基于OSM的實驗項目開發與應用

摘 要：本文通過OpenStreetMap（OSM）的實驗項目開發，簡述了OpenStreetMap的基本功能和優勢，并根據實驗項目的格式通過六個實驗子步驟構建了一種基于OpenStreetMap的實驗項目。

關鍵詞：OSM 開放 實驗項目

中圖分類號：TN206 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）07（b）-0014-02

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。OpenStreetMap允許您查看，編輯或者使用世界各地的地理數據來幫助您。

OSM的地圖由用戶根據手提GPS裝置、航空攝影照片、其他自由內容甚至單靠地方智慧繪制。網站里的地圖圖像及向量數據皆以共享創意姓名標示-相同方式分享2.0授權。

OSM網站的靈感來自維基百科等網站。這可從該網地圖頁的“編輯”按鈕及其完整修訂歷史獲知。經注冊的用戶可上載GPS路徑及使用內置的編輯程式編輯數據。

1 OpenStreetMap的基本功能

從OpenStreetMap的主界面可以看到，包含了查看、編輯、歷史、輸出、GPS軌跡及用戶日志幾項內容。查看，用來查看地圖，大概瀏覽一下，就能看到好多縣城級別的地圖數據仍為一片空白，大城市，如北京，地理要素還是比較詳細的。編輯，注冊的用戶登陸后才能對所在視野范圍的地圖數據進行編輯。歷史，包含了改視野范圍內地圖的更新歷史記錄。輸出，可將當前視野的地圖數據導出，支持輸出的格式有：OpenStreetMap XML數據 ：OpenStreetMap的xml格式（擴展名.osm）

Mapnik圖像：圖片格式

包含：JEPG、PNG、SVG、PDF、Postscript

Osmarender圖像：圖片格式（png）

嵌入HTML：嵌入到網頁的html，同時可以自定義添加標記。

2 OpenStreetMap的優勢

在導航器市場，OpenStreetMap擁有很大的優勢：商業供應者提供的數字地圖售價往往達幾百歐元，而OpenStreetMap卻是免費的。互聯網上的情況就困難一些，因為OpenStreetMap要和其他免費地圖供應者如GoogleMaps競爭，從中期角度來看，OpenStreetMap勝過GoogleMaps的機會還是很不錯的，因為它和GoogleMaps不同，不光可以免費使用，而且它的數據是自由開放的，任何人想怎么用就可以怎么用。

3 基于OSM的實驗項目設計與應用

本實驗項目類型：設計性。

本實驗項目共分為六個步驟，每個步驟包括主要實驗內容、實驗目標、實驗學時數、實驗人數和實驗人時數。具體如下。

3.1 主要實驗內容

程序實現自動解壓的批處理文件，能夠對網站的下載的數據進行自動解壓

實驗目標：批處理文件的自動生成

實驗學時：6學時

實驗人數：20人

實驗人時數：120學時·人

3.2 主要實驗內容

對解壓后的數據進行自動拆分，拆分主要完成如下功能。

（1）對于boundaries.shp、buildings.shp、coastline.shp、railwaystations.shp未進行拆分，只是復制到新文件夾。

（2）對于place.shp等文件采用根據dbf表中fClass的不同進行拆分。

（3）對于roads.shp和railways.shp根據fClass和bridge、tunnel三列信息進行拆分。

（4）對于roads.shp中fClass=pedestrian的數據進行單獨處理，將首尾相同的點處理為多邊形。

實驗目標：C#實現數據的自動處理

實驗學時：16學時

實驗人數：20人

實驗人時數：320學時·人

3.3 主要實驗內容

對拆分后的所有地圖數據建立投影，實現DecimalDegrees到GoogleMap的投影方式

實驗目標：C#完成地圖的投影變換

實驗學時：4學時

實驗人數：20人

實驗人時數：80學時·人

3.4 主要實驗內容

對所有地圖數據建立空間索引Rtree文件，為后面實現地圖的快速瀏覽

實驗目標：C#構建空間索引樹

實驗學時：4學時

實驗人數：20人

實驗人時數：80學時·人

3.5 主要實驗內容

對處理好的數據實施正確渲染，完成Desktop版本

實驗目標：C#實現桌面地圖顯示

實驗學時：10學時

實驗人數：20人

實驗人時數：200學時·人

3.6 主要實驗內容

對處理好的數據實施正確渲染，完成Web版本

實驗目標：C#實現網頁地圖顯示

實驗學時：8學時

實驗人數：20人

實驗人時數：160學時·人

本項目總實驗人時數：48學時×20人=960學時·人

通過本項目，讓學生從理論回到了實際應用，揭開了諸如百度、谷歌地圖顯示的神秘面紗，了解了地圖顯示的基本原理和技術，同時讓學生對于一些經典算法，如：Rtree算法進行深入的學習和了解，掌握了課堂以外更深入的專業知識，同時強化他們面向對象的編程思想，提高編程的實踐技能，讓學生所學的計算機知識充分的應用到Gis這個領域，把他們自學能力發揮到了極致。同時，由于該實驗室為公司和學院共建聯合實驗室，已經有不少動手能力較強的同學最后都選擇了思宙公司實習或工作，還有部分優秀的同學推薦到了美國總公司工作。

通過本項目的實施，首先彌補了一般學校沒有Gis相關課程的缺憾，將GIS這門前沿的技術應用到我們的實踐當中，增加了學生的知識面，培養學生的動手能力及擴大了將來的就業范圍，并能為將來學院開展Gis的相關應用奠定一定的理論與實踐基礎，項目的成果也將也將作為公司實際應用的一部分。

本項目的目的是為學生將來就業提供必要培訓，提前讓學生掌握一些就業的技能，為公司輸送高素質的人才。此項目的特色是完全按照公司培養計劃來執行和管理，通過該項目的實施，能夠讓參與實驗的同學體驗公司化的管理制度，高效的溝通技能和管理方法，提高他們的編程理念和規范他們的編程規則，建立起軟件產品的構建思想，為學生將來的就業起到了積極的培訓作用。

4 結語

通過本實驗項目的實施使學生了解了地圖顯示的基本原理和技術，同時讓學生對于一些經典算法有了深入的學習和了解，增加了學生的知識面，培養了學生的動手能力及擴大了將來的就業范圍。

參考文獻

[1]王瑾.基于Flash技術的交互式測試系統的設計[J].蘇州市職業大學學報，2012（2）：59-61.

[2]高昂.新授權協議提升OpenStreetMap應用價值[J].程序員，2012（8）：16.