OpenStreetMap ( OSM ) — это бесплатная открытая географическая база данных , обновляемая и поддерживаемая сообществом добровольцев посредством открытого сотрудничества . Участники собирают данные из опросов , отслеживают аэрофотоснимки , а также импортируют их из других свободно лицензированных источников геоданных . OpenStreetMap свободно лицензируется по лицензии Open Database License и поэтому широко используется для создания электронных карт , пошаговой навигации , помощи в оказании гуманитарной помощи и визуализации данных . OpenStreetMap использует собственную топологию для хранения географических объектов , которые затем можно экспортировать в другие форматы файлов ГИС . Сам веб-сайт OpenStreetMap представляет собой онлайн-карту , поисковую систему и редактор геоданных.
OpenStreetMap был создан Стивом Костом в ответ на то, что Ordnance Survey , национальное картографическое агентство Соединенного Королевства, не смогло обнародовать свои данные под бесплатными лицензиями в 2004 году. Первоначально карты создавались только с помощью GPS-следов , но они были быстро заполнены импорт географических данных, являющихся общественным достоянием, таких как американский TIGER , и отслеживание разрешенных аэрофотосъемок или спутниковых изображений. Внедрение OpenStreetMap ускорилось благодаря введению цен на Google Maps в 2012 году и разработке вспомогательного программного обеспечения и приложений.
База данных поддерживается OpenStreetMap Foundation , некоммерческой организацией, зарегистрированной в Англии и Уэльсе , и финансируется в основном за счет пожертвований. Meta (ранее Facebook) запустила свой дистрибутив под названием Daylight, основанный на OSM, в 2020 году . Фонд Overture Maps Foundation Linux Foundation опубликовал свои первые открытые картографические данные на основе OSM и других источников в июле 2023 года.
Стив Коаст основал проект в 2004 году, когда учился в университете в Великобритании, первоначально занимаясь картографированием Соединенного Королевства. [3] В Великобритании и других странах государственные и финансируемые за счет налогов проекты, такие как Ordnance Survey, создали огромные наборы данных , но отказались свободно и широко распространять их. Первый вклад был сделан в Лондоне в 2005 году. [4] [ необходим неосновной источник ] В апреле 2006 года был создан Фонд OpenStreetMap Foundation для поощрения роста, развития и распространения бесплатных геопространственных данных и предоставления геопространственных данных для любого использования и делиться.
В апреле 2007 года компания Automotive Navigation Data (AND) передала проекту полный набор данных о дорогах Нидерландов и данные о магистральных дорогах Индии и Китая . [5] К июлю 2007 года, когда была проведена первая конференция «Состояние карты» (SotM) [6] , было зарегистрировано 9000 пользователей. В октябре 2007 года OpenStreetMap завершила импорт набора дорожных данных TIGER переписи населения США . [7] В декабре 2007 года Оксфордский университет стал первой крупной организацией, которая использовала данные OpenStreetMap на своем главном веб-сайте. [8] Способы импорта и экспорта данных продолжали расширяться – к 2008 году в рамках проекта были разработаны инструменты для экспорта данных OpenStreetMap в портативные устройства GPS, заменив существующие проприетарные и устаревшие карты. [9] В марте 2008 года два основателя CloudMade, коммерческой компании, использующей данные OpenStreetMap, объявили, что получили венчурное финансирование в размере 2,4 миллиона евро . [10]
Yahoo! (2006–2011), [11] [12] Bing (2010 – по настоящее время), [13] и DigitalGlobe (2017 – по настоящее время) [14] разрешили использовать свои аэрофотоснимки и спутниковые снимки в качестве фона для создания карт. . В период с 2009 по 2011 год компания NearMap Pty Ltd предоставила свои фотокарты высокого разрешения (крупных австралийских городов, а также некоторых сельских районов Австралии) по лицензии CC BY-SA . [15]
В 2012 году введение цен на Google Maps привело к тому, что несколько известных веб-сайтов перешли со своих услуг на OpenStreetMap и других конкурентов. [16] Главными среди них были Foursquare и Craigslist , которые приняли OpenStreetMap, и Apple , которая разорвала контракт с Google и запустила собственную картографическую платформу, использующую данные TomTom и OpenStreetMap. [17]
