基于OSM的实验项目开发与应用

摘 要：本文通过OpenStreetMap（OSM）的实验项目开发，简述了OpenStreetMap的基本功能和优势，并根据实验项目的格式通过六个实验子步骤构建了一种基于OpenStreetMap的实验项目。

关键词：OSM 开放 实验项目

中图分类号：TN206 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）07（b）-0014-02

OpenStreetMap（简称OSM）是一个网上地图协作计划，目标是创造一个内容自由且能让所有人编辑的世界地图。OpenStreetMap允许您查看，编辑或者使用世界各地的地理数据来帮助您。

OSM的地图由用户根据手提GPS装置、航空摄影照片、其他自由内容甚至单靠地方智慧绘制。网站里的地图图像及向量数据皆以共享创意姓名标示-相同方式分享2.0授权。

OSM网站的灵感来自维基百科等网站。这可从该网地图页的“编辑”按钮及其完整修订历史获知。经注册的用户可上载GPS路径及使用内置的编辑程式编辑数据。

1 OpenStreetMap的基本功能

从OpenStreetMap的主界面可以看到，包含了查看、编辑、历史、输出、GPS轨迹及用户日志几项内容。查看，用来查看地图，大概浏览一下，就能看到好多县城级别的地图数据仍为一片空白，大城市，如北京，地理要素还是比较详细的。编辑，注册的用户登陆后才能对所在视野范围的地图数据进行编辑。历史，包含了改视野范围内地图的更新历史记录。输出，可将当前视野的地图数据导出，支持输出的格式有：OpenStreetMap XML数据 ：OpenStreetMap的xml格式（扩展名.osm）

Mapnik图像：图片格式

包含：JEPG、PNG、SVG、PDF、Postscript

Osmarender图像：图片格式（png）

嵌入HTML：嵌入到网页的html，同时可以自定义添加标记。

2 OpenStreetMap的优势

在导航器市场，OpenStreetMap拥有很大的优势：商业供应者提供的数字地图售价往往达几百欧元，而OpenStreetMap却是免费的。互联网上的情况就困难一些，因为OpenStreetMap要和其他免费地图供应者如GoogleMaps竞争，从中期角度来看，OpenStreetMap胜过GoogleMaps的机会还是很不错的，因为它和GoogleMaps不同，不光可以免费使用，而且它的数据是自由开放的，任何人想怎么用就可以怎么用。

3 基于OSM的实验项目设计与应用

本实验项目类型：设计性。

本实验项目共分为六个步骤，每个步骤包括主要实验内容、实验目标、实验学时数、实验人数和实验人时数。具体如下。

3.1 主要实验内容

程序实现自动解压的批处理文件，能够对网站的下载的数据进行自动解压

实验目标：批处理文件的自动生成

实验学时：6学时

实验人数：20人

实验人时数：120学时·人

3.2 主要实验内容

对解压后的数据进行自动拆分，拆分主要完成如下功能。

（1）对于boundaries.shp、buildings.shp、coastline.shp、railwaystations.shp未进行拆分，只是复制到新文件夹。

（2）对于place.shp等文件采用根据dbf表中fClass的不同进行拆分。

（3）对于roads.shp和railways.shp根据fClass和bridge、tunnel三列信息进行拆分。

（4）对于roads.shp中fClass=pedestrian的数据进行单独处理，将首尾相同的点处理为多边形。

实验目标：C#实现数据的自动处理

实验学时：16学时

实验人数：20人

实验人时数：320学时·人

3.3 主要实验内容

对拆分后的所有地图数据建立投影，实现DecimalDegrees到GoogleMap的投影方式

实验目标：C#完成地图的投影变换

实验学时：4学时

实验人数：20人

实验人时数：80学时·人

3.4 主要实验内容

对所有地图数据建立空间索引Rtree文件，为后面实现地图的快速浏览

实验目标：C#构建空间索引树

实验学时：4学时

实验人数：20人

实验人时数：80学时·人

3.5 主要实验内容

对处理好的数据实施正确渲染，完成Desktop版本

实验目标：C#实现桌面地图显示

实验学时：10学时

实验人数：20人

实验人时数：200学时·人

3.6 主要实验内容

对处理好的数据实施正确渲染，完成Web版本

实验目标：C#实现网页地图显示

实验学时：8学时

实验人数：20人

实验人时数：160学时·人

本项目总实验人时数：48学时×20人=960学时·人

通过本项目，让学生从理论回到了实际应用，揭开了诸如百度、谷歌地图显示的神秘面纱，了解了地图显示的基本原理和技术，同时让学生对于一些经典算法，如：Rtree算法进行深入的学习和了解，掌握了课堂以外更深入的专业知识，同时强化他们面向对象的编程思想，提高编程的实践技能，让学生所学的计算机知识充分的应用到Gis这个领域，把他们自学能力发挥到了极致。同时，由于该实验室为公司和学院共建联合实验室，已经有不少动手能力较强的同学最后都选择了思宙公司实习或工作，还有部分优秀的同学推荐到了美国总公司工作。

通过本项目的实施，首先弥补了一般学校没有Gis相关课程的缺憾，将GIS这门前沿的技术应用到我们的实践当中，增加了学生的知识面，培养学生的动手能力及扩大了将来的就业范围，并能为将来学院开展Gis的相关应用奠定一定的理论与实践基础，项目的成果也将也将作为公司实际应用的一部分。

本项目的目的是为学生将来就业提供必要培训，提前让学生掌握一些就业的技能，为公司输送高素质的人才。此项目的特色是完全按照公司培养计划来执行和管理，通过该项目的实施，能够让参与实验的同学体验公司化的管理制度，高效的沟通技能和管理方法，提高他们的编程理念和规范他们的编程规则，建立起软件产品的构建思想，为学生将来的就业起到了积极的培训作用。

4 结语

通过本实验项目的实施使学生了解了地图显示的基本原理和技术，同时让学生对于一些经典算法有了深入的学习和了解，增加了学生的知识面，培养了学生的动手能力及扩大了将来的就业范围。

参考文献

[1] 王瑾.基于Flash技术的交互式测试系统的设计[J].苏州市职业大学学报，2012（2）：59-61.

[2] 高昂.新授权协议提升OpenStreetMap应用价值[J].程序员，2012（8）：16.