Embed Size (px)
Citation preview
Räumliche Modellierung
mit OGD und OSM Daten
Martin Loidl
Department of Geoinformatics, Z_GIS
University of Salzburg
[email protected] | http://gicycle.wordpress.com
Wir sind überzeugt davon, dass räumliche
Informationssysteme eine integrative Plattform
für alle verkehrsrelevanten Domänen darstellen
und neue Wege zur Analyse, Planung und zum
Management unserer täglichen
Mobilitätsherausforderungen eröffnen!
OGD
Open Government Data ≠ Open Data
data.gv.at Gebietskörperschaften und ausgegliederte
Gesellschaften des Bundes
opendataportal.at Unternehmen, NGOs usw.
Open Government Data ≠ alle vorhandenen,
behördlichen Daten
4
Whitepaper Open Government Data – 1.1.0
OGD
5
OGD
Straßendaten Salzburg
6
OGD
Straßendaten Salzburg via SAGIS (http://www.salzburg.gv.at/themen/se/sagis/download.htm)
WMS
B und L Straßen als Shapefile (INSPIRE)
7
WMS, 11.11.2014 INSPIRE Download, 11.11.2014
OGD
8
http://service.salzburg.gv.at/ogdClient/
OGD
Straßendaten Salzburg
GIP Salzburg
Graphenintegrationsplattform = einheitlicher Straßengraph
für Verwaltungsaufgaben
Schnittstelle nach außen INTREST Export (Textdatei)
Via OGD einzelne Datenschichten als Shapefile
Nicht alle Attribute vorhanden
Straßendaten Salzburg = OGD?
Siehe Open Government Data Prinzipien
9
OGD
10
Whitepaper Open Government Data – 1.1.0
OSM
Seit 2004 Sammlung frei nutzbarer Geodaten
11
http://tyrasd.github.io/osm-node-density/2013/
Node Dichte 2013
Diverse OSM Renderings
OSM
Modellierung
Unabhängig von Spezifika der Datenquellen – Daten
niemals zum Selbstzweck
In der Regel für bestimmte Anwendung erhoben aber
wahrscheinlich nicht nur einmal brauchbar!
Wie nutzbar machen? Modellierung
12
© Wolfgang Fuchs
Modellierung für Anwendung
Art der Anwendung bestimmt über Notwendigkeit und
Umfang der Modellierung gilt für alle Datengrundlagen
13
DB Anwendung
PrüfungKorrektur
Modellierung
Beispiel Radrouting OGD
14
VAO Salzburg, 11.11.2014
Beispiel Radrouting OSM
15
naviki, 26.06.2014
Modellierung für Anwendung
In beiden Fällen +/- direkter Zugriff auf Datenbasis
Oftmals für spezifische Anforderungen/Anwendungen nicht
konzipiert (Datenmodell, Inhalt)
Datenqualität heterogen, nicht ausreichend
„Anwendungen immer nur so gut wie Datenbasis“
ABER GIS bieten Möglichkeiten zu
Prüfroutinen (Geometrie bzw. Topologie, Attribute)
Korrektur
Modellierung
Damit signifikante Verbesserung der Anwendung
16
Datenmodell
Kenntnis Datenmodell notwendig für jede aufbauende
Modellierung ( enorme Bedeutung Dokumentation)
17
type = road
bicycle_infra = cycleway
type = road
type = cycleway
KN F T
A B
B A C
C B, E,
D, F
B, E,
D, F
… … …
KA F T
1 A B
2 H G
3 B C
… … …
Datenqualität
Geometrie
Vollständigkeit (Referenz notwendig)
Lagegenauigkeit (Referenz notwendig)
Topologie
Korrekte Modellierung für Routingfähigkeit
Attribute
Lücken
Fehler
Inkonsistenzen (Problem der Modellierung
und Spezifikation)
18
Datenmodell GIP
19
Als Shapefile via OGD bereitgestellt
20
GIP Standard Version 051
Datenmodell GIP
21
Nutzungsstreifen definieren bauliche Struktur
Querschnitt, haben aber keine eigene Geometrie
Nutzungsbedingungen definieren Verkehrsorganisation
(Gebote und Verbote)
Abschnitte (Bündel von Nutzungsstreifen; z.B.
