NL:GIS for Dummies (written by a dummy)

Deze pagina is bedoeld als een introductie voor enkele concepten van GIS/Geografie voor mensen zoals ik, die geen geograaf, noch GIS-specialist zijn en bij OSM terecht kwamen door een verscheidenheid aan redenen.

Alles dat hieronder is geschreven heb ik geleerd tijdens het ontwikkelen van Merkaartor. Het staat u vrij om domme dingen die ik heb gezegd te rectificeren ;-)

Datums, of wat is dat ding: WGS84

Iedereen weet dat de aarde rond is, toch? Wel, zoals u misschien al weet, dat is het niet. Vanwege verschillende krachten is de Aarde in feite afgeplat aan de polen en ziet er dus uit als een ellipsoïde. Meer nog, de vorm ervan verandert feitelijk constant!

Zoals u weet kan naar elk punt op Aarde worden verwezen door een lengtegraad(O-W) en breedtegraad(N-Z). Probleem is dat die coördinaten zij gedefinieerd uit een punt (0,0)°, dat zich constant verplaatst! Om een algemeen referentiesysteem te kunnen hebben, moeten we een precieze definitie hebben van de metrieken van de Aarde en dat is wat de datums beschrijven.

De meest recente standaard (en die wordt gebruikt door zowel GPS'en als OSM) is WGS 84.

• Een goede verzameling achtergrondartikelen en terminologie met betrekking tot Datums en kaartprojecties is te vinden op de pagina van de wiki van GRASS Basic GIS concepts. Uitgebreide rekenkundige documentatie is te vinden op de website van PROJ.4.

Projecties, of wat is Mercator

Mercator = cilinder

Wereld in Mercator

Omdat de Aarde rond is (wel, niet helemaal rond maar laten we er van uitgaan dat het wel zo is), moeten we een manier vinden om onze 3D-aardbol weer te kunnen geven op onze 2D-schermen (of 2D afgedrukte kaarten). Dat is waar projecties het spel betreden. Door eenvoudige of zeer gecompliceerde berekeningen, afhankelijk van de projectie, wordt de Aarde geprojecteerd op een 2D-oppervlak.

Er zijn talloze verschillende projecties, elk gebruikt voor een ander doel. Voor OSM zijn de meest belangrijke Mercator en Platte Carrée om redenen die u later zult leren, maar echt elke projectie kan worden toegepast op de gegevens van OSM.

Voor uw algemene kennis, Gerardus Mercator was een Belgisch Vlaamse cartograaf uit de 16e eeuw.

TMS

Hoofdpagina: TMS

TMS is een standaard voor het op tegels gebaseerd leveren van kaartafbeeldingen via het internet. Waar de feitelijke details van de implementatie kunnen variëren, kunnen we zeggen dat de gemene deler is dat een kaart van tevoren wordt gerenderd op verschillende zoomniveaus, gesplitst in tegels (tiles) (over het algemeen van 256x256 pixels) en uitgeleverd via een eenvoudige webserver.

De projectie die over het algemeen het meest wordt gebruikt voor kaarten is Mercator, of beter gezegd een speciaal geval van Mercator, die we allemaal de "Google projectie" noemen. De bijzonderheid van deze projectie is dat hij is begrensd in de breedtegraad tot ongeveer 85° noord en zuid en dat, wanneer de gehele wereld wordt weergegeven, de volledige kaart een vierkant is. De projectie is over het algemeen alleen nuttig voor visuele kaarten.

• Tegels van Google map en OSM Slippy map tilenames verschillen van de specificaties van TMS in die zin dat zij beginnen te tellen met tegel 0,0 aan de linkerbovenkant van het tegelraster, niet de linkeronderkant. Zie TMS#The Y coordinate flipped

WMS

Hoofdpagina: WMS

WMS (Web Map Service) is een andere standaard voor het leveren van kaartafbeeldingen. Het is nogal anders dan TMS in die zin dat wat wordt geleverd aan de cliënt ter plaatse wordt gerenderd, afhankelijk van zeer veel parameters, gespecificeerd in de URL. In de basis kunt u specificeren wat u wilt zien (layers), het gebied dat wilt hebben weergegeven (bounding box) en de indeling van de teruggegeven afbeelding (encoding en size).

