Введение

OpenStreetMap (OSM) — это бесплатная, открытая географическая база данных, обновляемая и поддерживаемая сообществом добровольцев посредством открытого сотрудничества. Участники собирают данные на основе полевых исследований, оцифровывают по аэрофотоснимкам и импортируют из других свободно лицензированных источников геоданных. OpenStreetMap свободно лицензируется по лицензии Open Database License и, как следствие, широко используется для создания электронных карт, обеспечения навигации, оказания гуманитарной помощи и визуализации данных. OpenStreetMap использует собственную топологию для хранения географических объектов, которые затем можно экспортировать в другие форматы файлов GIS. Сам веб-сайт OpenStreetMap является онлайн-картой, поисковой системой геоданных и редактором. OpenStreetMap был создан Стивом Костом в ответ на отказ Ordnance Survey, национального картографического агентства Великобритании, предоставить свои данные общественности под свободными лицензиями в 2004 году. Изначально карты создавались исключительно на основе GPS-треков, но база данных быстро пополнилась за счет импорта географических данных, находящихся в общественном достоянии, таких как TIGER (США), и оцифровки разрешенных аэрофотоснимков или спутниковых изображений. Распространение OpenStreetMap ускорилось с введением платной модели Google Maps в 2012 году и разработкой поддерживающего программного обеспечения и приложений. База данных находится под управлением Фонда OpenStreetMap, некоммерческой организации, зарегистрированной в Англии и Уэльсе, и финансируется в основном за счет пожертвований. Meta (ранее Facebook) запустила свой дистрибутив Daylight, основанный на OSM, в 2020 году. Фонд Overture Maps Foundation Linux Foundation выпустил свои первые открытые картографические данные, основанные на OSM и других источниках, в июле 2023 года.

История

Стив Кост основал проект в 2004 году, когда учился в университете в Великобритании, первоначально сосредоточившись на картографировании Соединенного Королевства. В Великобритании и других странах государственные проекты, финансируемые из налогов, такие как Ordnance Survey, создали огромные наборы данных, но отказались свободно и широко их распространять. Первый вклад был сделан в Лондоне в 2005 году. В апреле 2006 года был создан Фонд OpenStreetMap для поощрения роста, развития и распространения свободных геопространственных данных, а также для предоставления геопространственных данных для использования и обмена. В апреле 2007 года компания Automotive Navigation Data (AND) пожертвовала проекту полный набор данных о дорогах для Нидерландов и данные о магистральных дорогах для Индии и Китая. К этому времени было зарегистрировано 9 000 пользователей. В октябре 2007 года OpenStreetMap завершил импорт дорожного набора данных переписи населения США TIGER. Yahoo! (2006–2011) и DigitalGlobe (2017–2023) разрешили использовать их аэрофотосъемку и спутниковые снимки в качестве основы для создания карт. В период с 2009 по 2011 год NearMap Pty Ltd предоставляла свои фотокарты высокого разрешения (крупных австралийских городов, а также некоторых сельских районов Австралии) под лицензией CC BY SA. Среди основных пользователей были Foursquare и Craigslist, которые внедрили OpenStreetMap, а также Apple, которая расторгла контракт с Google и запустила собственную картографическую платформу, использующую данные TomTom и OpenStreetMap. В марте 2020 года Facebook объявил о первом выпуске "Daylight Map Distribution" – снимка OpenStreetMap, прошедшего проверку качества. В середине декабря 2022 года Linux Foundation объявила о запуске нового сотрудничества в области картографии – Overture Maps Foundation. Ее заявленная миссия – "обеспечивать работу текущих и будущих картографических продуктов путем создания надежных, простых в использовании и совместимых открытых картографических данных". Основателями Overture стали Amazon Web Services (AWS), Meta, Microsoft и TomTom. Overture должна дополнять OpenStreetMap, и Overture поощряет участников вносить данные непосредственно в OpenStreetMap. 26 июля 2023 года Overture выпустила альфа-версию набора данных, состоящую из слоев интересных мест (POI), зданий, транспортной сети и административных границ. 59 миллионов объектов по всему миру поддерживают навигацию, локальный поиск и другие приложения.