В марте 2020 года Facebook объявил о первом выпуске «Daylight Map Distribution», проверенного на качество снимка OpenStreetMap. [18] В середине декабря 2022 года Linux Foundation объявила о запуске нового картографического сотрудничества — Overture Maps Foundation . [19] Заявленная миссия компании — «обеспечить поддержку картографических продуктов нынешнего и следующего поколения путем создания надежных, простых в использовании и совместимых открытых картографических данных». Членами-учредителями Overture были Amazon Web Services (AWS), Meta , Microsoft и TomTom . [20] [21] [22] Overture должна дополнять OpenStreetMap, и Overture призывает участников вносить данные непосредственно в OpenStreetMap. [23] Overture выпустила альфа-набор данных, состоящий из слоев достопримечательностей (POI), зданий, транспортной сети и административных границ, полученный 26 июля 2023 года. 59 миллионов данных о местах по всему миру поддерживают навигацию, локальный поиск и другие приложения. [24]
OpenStreetMap использует топологическую структуру данных с четырьмя основными элементами (также известными как примитивы данных ):
Примитивы данных OpenStreetMap хранятся и обрабатываются в разных форматах. Сервер OpenStreetMap использует базу данных PostgreSQL с одной таблицей для каждого примитива данных, а отдельные объекты хранятся в виде строк. [27] [28] На основе этого создается несколько дампов базы данных, которые доступны для скачивания. Полный дамп называется Planet.osm. Эти дампы существуют в двух форматах: один использует XML , а другой — двоичный формат протокольного буфера (PBF). [ нужна цитата ]
Данные OpenStreetMap и производные фрагменты изначально были опубликованы под лицензией Creative Commons Attribution-ShareAlike (CC BY-SA) с целью содействия бесплатному использованию и перераспределению данных. В сентябре 2012 года лицензия была изменена на лицензию открытой базы данных (ODbL), опубликованную Open Data Commons (ODC), чтобы более конкретно определить ее отношение к данным, а не к их представлению. [29] [30] В рамках этого процесса повторного лицензирования некоторые картографические данные были удалены из публичного распространения. Сюда вошли все данные, предоставленные участниками, которые не согласились с новыми условиями лицензирования, а также все последующие изменения в затронутых объектах. Сюда также были включены любые данные, предоставленные на основе входных данных, которые не были совместимы с новыми условиями. По оценкам, более 97% данных будут сохранены во всем мире, но некоторые регионы будут затронуты больше, чем другие, например, в Австралии, где будет сохранено от 24 до 84% объектов, в зависимости от типа объекта. [31] В конечном итоге более 99% данных было сохранено, при этом Австралия и Польша оказались странами, наиболее сильно пострадавшими от изменений. [32]
Все данные, добавленные в проект, должны иметь лицензию, совместимую с лицензией открытой базы данных. Это может включать информацию, на которую не распространяются авторские права, общедоступную информацию или другие лицензии. Программное обеспечение, используемое при создании и представлении данных OpenStreetMap, может иметь отдельные условия лицензирования.
Фрагменты карты, предоставленные проектом OpenStreetMap, лицензировались по лицензии CC-BY-SA-2.0 до 1 августа 2020 года. Лицензия ODbL требует указания авторства к картам, созданным на основе данных OpenStreetMap, но не требует применения какой-либо конкретной лицензии к этим картам. . «©OpenStreetMap Contributors» со ссылкой на страницу авторских прав ODbL, поскольку на сайте используется требование указания авторства. [33]
Картографические данные собираются путем наземных исследований, личных знаний, оцифровки изображений и правительственных данных. Данные наземной съемки собираются добровольцами, традиционно с использованием таких инструментов, как портативный GPS-навигатор, ноутбук , цифровая камера и диктофон . Программные приложения на смартфонах (мобильных устройствах) упростили проведение опросов для всех. Затем данные вводятся в базу данных OpenStreetMap с помощью ряда программных инструментов , включая JOSM и Merkaator. Соревнования Mapathon также проводятся местными командами OpenStreetMap, а также некоммерческими организациями и местными органами власти для нанесения на карту определенной территории.
Доступность аэрофотосъемки и других данных из коммерческих и государственных источников добавила важные источники данных для ручного редактирования и автоматического импорта. Существуют специальные процессы для автоматизированного импорта и предотвращения юридических и технических проблем.
Наземные исследования выполняются картографом пешком, на велосипеде или на автомобиле , мотоцикле или лодке . Картографические данные обычно записывались на устройство GPS или на смартфон с картографическим приложением. После сбора данных они вводятся в базу данных путем загрузки на веб-сайт проекта вместе с соответствующими атрибутивными данными. Поскольку сбор и загрузка данных могут быть отделены от редактирования объектов, участие в проекте возможно без использования устройства GPS, например, с помощью Paper Mapping.
