudo apt-get update to update your packaging system. Run sudo apt-get install osm2pgsql to install the osm2pgsql package. |
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b）安裝protobuf（為了匯入pbf格式資料）
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sudo apt-get install libprotobuf-c0-dev protobuf-c-compiler |
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c）匯入資料庫
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osm2pgsql -s -U zhanlijun -d osm /Users/zhanlijun/Downloads/planet_116.104,39.667_116.892,40.066.osm.pbf -H localhost -W; |
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注：osm2pgsql匯入資料有兩種模式， normal and slim mode。
normal mode會在記憶體中產生如下三張中間表，並在匯入結束後丟棄，因此速度較快。
- planet_osm_nodes
- planet_osm_ways
- planet_osm_rels
而slim mode則將中間結果完全放置到資料庫中。slim模式的好處是方便更新。
兩者使用的區別在於是否加“-s”，加了表示slimmode，本文使用slim mode。
使用slim mode匯入資料後在資料庫中會產生如下表。
4.3. 渲染
資料已經匯入到postgresql了，下面需要將資料渲染出來，也就是將postgresql中的向量資料渲染成圖片。
4.3.1 使用Mapnik進行渲染
目前最出名的開源地圖渲染引擎莫過於Mapnik。
Mapnik可以渲染多種資料來源，包括資料庫如postgresql，以及檔案格式資料例如shapefile、osm.xml格式等。
這裡以shapefile格式資料為例，下載需要渲染的向量資料：http://www.naturalearthdata.com/
1）開啟python編輯器
1 python
2）匯入mapnik python bindings
1 import mapnik
3）建立地圖
1 m = mapnik.Map(600,300) #建立一個地圖：寬600 高300 2 #m.srs 是該地圖的投影，預設是'+proj=longlat +ellps=WGS84 +datum=WGS84 +no_defs' 3 m.background = mapnik.Color('steelblue') #設定背景色
4）建立樣式
根據我們需求設定樣式，樣式決定了最終渲染的結果。
1 s = mapnik.Style() #style物件 2 r = mapnik.Rule() #rule物件來管理符號 3 #多邊形填充符號 4 polygon_symbolizer = mapnik.PolygonSymbolizer(mapnik.Color('#f2eff9')) 5 r.symbols.append(polygon_symbolizer) 6 #多邊形邊界填充符號 7 line_symbolizer = mapnik.LineSymbolizer(mapnik.Color('rgb(50%,50%,50%)'),0.1) 8 r.symbols.append(line_symbolizer) 9 s.rules.append(r) 10 #將樣式加入地圖 11 m.append_style('My Style',s)
5） 建立資料來源
1 ds=mapnik.Shapefile(file='Users/zhanlijun/Downloads/110m-admin-0-countries/ne_110m_admin_0_countries.shp')
6）建立圖層
mapnik的layer是資料的基礎容器。
1 layer = mapnik.Layer('world')#新建一個叫world的圖層 2 #layer.srs 預設是'+proj=longlat +ellps=WGS84 +datum=WGS84 +no_defs' 3 layer.datasource = ds 4 layer.styles.append('My Style')
7）準備map渲染
1 m.layers.append(layer) #將layer加到地圖 2 m.zoom_all() #將資料zoom_all，如果不用，結果將是空白
8）渲染地圖
最後我們得到一張png格式的世界地圖：world.png
4.3.2 使用TileMill進行渲染
Mapnik使用起來並不容易，尤其是配置樣式的時候，下面我們使用TileMill進行渲染，TileMill的核心是Mapnik。
TileMill的好處是所見即所得，右邊配置樣式，左邊能馬上顯示出結果。此外還可以將結果展示出來（下圖就是利用TileMill渲染北京osm資料的結果）。
4.4 一體化解決方案
GeoServer + OpenLayers +PostGIS疊加顯示動態向量資料。
安裝geoserver
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sudo apt-get update sudo apt-get install unzip openjdk-6-jre echo "export JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java-6-openjdk-amd64" >> ~/.bashrc source ~/.bashrc wget -c http://sourceforge.net/projects/geoserver/files/GeoServer/2.3.5/geoserver-2.3.5-bin.zip unzip -a geoserver-2.3.5-bin.zip cd geoserver-2.3.5/bin ./startup.sh & |
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