Лицензия

Данные OpenStreetMap и производные тайлы были первоначально опубликованы под лицензией Creative Commons Attribution ShareAlike (CC BY SA) с целью стимулирования свободного использования и распространения данных. В сентябре 2012 года лицензия была изменена на Open Database License (ODbL), опубликованную Open Data Commons (ODC), чтобы более точно определить её применимость к данным, а не к их отображению. В рамках этого перелицензирования часть картографических данных была исключена из общего доступа. Это включало все данные, внесенные участниками, не согласившимися с новыми условиями лицензирования, а также все последующие изменения этих объектов. Также были исключены любые данные, добавленные на основе входных данных, несовместимых с новыми условиями. По оценкам, более 97% данных было сохранено в глобальном масштабе, однако некоторые регионы пострадали больше, чем другие, например, Австралия, где сохранилось от 24 до 84% объектов, в зависимости от их типа. В конечном итоге было сохранено более 99% данных, при этом Австралия и Польша пострадали от изменений сильнее всего. Все данные, добавляемые в проект, должны иметь лицензию, совместимую с лицензией Open Database License. Это может включать информацию, перешедшую в общественное достояние, находящуюся под свободной лицензией или не защищенную авторским правом. Программное обеспечение, используемое для создания и отображения данных OpenStreetMap, может иметь собственные условия лицензирования. Картографические тайлы, предоставляемые проектом OpenStreetMap, лицензировались под CC BY SA 2.0 до 1 августа 2020 года. Лицензия ODbL требует указания авторства при создании карт на основе данных OpenStreetMap, но не требует применения какой-либо конкретной лицензии к этим картам. На сайте в качестве требования к указанию авторства используется надпись "©OpenStreetMap Contributors" со ссылкой на страницу авторских прав ODbL.

Источники данных

Картографические данные собираются в результате наземных обследований, личных знаний, оцифровки изображений и использования государственных данных. Данные наземных съемок собираются добровольцами, традиционно используя такие инструменты, как портативный GPS-приемник, блокнот, цифровая камера и диктофон. Программные приложения для смартфонов (мобильных устройств) значительно упростили проведение съемок любому желающему. Затем данные вводятся в базу данных OpenStreetMap с помощью различных программных инструментов, включая JOSM и Merkaator. Местные команды OpenStreetMap, некоммерческие организации и органы местного самоуправления также организуют соревнования Mapathon для картографирования определенной территории. Доступность аэрофотосъемки и других данных из коммерческих и государственных источников предоставила важные источники данных для ручного редактирования и автоматизированного импорта. Для обработки автоматизированного импорта и предотвращения юридических и технических проблем предусмотрены специальные процедуры.

Опросы и личные знания

Картографы проводят наземные обследования пешком, на велосипеде, автомобиле, мотоцикле или лодке. Данные для карты обычно записываются на GPS-приёмник или на смартфон с картографическим приложением. После сбора данные 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, внести вклад в проект можно и без GPS-приёмника, например, с помощью бумажной съемки. Подобно пользователям, предоставляющим данные с помощью GPS-приёмников, корпорации (например, Amazon) с крупными автопарками используют телеметрические данные с транспортных средств для внесения данных в OpenStreetMap. Некоторые активные участники берут на себя задачу картографирования целых городов или организуют картографические мероприятия для привлечения других к завершению картографирования определённой территории. Значительное количество менее активных пользователей вносят исправления и небольшие дополнения в карту.

Государственные данные

Некоторые государственные учреждения опубликовали официальные данные о соответствующих лицензиях. Это включает в себя Соединенные Штаты, где произведения федерального правительства находятся в общественном достоянии. В США большинство дорог создано на основе данных TIGER от Бюро переписи населения. Географические названия изначально были получены из Информационной системы географических названий, а некоторые области содержат водные объекты из Национального гидрографического набора данных. В Великобритании импортируются некоторые открытые данные Ordnance Survey. В Канаде векторные данные CanVec от Natural Resources Canada и GeoBase предоставляют информацию о землепокрыве и улицах. В мировом масштабе OpenStreetMap первоначально использовал прототип глобальной береговой линии от NOAA. Однако из-за чрезмерной упрощенности и неточности он был в основном заменен другими государственными источниками или ручной отрисовкой. Карты, срок действия авторских прав на которые истек, могут быть хорошим источником информации об объектах, которые редко меняются. Сроки действия авторских прав различаются, но в Великобритании авторское право короны истекает через 50 лет, поэтому старые карты Ordnance Survey могут использоваться законно. Полный набор британских карт масштаба 1 дюйм на милю, датированных концом 1940-х и началом 1950-х годов, был собран, отсканирован и доступен в сети как ресурс для участников.

