OSM-Transform - PBF-Dateien anreichern und filtern

OSM-Transform - PBF-Dateien anreichern und filtern#

1. Einführung#

OSM-Transform ermöglicht es, OpenStreetMap-Daten (PBF-Dateien) zu filtern und mit zusätzlichen Informationen anzureichern. Ziel von OSM-Transform ist, die OSM-Daten für die Verwendung in Routing-Engines wie openrouteservice (ORS) vorzubereiten und zu optimieren.

Zu den Hauptfunktionen gehören:

  • Filtern von PBF-Dateien nach geografischen Gebieten

  • Anreicherung mit Höhendaten (DEM - Digital Elevation Model)

  • Anreicherung mit Ländergrenzen und administrativen Grenzen

  • Optimierung der Daten für nachfolgende Verarbeitungsschritte mit ORS

2. Voraussetzungen#

  • Docker: Container-Plattform für die OSM-Transform-Installation

  • cURL: Kommandozeilentool für HTTP-Anfragen

  • Linux oder macOS: Betriebssysteme mit vollen Docker-Funktionen

3. Arbeitsumgebung einrichten#

Verzeichnisstruktur erstellen#

Wir erstellen zunächst eine geeignete Verzeichnisstruktur für unsere Daten:

mkdir -p ./osm-transform/data/osm ./osm-transform/data/elevation ./osm-transform/data/output

PBF-Dateien herunterladen#

Für diesen Workshop benötigen wir eine OSM-Datei. Wir verwenden als Beispiel erneut die Münster-Region:

# Münster PBF-Datei herunterladen
curl -C - https://download.geofabrik.de/europe/germany/nordrhein-westfalen/muenster-regbez-latest.osm.pbf -o ./osm-transform/data/osm/muenster-regbez-latest.osm.pbf

4. OSM-Transform mit Docker ausführen#

Basisbefehl#

Der grundlegende Docker-Befehl zum Ausführen von OSM-Transform ist wie folgt:

docker run --rm \
    -v ./osm-transform/data/osm:/app/osm \
    -v ./osm-transform/data/output:/app/out \
    heigit/osm-transform:latest \
    -i /app/osm/muenster-regbez-latest.osm.pbf \
    -o /app/out/muenster.ot.pbf \
    -vvv

Erklärung der Parameter#

  • Docker-Optionen:

    • --rm: Container nach Ausführung entfernen.

    • -v ./osm-transform/data/osm:/app/osm: Einbinden des lokalen OSM-Verzeichnisses.

    • -v ./osm-transform/data/output:/app/out: Einbinden des Ausgabeverzeichnisses.

  • OSM-Transform-Parameter:

    • -i /app/osm/muenster-regbez-latest.osm.pbf: Eingabe-PBF-Datei.

    • -o /app/out/muenster.ot.pbf: Ausgabe-PBF-Datei.

    • -vvv: Ausführliche Protokollierung (sehr detailliert).

Ergebnis überprüfen#

  • Die Ausgabe enthält Zusammenfassung der Verarbeitungsschritte und eine Erfolgsmeldung.

  • ls -lh ./osm-transform/**/*.pbf zeigt die Größe der PBF-Dateien an. Gut, um diese vor und nach der Verarbeitung zu vergleichen.

Wie Sie sehen können wurde die Anzahl der Nodes von 13 Millionen auf 2 Millionen und die Anzahl der Ways von 2 Millionen auf 450.000 reduziert. Dies ist ein wichtiger Schritt zur Optimierung der Daten für die Verwendung in Routing-Engines. Je weniger Daten gelesen und verarbeitet werden müssen, desto schneller ist die Erstellung des Routing-Graphens.

5. Fortgeschrittene Konfiguration#

PBF-Dateien mit Höheninformationen anreichern#

Für die Anreicherung mit Höhendaten benötigen wir hochauflösende DGM-Dateien. Verwendet werden können alle im GeoTIFF-Format vorliegenden Höhendaten.

