OpenStreetMap!

OpenStreetMap

https://osm.kr/about/

wiki: OpenStreetMap(이하 OSM) 은 2005년 설립된 영국의 비영리기구 오픈스트리트맵 재단이 운영하는 오픈 소스 방식의 참여형 무료 지도 서비스이다.
네이버나 카카오같은 단순 타일맵 서비스가 아닌 지리공간 오픈 데이터베이스로써 참여자의 수정요청이 받아들여 진다.

http://download.geofabrik.de/ 링크에서 각국, 세계지도 다운로드가 가능하다.

다운로드 받은 지도 데이터를 기반으로 서버를 구성하려면 아래 github 에서 docker 기반으로 쉽게 구동시킬 수 있다.

https://github.com/Overv/openstreetmap-tile-server

OpoenMapTiles

https://openmaptiles.org/ https://wiki.openstreetmap.org/wiki/Tile_servers

위 docker-compose 에선 컨테이너 실행 한번으로 WMS(Web Map Service) 를 제공하지만 내부적으론 여러가지 과정을 거친다.
OSM 데이터를 rendering 된 Rester Files 로 제공하려면 데이터를 변환하고 vector tile 형태로 제공하는 서버를 설치해야 한다.

OSM --(import)--> PostGIS --(encode)--> MVT(Mapbox Vector Tile) --(rendering)--> Raster Tiles(PNG)

osm2pgsql

osm.pbf(OpenStreetMap 데이터를 저장하는 Protocolbuffer Binary Format) 데이터를 PostgreSQL 에 저장하기 위한 툴로 osm2pgsql 이 주로 사용된다.

sudo -u renderer osm2pgsql -d gis \
  --create --slim -G --hstore --number-processes 4 \
  --tag-transform-script /data/style/openstreetmap-carto.lua \
  -S /data/style/openstreetmap-carto.style \
  /data/region.osm.pbf
# osm2pgsql version 1.6.0
# Database version: 15.3 (Ubuntu 15.3-1.pgdg22.04+1)
# PostGIS version: 3.3
# Setting up table 'planet_osm_point'
# Setting up table 'planet_osm_line'
# Setting up table 'planet_osm_polygon'
# Setting up table 'planet_osm_roads'
  • sudo -u renderer
    • 명령을 renderer 사용자로 실행합니다
  • -d gis
    • PostgreSQL 에 gis 데이터베이스 생성, 그리고 아래 extention 설치
  • --create --slim
    • 새로운 테이블을 생성, 임시 데이터를 디스크에 저장하여 메모리 사용량 줄임(slim)
  • -G
    • 지오메트리 클린업(Geometry Cleanup),
    • 정확하지 않은 지오메트리(자가 교차(Self-intersecting) 다각형, 닫히지 않은 다각형 등)을 감지 및 수정.
  • --hstore
    • key, value 타입 지원
    • CREATE EXTENSION IF NOT EXISTS hstore CASCADE
  • --number-processes 4
    • CPU 코어 수 지정
  • --tag-transform-script /data/style/openstreetmap-carto.lua
    • openstreetmap-carto 스타일에 맞게 데이터 변환
  • -S /data/style/openstreetmap-carto.style
    • openstreetmap-carto 스타일로 렌더링하기 위해 필요한 데이터를 import.

위처럼 4개 데이터가 생성됨 간단히 아래와 같은 정보를 포함한다.

  • planet_osm_point - 지하철역, 쇼핑 센터, 대학, 등
  • planet_osm_line - 철도, 지하철 및 기타 선형 정보
  • planet_osm_polygon - 테이블에는 공원, 수역 및 특정 도시 지역의 건물 등
  • planet_osm_roads - 도로 정보

https://github.com/gravitystorm/openstreetmap-carto/tree/v5.4.0

openstreetmap-carto.style, openstreetmap-carto.lua 파일은 위 git 참고

mapnik, mod_tile, renderd

https://github.com/mapnik/mapnik
https://github.com/openstreetmap/mod_tile

  • mapnik
    • GIS 시각화를 위한 각종 알고리즘과 패턴이 저장된 C++ 기반 라이브러리
    • GIS 데이터를 기반으로 Rester Files(PNG, JPEG, SVG, PDF) 등의 지도를 생성
    • 다양한 언더(Nodejs, Python) 에서 지원
  • mod_tile
    • An Apache 2 module to deliver map tiles.
    • Apache 서버의 모듈인 mod_tile 이 요청을 수신.
    • 요청된 타일이 이미 생성되어 캐시에 저장되어 있으면, 해당 타일을 반환.
    • 캐시에 없으면, renderd 에 타일 생성을 요청.
  • renderd
    • A daemon that renders map tiles using mapnik.
    • renderd 는 요청된 타일을 확인하고, mapnik 통해 타일을 생성(캐시에 저장).
    • 생성된 타일을 mod_tile 로 반환.

openstreetmap-carto

https://github.com/gravitystorm/openstreetmap-carto

OSM 시각화를 위해 사용되는 지도 스타일 정의셔

지도 데이터(도로, 건물, 수로, 공원 등)를 시각적으로 표현하기 위해 색상, 선 굵기, 라벨 폰트, 아이콘 등 지도 디자인을 정의한다.

OSM 에서 대표적으로 사용되는 지도 스타일이 openstreetmap-carto

이미 osm2pgsql 툴을 통해 osm.pbf 데이터를 openstreetmap-carto 에 맞게 변환 및 변화에 필요한 모든 데이터를 import 해두었다.

최종

아래와 같은 컴포넌트로 구성되며 사진과 같은 흐름을 가진다.

  • osm2pgsql: 데이터 변환 툴
  • openstreetmap-carto: 디자인 정의서
  • Apache: 타일 웹서버
  • mod_tile: Apache 웹 서버의 모듈, Rester Files 캐싱 및 응답 서비스
  • renderd: 랜더링 컴포넌트, mapnik 연동
    • mapnik: Rester Files 생성데몬
  • PostgreSQL/PostGIS database

ddd1

출처: https://ircama.github.io/osm-carto-tutorials/tile-server-ubuntu/

데모코드

https://github.com/Kouzie/osm-docker

https://github.com/Overv/openstreetmap-tile-server/issues/378
원활한 지도데이터 다운로드를 위해 프록시 서버를 구성하는것을 권장
OSM 공식 사이트의 경우 다운로드 속도가 매우 느림…

./external 에 프록시로 전달할 지도 데이터 저장

지도 다운로드를 프록시로 요청하도록 설정파일을 변경한 이미지 생성

docker build -t overv/openstreetmap-tile-server-localfile:latest .

docker-compose up osm-import
docker-compose up osm-tile-server

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참고