Подобно пользователям, предоставляющим данные с помощью устройства GPS, корпорации (например, Amazon) с большими автопарками используют данные телеметрии транспортных средств для внесения данных в OpenStreetMap. [34]
Некоторые преданные участники берут на себя задачу составить карту целых городов или организовать группы картографов, чтобы заручиться поддержкой других для завершения карты области. Большое количество менее активных пользователей вносят в карту исправления и небольшие дополнения. [ нужна цитата ]
Maxar , [14] Bing , [13] ESRI и Mapbox — некоторые из поставщиков аэрофото/ спутниковых изображений, которые используются в качестве фона для создания карт.
Данные с нескольких платформ изображений на уровне улиц доступны в виде наложений фотографий с картографическими данными. Bing Streetside 360° отслеживает изображения, а открытые и краудсорсинговые платформы Mapillary и KartaView обычно предоставляют изображения со смартфонов и камер , установленных на лобовом стекле . Кроме того, также доступен уровень данных дорожных знаков Mapillary , представляющий собой продукт, созданный на основе изображений, отправленных пользователями. [35]
Некоторые госорганы опубликовали официальные данные о соответствующих лицензиях. Сюда входят Соединенные Штаты, где произведения федерального правительства находятся в общественном достоянии . В Соединенных Штатах большинство дорог берут свое начало от TIGER Бюро переписи населения. [36] Географические названия первоначально были взяты из Информационной системы географических названий , а некоторые районы содержат водные объекты из Национального набора гидрографических данных . В Великобританию импортируются некоторые OpenData для исследования боеприпасов . В Канаде Natural Resources Canada векторные данные CanVec и GeoBase позволяют получить данные о растительном покрове и улицах. [ нужна цитата ]
В глобальном масштабе OpenStreetMap изначально использовал прототип глобальной береговой линии от NOAA . Из-за того, что он был слишком упрощенным и грубым, его в основном заменяли другими правительственными источниками или отслеживанием вручную. [ нужна цитата ]
Карты , права на которые не защищены авторскими правами, могут быть хорошим источником информации об объектах, которые не меняются часто. Сроки действия авторских прав различаются, но в Великобритании авторские права Короны истекают через 50 лет, и, следовательно, старые карты Артиллерийской службы можно использовать на законных основаниях. Полный набор карт Великобритании конца 1940-х — начала 1950-х годов размером 1 дюйм/миля был собран, отсканирован и доступен в Интернете в качестве ресурса для участников. [37]
Проект имеет географически разнообразную базу пользователей благодаря акценту на местных знаниях и ситуации «на местах» в процессе сбора данных. [38] Многие из первых участников были велосипедистами , которые проводили исследования вместе с велосипедистами и для них, составляли карты велосипедных маршрутов и судоходных маршрутов . [39] Другие — ГИС- специалисты, которые предоставляют данные с помощью расширения для ArcGIS . [40] Авторами являются преимущественно мужчины, и лишь 3–5% составляют женщины. [41]
К августу 2008 года, вскоре после проведения второй конференции «Состояние карты», насчитывалось более 50 000 зарегистрированных участников; к марту 2009 года их было 100 000, а к концу 2009 года эта цифра составила почти 200 000. В апреле 2012 года OpenStreetMap удалил 600 000 зарегистрированных участников. [42] 6 января 2013 года OpenStreetMap достиг миллиона зарегистрированных пользователей. [43] Около 30% пользователей внесли хотя бы одну точку в базу данных OpenStreetMap. [44] [45]
Согласно исследованию, проведенному в 2011 году, только 38% участников внесли хотя бы одно редактирование и только 5% участников создали более 1000 узлов. Большинство членов находятся в Европе (72%). [46] Согласно другому исследованию, когда запускается конкурирующая картографическая платформа, OSM привлекает меньше новых участников, а уже существующие участники увеличивают свой уровень вклада, возможно, из-за их идеологической привязанности к платформе. В целом, наблюдается негативное влияние на размер взносов. [47]
Некоторые компании бесплатно лицензируют источники спутниковых/аэрофотоснимков/улиц, из которых участники OpenStreetMap отслеживают дороги и объекты, в то время как другие компании предоставляют данные для импорта картографических данных. Компания Automotive Navigation Data (AND) предоставила полный набор данных о дорогах для Нидерландов и данные о магистральных дорогах для Китая и Индии. В июне 2018 года команда Microsoft Bing объявила о вкладе в проект 125 миллионов зданий в США, что в четыре раза превышает количество, внесенное пользователями и импортированными правительственными данными. [48] Amazon использует OpenStreetMap для навигации и имеет команду, которая пересматривает карту на основе GPS-следов и отзывов своих водителей. [49] По состоянию на февраль 2021 года Apple была самым плодовитым корпоративным редактором, ответственным за 80% изменений существующих дорог. [49]