Вкладчики

Проект имеет географически разнообразную базу пользователей благодаря акценту на местные знания и ситуацию "на местности" в процессе сбора данных. Многие из первых участников были велосипедистами, которые проводили обследования для себя и других велосипедистов, картографируя велосипедные маршруты и проходимые тропы. Другие – специалисты ГИС, которые вносят данные, используя расширение для ArcGIS. Вкладчики – преимущественно мужчины, доля женщин составляет всего 3–5%. К августу 2008 года, вскоре после второй конференции "Состояние карты", было зарегистрировано более 50 000 участников; к марту 2009 года – 100 000, а к концу 2009 года это число приблизилось к 200 000. В апреле 2012 года в OpenStreetMap было зарегистрировано 600 000 участников. Около 30% пользователей внесли хотя бы одну точку в базу данных OpenStreetMap. Согласно исследованию 2011 года, только 38% участников выполнили хотя бы одно редактирование, и лишь 5% создали более 1000 узлов. Большинство участников находится в Европе (72%). Согласно другому исследованию, при запуске конкурирующей картографической платформы OSM привлекает меньше новых участников, а существующие увеличивают свой вклад, возможно, из-за идеологической приверженности платформе. В целом, это оказывает негативное влияние на общий объем вклада.

Коммерческие вкладчики

Некоторые компании свободно лицензируют источники спутниковых/аэрофотоснимков и уличных изображений, по которым участники OpenStreetMap обрисовывают дороги и объекты, в то время как другие компании предоставляют данные для импорта картографических данных. Automotive Navigation Data (AND) предоставила полный набор дорожных данных для Нидерландов и данные о магистралях для Китая и Индии. В июне 2018 года команда Microsoft Bing объявила о внесении в проект 125 миллионов контуров зданий США – в четыре раза больше, чем было внесено пользователями и импортировано из государственных источников данных. Amazon использует OpenStreetMap для навигации и имеет команду, которая корректирует карту на основе данных GPS-треков и отзывов водителей. По состоянию на февраль 2021 года Apple была самым активным корпоративным редактором, ответственным за 80% изменений существующих дорог.

Неправительственные организации

Humanitarian OpenStreetMap Team (HOT) – это некоммерческая организация, содействующая созданию карт силами сообщества по всему миру. Она разработала систему HOT Tasking Manager с открытым исходным кодом для организации совместной работы и внесла вклад в картографические работы после землетрясения в Непале в апреле 2015 года, землетрясений в Кумамото в 2016 году и землетрясения в Эквадоре в 2016 году. Проект Missing Maps, основанный Американским Красным Крестом, организацией «Врачи без границ» и другими НПО, использует HOT Tasking Manager. Университет Гейдельберга реализует проект Disastermappers для обучения студентов картографированию в гуманитарных целях. Когда в 2014 году в Гвинее произошла вспышка Эболы, волонтеры за пять дней нанесли на карту 100 000 зданий и сотни километров дорог.

Программное обеспечение

Приложения OpenStreetMap используют множество компонентов для предоставления сервисов. Картографические данные отображаются с помощью предварительно сгенерированных тайлов для различных уровней масштаба. Приложения для редактирования обычно поддерживают отображение изображений и полевых данных для картографирования в виде GPS-треков, а также голосовых, фото- и видео-аннотаций, облегчающих редактирование карты. Согласно исследованию Heigit, JOSM, ID, StreetComplete, Rapid и Potlatch являются пятью наиболее популярными инструментами для внесения вклада в OpenStreetMap в период с 2018 по 2023 год.

Сайт OSM с интегрированным редактором iD

Веб-сайт предоставляет интерактивный картографический интерфейс, основанный на JavaScript-библиотеке Leaflet (ранее использовалась OpenLayers), отображающий картографические тайлы, отрисованные движком рендеринга Mapnik. Основные типы отображения карты: стандартный, велосипедный, транспортный и гуманитарный. В феврале 2015 года OpenStreetMap добавила функциональность планирования маршрутов непосредственно на карту на своем официальном сайте. Для редактирования на сайте OSM используется iD. Изначально он был разработан Mapbox при финансовой поддержке Фонда Найта и распространяется под открытой лицензией. Он использует Ruby on Rails, позволяя пользователям редактировать карты и просматривать историю изменений. Приложение взаимодействует с базой данных OSM PostgreSQL для хранения пользовательских данных и метаданных редактирования. Карта по умолчанию отрисовывается Mapnik, хранится в PostGIS и поддерживается модулем Apache под названием mod_tile. Редактирование картографических данных может осуществляться с использованием спутниковых и аэрофотоснимков, GPS-треков и местных знаний. Nominatim (от латинского "по имени") – это инструмент для поиска данных OpenStreetMap по названию и адресу (геокодирование) и последующего создания синтетических адресов для точек OpenStreetMap (обратное геокодирование). Для поиска на сайте OSM используются данные Nominatim и GeoNames.