Straßenzug) können Subnetz bilden
GIP bildet Straßenraum als
„Trassengraph“ ab:
1 Geometrie + Attribute = Querschnitt
Datenqualität GIP
Heterogene Datenqualität je nach Raumausschnitt und
Verkehrsmodus
MIV in Zentralräumen und im übergeordneten Straßennetz
sehr gut
Langsamverkehr bisher nicht priorisiert ausgehend von
Zentralräumen sukzessive Verbesserungen
Zum Teil mangelhafte Datenqualität hinsichtlich
Topologie
Attributive Fehler/Falschklassifikationen
Attributive Inkonsistenzen
22
Datenmodell OSM
23
Node Way
Relation
Key = Value
Tag
Highway IS NOT Null Teil des Wegnetzes.Weitere Spezifikation mittels zusätzlicher Tags
Datenmodell OSM
24
Datenmodell OSM
25
http://taginfo.openstreetmap.org/
http://wiki.openstreetmap.org/wiki/Map_Features
Datenqualität OSM
Abdeckung in D-A-CH sehr gut
Attributive Qualität sehr heterogen je nach
Raumausschnitt bzw. Communityaktivität
Zahlreiche attributive Implikationen bedingt durch
Communityansatz (s. Loidl et al. 2014)
Lückenhafte Attribuierung
Attributive Fehler
Attributive Mehrdeutigkeit
26
Loidl et al. 2014: Aufbereitung von Open Street Map Daten für GIS-Modellierungen und Analysen. AGIT, 505-514
Herausforderung
Anwendung mit heterogenen Datenquellen
Unterschiedliche Datenmodelle
Unterschiedliche Attributstruktur und -definition
Unterschiedliche Zuständigkeiten (Hoheit über Daten)
Unterschiedliche Datenqualitäten
27
Ansätze
Datenmodell
Transformation Datenmodell
Harmonisierung auf Zwischenebene
Datenqualität
Abhängig von Verantwortlichkeiten/Kompetenzen und
Performanz
Datenprüfung im Zuge der Datenaufbereitung
Evaluierung Rückmeldung Korrektur (Datenhalter)
Datenprüfung während Modellierung
Evaluierung (semi-) automatisierte Korrektur
28
Umsetzungsbeispiel
Radlkarte Salzburg
29
30
Radlkarte.info
Ausgangslage
OpenStreetMap
9.029 Kanten, 1.110 km Netzlänge
Datenhalter: Community
GIP (INTREST Export)
18.359 Kanten, 1.957 km Netzlänge
Datenhalter: Stadt & Land Salzburg
Durchgängiges Routing, optimiert für Alltagsradfahrer mit
Routingkriterien
Kürzeste Route
Empfohlene (sicherste) Route Bewertung des Netzes
31
32
Netzbewertung „Sicherheit“
Indikatoren-basiertes
Bewertungsmodell
33
Loidl & Zagel 2014: Assessing bicycle safety in multiple networks with different data models. GI-Forum, 144-154
Vorgehen
1. Evaluierung und Rückmeldung GIP Daten
2. Evaluierung und Korrektur/Schätzungen OSM Daten
3. Geometrische Zusammenführung
Definierte Anknüpfungsstellen
4. Definition Indikatoren
Für Kriterium „Sicherheit“
5. Bewertungsmodell
Gewichtete Indikatoren
6. Indexwert als Kostenattribut in Routing
34
Evaluierung GIP
Beispiel Topologie
35
Evaluierung GIP
Beispiel Modellierungsfehler: Radwegbenützungspflicht
36
Evaluierung OSM
Attributive Lücken
Beseitigung in crowd-sourced Data
Communtiy Aktivität
Schätzung
Schätzung bei funktionalen Abhängigkeiten
Bei flächendeckenden Modellierungs-/Analyseansätze
oftmals ausreichend
37
highway = motorwaysurface = …
38
def function(maxspeed, access, bicycle, foot, highway, motorcar, ref, tracktype, Speed):
if (highway == "residential" or highway == "living_street" or highway == "tertiary") and (access
== " " or access == "designated" or access == "destination" or access == "yes"):
return 50
elif highway == "cycleway" or highway == "footway" or bicycle == "yes" or bicycle == "designated"
or foot == "yes" or foot == "designated" or foot == "official" or foot == "permissive":
return 0
elif (highway == "track" or highway == "path" or highway == "unclassified") and bicycle != "no"
and foot != "no" and motorcar != "yes" and (tracktype == "grade3" or tracktype == "grade4" or
tracktype == "grade5"):
return 0
elif highway == "motorway":
return 130
elif highway == "motorway_link":
return 100
elif highway == "primary_link":
return 80
elif access == "no" or motorcar == "no" or highway == "steps":
return 0
elif motorcar == "agricultural" or highway == "path" or (highway == "track" and access != "no"):
return 10
elif highway == "living_street" or (highway == "service" and access == "private") or (highway ==
"residential" and access == "private") or (highway == "construction" and tracktype != None):
return 20
elif highway == "service":
return 30
usw.
Schätzung der Geschwindigkeit mittels funktional abhängiger Attribute
Evaluierung OSM
Attributive Fehler
39
Netzzusammenführung
40
Indikatorendefinition
Harmonisierung Datenmodell auf Zwischenebene
41
Anz. der einmündenden Straßen Anz. der Fahrbahnen Beschilderung, Radrouten Bodenbelag Breite der Fahrbahn Höchstzulässige Geschwindigkeit JDTV Landnutzung Umgebung Radinfrastruktur Schienen Steigung (klassifiziert) Straßenbegleitendes Parken Straßenkategorie
Bewertungsmodell
42
43
Bewertung
Je mehr (qualitative) Daten vorhanden sind, desto aussagekräftiger ist Bewertungsergebnis!
Bewertetes Netz
44
I = 0,06
I = 0,625
I = 0,39
Routing
45
Zusammenfassung
Durch Prüfung/Korrektur/Modellierung signifikante
Qualitätsverbesserung der Anwendung
GIS erlaubt (räumliche) Modellierung mit heterogenen
Datenquellen
Mechanismen bei OGD – OSM sehr verschieden
erfordert unterschiedliche Workflows
Räumliche Modellierung als Kernkompetenz von
Geoinformatikern!
46
@gicycle_
gicycle.wordpress.com
Herzlichen Dank für
die Aufmerksamkeit!