Согласно исследованию, почти 17% всех правок карты были внесены корпоративными командами в течение 2019–2020 годов. В число 13 крупнейших корпоративных участников в 2014–2020 годах вошли Apple, Kaart, Amazon, Facebook, Mapbox, Digital Egypt, Grab, Microsoft, Telenav, Developmentseed, Uber, Lightcyphers и Lyft. [49] В некоторых случаях были случаи вандализма, приписываемого корпоративным редакторам. [50] [51]
Гуманитарная команда OpenStreetMap (HOT) — некоммерческая организация, продвигающая картографирование сообществ по всему миру. Она разработала HOT Tasking Manager с открытым исходным кодом для совместной работы и внесла свой вклад в картографирование после землетрясения в Непале в апреле 2015 года , землетрясений в Кумамото в 2016 году и землетрясения в Эквадоре в 2016 году . Проект «Пропавшие карты», основанный Американским Красным Крестом, «Врачами без границ» и другими неправительственными организациями, использует HOT Tasking Manager. В Гейдельбергском университете реализуется проект Disastermappers, целью которого является обучение студентов университетов картографированию в гуманитарных целях. Когда в 2014 году вспыхнула Эбола , волонтеры всего за пять дней нанесли на карту 100 000 зданий и сотни миль дорог в Гвинее. [52]
Приложения OpenStreetMap используют несколько компонентов для предоставления услуг. Данные карты визуализируются с использованием заранее созданных фрагментов для различных уровней масштабирования. Приложения для редактирования обычно поддерживают отображение изображений и картографических данных в виде GPS-треков, а также голосовых, фото- и видеоаннотаций, которые помогают редактировать карту. Согласно исследованию Heigit, JOSM, ID, StreetComplete, Rapid, Potlatch вошли в пятерку лучших инструментов редактирования материалов в 2018–2023 годах. [53]
Веб-сайт предоставляет удобный интерфейс карты, основанный на библиотеке Leaflet JavaScript (ранее построенной на OpenLayers ), отображающий фрагменты карты, обработанные механизмом рендеринга Mapnik [54]. Доступны следующие основные виды карты: стандартный, велосипедная карта, транспортная карта и гуманитарный режим. В феврале 2015 года OpenStreetMap добавила на карту на своем официальном сайте функцию планирования маршрута. [55] [56]
iD [57] используется для редактирования на сайте OSM. Первоначально он был разработан Mapbox при первоначальном финансировании Knight Foundation и доступен с открытым исходным кодом. [58] Он использует Ruby on Rails , чтобы пользователи могли редактировать карты и просматривать журналы изменений. Приложение взаимодействует с базой данных OSM PostgreSQL для хранения пользовательских данных и редактирования метаданных. Карта по умолчанию отображается с помощью Mapnik , хранится в PostGIS и поддерживается модулем Apache под названием mod_tile . Данные карты можно редактировать с использованием спутниковых/аэрофотоснимков, GPS-треков и местных знаний.
Nominatim [59] (от лат. «по имени») — инструмент для поиска данных OpenStreetMap по имени и адресу (геокодирование) с последующей генерацией синтетических адресов точек OpenStreetMap (обратное геокодирование). Данные Nominatim и GeoNames используются для функции поиска на веб-сайте OSM. [60]
«RapiD» — это веб-редактор, созданный на основе iD. Он разработан и используется Facebook для проекта «карта с искусственным интеллектом» для добавления карт дорог, обнаруженных искусственным интеллектом (ИИ), в OSM. [61] JOSM , Potlatch, [62] и Merkaartor [63] — более мощные настольные приложения для редактирования, которые лучше подходят для опытных пользователей.
Vespucci [64] — основной полнофункциональный редактор для Android ; оно регулярно выпускается с 2009 года. StreetComplete , приложение для Android, запущенное в 2016 году, [65] позволяет пользователям без каких-либо знаний OpenStreetMap отвечать на простые вопросы о существующих данных в OpenStreetMap и, таким образом, вносить данные.
Поскольку OSM — это краудсорсинговый проект со сложной схемой тегирования, существует вероятность появления непреднамеренных и преднамеренных ошибок. Участники используют меню истории на веб-сайте OSM, а также такие инструменты, как OSMcha, OSM Inspector и Osmose, для мониторинга, просмотра и исправления ошибок.