De "projectie" die vaak wordt gebruikt met WMS is EPSG:4326. Ik plaatste projectie binnen aanhalingstekens, omdat EPSG:4326 niet echt een projectie is, het wil slechts zeggen dat we longitude/latitude gebruiken met de datum WGS84. De equivalente projectie is genaamd "Platte Carrée", wat een nette naam is om gewoon te zeggen dat, zonder rekening te houden met de schaal, 1° = 1 pixel. Als resultaat daarvan, longitude gaande van -180° tot en met +180° en latitude van -90° tot en met + 90°, is een volledige projectie van Aarde een rechthoek met een schaal van 2:1.

Wegen, punten en polygonen

Hier verschilt OSM van de meeste gevestigde indelingen voor GIS-Software en gegevens. OSM geeft de meeste van zijn kaartgegevens weer met twee eenvoudige element typen: knopen (nodes) en wegen (ways). De meeste andere indelingen hebben "polygons" en die geven twee-dimensionele gebieden weer (In OSM worden gesloten wegen daarvoor gebruikt).

Bestandsindelingen - Wat is een "Shape"?

Een van de meest voorkomende bestandsindelingen om gegevens van GIS uit te wisselen is de indeling .shp, ook wel bekend als Shapefile. Het werd geïntroduceerd door ESRI (het bedrijf dat het wereldberoemde ArcGIS levert) en tot op vandaag is het de de-facto standaard op dit gebied. Veel programma's voor GIS kunnen werken met Shapefiles of kunnen minstens de gegevens uit shapefile converteren naar een andere indeling die voor hen werkt. Een Shapefile bestaat altijd uit meerdere "echte" bestanden, het is dus gemakkelijk te beschadigen als u het veel kopieert/ plakt.

Lagen - zijn we in GIMP of zo?

De meeste programma's voor GIS hebben een mogelijkheid die "lagen" wordt genoemd - een concept dat veel mensen kunnen kennen vanuit bewerkers zoals Photoshop of GIMP. Het algemene idee is relatief simpel: In plaats van alle gegevens te plaatsen op dezelfde plaat, stapelt u verschillende typen gegevens over elkaar heen. Dit kan dingen gemakkelijker maken of krachtiger om bepaalde typen gegevens te gebruiken/af te handelen/te analyseren. Om een voorbeeld uit de wereld van GIS te gebruiken:

Een wetenschapper heeft een satellietafbeelding van de Sahel. Voor zijn werk wil hij die gaan gebruiken om te identificeren a) belangrijke wegen en b) watergaten. Daarom gebruikt hij de afbeelding als zijn basislaag en maakt hij er daar twee bovenop: ëén laag voor wegen (ways) (de wegen), één voor punten (points) (de watergaten). Dit is om twee redenen noodzakelijk:

1. Om de gegevens georganiseerd te houden: Wegen en Watergaten zijn twee verschillende aspecten, dus het zou niet erg netjes zijn om ze op één laag te plaatsen
2. Omdat veel indelingen voor het opslaan van gegevens met geoverwijzingen (.shp daarvan de meest voorkomende) slechts één type gegeven per bestand kunnen afhandelen

In OpenStreetMap houden we het simpel. Het is een cruciaal aspect van het project, dat nieuwe bewerkers zo snel en gemakkelijk mogelijk gewend raken aan de software voor bewerken. De kaartgegevens worden over het algemeen beschouwd als allemaal samengeklonterd op één laag. Sommige bewerkers ondersteunen afzonderlijke lagen, maar dat is over het algemeen om te gebruiken als gegevensbron/mechanisme om samen te voegen. Dat is niet echt een beperking! Het is slechts een andere manier van denken over het maken van een kaart. Op OSM gebaseerd kaartweergaven pikken er vaak bepaalde tags van OSM uit om weer te geven als afzonderlijke lagen (bijv. webkaartweergaven met aan te klikken markeringen). Op dezelfde wijze zal een proces van het converteren van gegevens van OSM naar Shapefiles het op tags gebaseerd uitsplitsen van gegevens betreffen.

Opmerking: Hier spreken we over layers zoals die voorkomen in software voor GIS. Het woord "Layer" kan is verschillende andere contexten worden gebruikt.