Другие настольные/веб-приложения

"RapiD" — это веб-редактор, основанный на iD. Он разработан и используется Facebook в рамках проекта "карта с ИИ" для добавления в OSM карт дорог, обнаруженных с помощью искусственного интеллекта (ИИ). JOSM, Potlatch и Merkaartor — более мощные настольные редакторы, которые лучше подходят для опытных пользователей.

Мобильные приложения

Vespucci – основной полнофункциональный редактор для Android, регулярно выпускаемый с 2009 года. StreetComplete, приложение для Android, запущенное в 2016 году, позволяет пользователям, не имеющим опыта работы с OpenStreetMap, отвечать на простые вопросы, касающиеся существующих данных в OpenStreetMap, и таким образом вносить свой вклад.

Качество

Поскольку OSM — это проект, созданный усилиями сообщества, и использует сложную систему тегов, существует вероятность внесения как случайных, так и преднамеренных ошибок. Участники используют меню истории на веб-сайте OSM, а также инструменты, такие как OSMcha, OSM Inspector и Osmose, для мониторинга, проверки и исправления ошибок. Данные OpenStreetMap успешно сравнивались с коммерческими источниками данных, хотя по состоянию на 2009 год качество данных различалось в разных регионах мира. Исследование 2011 года сравнивало данные OSM с данными TomTom для Германии. Для автомобильной навигации TomTom располагал на 9% большим объемом информации, в то время как для всей дорожной сети OSM содержал на 27% больше информации.

Мобильные приложения для общего пользования

OsmAnd, Locus Map, Maps.me и Organic Maps — это некоторые из мобильных приложений для широкого круга пользователей. Некоторые из них также поддерживают редактирование OSM.

Гуманитарная помощь

Землетрясение на Гаити в 2010 году заложило основу для сотрудничества между неправительственными организациями (НПО) и международными организациями. Волонтеры OpenStreetMap и Crisis Commons использовали имеющиеся спутниковые снимки, чтобы всего за два дня составить карту дорог, зданий и лагерей беженцев в Порт-о-Пренсе, создав "наиболее полную цифровую карту дорожной сети Гаити". После Гаити сообщество OpenStreetMap продолжило картографирование для поддержки гуманитарных организаций при различных кризисах и стихийных бедствиях. После конфликта на севере Мали (январь 2013 года), тайфуна "Хайян" на Филиппинах (ноябрь 2013 года) и эпидемии вируса Эбола в Западной Африке (март 2014 года) сообщество OpenStreetMap, совместно с НПО Humanitarian OpenStreetMap Team (HOT), продемонстрировало свою способность играть важную роль в оказании поддержки гуманитарным организациям.

Компании, базирующиеся в ОСМ

Mapbox — одна из первых компаний, предложивших сервисы на основе OSM. Пользовательские карты также можно создавать из данных OpenStreetMap с помощью различных программных средств, таких как Jawg Maps, Mapnik, Mapbox Studio и Tangrams от Mapzen. OSRM, GraphHopper, MapQuest и Valhalla от Mapbox — некоторые из поставщиков приложений для прокладки маршрутов.

Конференции "Состояние карты"

С 2007 года сообщество OpenStreetMap ежегодно проводит международную конференцию State of the Map (SotM), на которой собираются все заинтересованные стороны для обмена опытом и обсуждения актуальных вопросов. Многие популярные сервисы используют геолокацию или картографические компоненты. Среди известных сервисов, использующих OpenStreetMap, – Facebook, Apple Inc., Craigslist, Flickr, Foursquare, Snapchat и Strava. Для навигации OpenStreetMap используют Amazon, Tesla, Garmin, Moovit (навигация для общественного транспорта), Organic Maps, Geotab, Komoot (приложение для пеших и велосипедных маршрутов) и Gurtam. Разработчики игр, такие как Ballardia (World of the Living Dead: Resurrection), Niantic (Ingress, Pokémon Go), Hasbro (Monopoly City Streets), а также OpenTopoMap, визуализирующий топографические карты на основе данных OpenStreetMap и SRTM, также используют OpenStreetMap. Фонд Overture Maps Foundation занимается публикацией открытых геоданных и тесно сотрудничает с OSM, дополняя его возможности. Фонд поощряет своих участников вносить вклад в развитие OSM.

Исследования на основе ОСМ

Данные OpenStreetMap использовались в научных исследованиях. Например, данные о дорогах применялись в исследованиях оставшихся бездорожных территорий и при создании ежегодного индекса целостности лесных ландшафтов.