Anleitung zum Herunterladen der Höhendaten vom Geoportal NRW#

# Verzeichnis für Höhendaten erstellen
mkdir -p ./osm-transform/data/elevation/

In diesem Beispiel verwenden wir das Geoportal NRW, um Höhendaten für die Münster-Region herunterzuladen:

  1. Besuchen Sie die Website: https://www.geoportal.nrw/?activetab=map

  2. Klicken Sie in der Menüleiste auf “Download”

  3. Zeichnen Sie das gewünschte Gebiet auf der Karte auf. Beispiel: Münster.

  4. Wählen Sie anschließend bei Produkten “Digitales Geländemodell - Rasterweite 1 m (GeoTIFF) - Paketierung: Einzelkacheln” aus.

  5. Beim Klick auf “Zum Download” wird ein ZIP-Archiv heruntergeladen.

  6. Entpacken Sie das ZIP-Archiv und verschieben Sie die enthaltenen GeoTIFF-Dateien in das Verzeichnis ./osm-transform/data/elevation/.

GeoPortal NRW

# Entpacken und verschieben (Beispiel)
unzip -o ~/Downloads/dgm1_tiff_kacheln.zip -d ./osm-transform/data/elevation/

OSM-Daten mit Höheninformationen anreichern und Ways splitten#

docker run --rm \
    -v ./osm-transform/data/osm:/app/osm \
    -v ./osm-transform/data/elevation:/app/elevation \
    -v ./osm-transform/data/output:/app/out \
    heigit/osm-transform:latest \
    -i /app/osm/muenster-regbez-latest.osm.pbf \
    -o /app/out/muenster.ot.pbf \
    -e '/app/elevation/*.tif' \
    -w \
    -vvv

  • -v ./osm-transform/data/elevation:/app/elevation: Einbinden des Höhendatenverzeichnisses.

  • -e '/app/elevation/*.tif': Regex-Muster für Höhendateien.

  • -w: Aktiviert das Way-Splitting für große Dateien.

Der Terminal-Output zeigt die Anzahl der Ways, die aufgeteilt wurden, und die Anzahl der Höheninformationen, die hinzugefügt wurden.

6. Ergebnisse prüfen#

Nach der Verarbeitung können Sie die neue PBF-Datei überprüfen:

# Beispiel mit osmium
docker run --rm -v ./osm-transform/data/output:/data iboates/osmium:latest fileinfo /data/muenster.ot.pbf

Alternativ können Sie die Datei in QGIS öffnen. Dies ermöglicht eine visuelle Überprüfung der Daten.

7. Integration mit dem ORS#

Die mit OSM-Transform verarbeiteten PBF-Dateien sind ideal für die Verwendung mit ORS, da sie bereits Höheninformationen enthalten, die Ways aufgeteilt und die Dateien gefiltert sind. Die reduzierte Dateigröße ermöglicht eine schnellere Verarbeitung.

Beispiel: Verarbeitete PBF-Datei mit dem ORS verwenden#

# Stellen Sie sicher, dass die neue PBF-Datei im richtigen Verzeichnis ist
cp ./osm-transform/data/output/muenster.ot.pbf ./ors-docker-latest/files/

# Passen Sie die docker-compose.yml an, um auf die neue Datei zu verweisen
# ORS_ENGINE_PROFILES_DRIVING_CAR_BUILD_SOURCE_FILE=/home/ors/files/muenster.ot.pbf

# Starten Sie den ORS
docker-compose up ors-app -d

8. Aufräumen und Ressourcen freigeben#

Nach Abschluss des Workshops sollten Sie nicht mehr benötigte Dateien löschen, um Speicherplatz freizugeben:

# Optional: Temporäre Dateien löschen
rm -rf ./osm-transform/

9. Zusammenfassung#

In diesem Tutorial haben Sie gelernt:

  • Wie Sie OSM-Transform mit Docker einrichten und ausführen.

  • Wie Sie PBF-Dateien mit Höhendaten anreichern.

  • Wie Sie Ways splitten, die mehrere Höheninformationen enthalten.

  • Wie Sie die Ergebnisse mit anderen Tools wie QGIS oder den ORS integrieren können.

Die verarbeiteten PBF-Dateien können nun für verschiedene Anwendungen verwendet werden, von der Routenberechnung bis hin zur räumlichen Analyse.

Contents