Данные OpenStreetMap выгодно сравниваются с собственными источниками данных, [66] хотя по состоянию на 2009 год [обновлять]качество данных различалось по всему миру. [67] [68] В исследовании 2011 года сравнивались данные OSM с данными TomTom для Германии. Для автомобильной навигации TomTom имеет на 9% больше информации, а для всей уличной сети OSM имеет на 27% больше информации. [69]
OsmAnd , Locus Map , Maps.me и Organic Maps — это некоторые мобильные приложения для общего пользования. Некоторые из них также поддерживают редактирование OSM.
Землетрясение на Гаити в 2010 году создало модель сотрудничества неправительственных организаций (НПО) с международными организациями. Волонтеры OpenStreetMap и Crisis Commons использовали имеющиеся спутниковые снимки для картирования дорог, зданий и лагерей беженцев Порт-о-Пренса всего за два дня, создав «наиболее полную цифровую карту дорог Гаити». [71] [72] Полученные данные и карты были использованы несколькими организациями, предоставляющими гуманитарную помощь, такими как Всемирный банк , Объединенный исследовательский центр Европейской комиссии, Управление по координации гуманитарных вопросов , UNOSAT и другие. [73]
После Гаити сообщество OpenStreetMap продолжило картографирование для поддержки гуманитарных организаций во время различных кризисов и стихийных бедствий. После конфликта на севере Мали (январь 2013 г.), тайфуна Хайян [74] [75] на Филиппинах (ноябрь 2013 г.) и эпидемии вируса Эбола в Западной Африке (март 2014 г.) сообщество OpenStreetMap совместно с неправительственной гуманитарной организацией OpenStreetMap Team (HOT) показала, что может играть значительную роль в поддержке гуманитарных организаций. [52]
Несколько открытых совместных картографических проектов интегрируются с базой данных OpenStreetMap или иным образом связаны с проектом OpenStreetMap:
Mapbox — одна из первых компаний, предоставляющих услуги на основе OSM. Пользовательские карты также можно создавать на основе данных OpenStreetMap с помощью различного программного обеспечения, включая Jawg Maps, Mapnik , Mapbox Studio, Tangrams Mapzen . [78] OSRM , GraphHopper , MapQuest и Valhalla от Mapbox — некоторые из поставщиков приложений для планирования маршрутов.
С 2007 года сообщество OpenStreetMap проводит ежегодную международную конференцию под названием «Состояние карты» (SotM), на которой все заинтересованные стороны собираются, чтобы поделиться прогрессом и обсудить проблемы. [6] Существуют также различные национальные, региональные и континентальные конференции SotM, такие как SotM US, SotM Baltics, SotM Asia и SotM Africa.
Проекты Викимедиа предоставляют карты-локаторы городов и туристических достопримечательностей на основе данных OpenStreetMap. Википедия использует данные OpenStreetMap для визуализации пользовательских карт с помощью расширения Kartographer. [79]
Множество популярных сервисов включают в себя тот или иной компонент геолокации или карты. Известные сервисы, использующие для этого OpenStreetMap, включают Facebook , [80] Apple Inc. , Craigslist , [81] Flickr , [82] Foursquare , [83] Snapchat , [84] и Strava . [85]
Пользователи навигации включают Amazon , Tesla , [86] Garmin , Moovit (навигация на общественном транспорте), [87] Organic Maps , [88] Geotab , [89] Komoot (путеводитель по пешим и велосипедным прогулкам), [90] и Gurtam . [91]
Среди пользователей разработчиков игр — Ballardia ( World of the Living Dead: Resurrection ), [92] Niantic ( Ingress , Pokémon Go ), [93] [94] и Hasbro ( Monpoly City Streets ). [95] [96]
Некоторые инновационные приложения включают в себя веб-ботов , создающих виртуальную среду для моделирования автономных транспортных средств [97] и OpenTopoMap, создающих топографические карты на основе данных OpenStreetMap и данных SRTM . [98]
Данные OpenStreetMap использовались в научных исследованиях. Например, данные о дорогах использовались для исследования оставшихся бездорожных территорий [99] и для создания ежегодного Индекса целостности лесных ландшафтов . [100]
Гуди, Джайлз; и другие. (2017). Картирование и датчик гражданина. Лондон: Ubiquity Press . ISBN 978-1-911529-16-3. JSTOR j.ctv3t5qzc.