（一）OSM路网相关介绍

一、OSM格式文件

OSM虽然是OpenStreetMap的简称，但如果赋予数据的话，它就是一种格式，该格式以.osm结尾 Osm格式的数据是具有拓扑关系的，不同于传统的几何对象，它包含了各个成员之间的引用，而共点是最能阐述这一特性的。

其中包括四类核心要素：node（节点）way（通道）relation（关系）tag（标签）

接下来我们一个一个介绍这四种核心要素：

1.node：

定义：地理位置点，以经纬度坐标形式存储，横坐标：维度，纵坐标：经度，主要表达没有尺寸的要素，比如POI（兴趣点）或山峰的制高点；

以从官网下载的某一片区域为例，得到的.osm文件中，node部分包含上述要素：

node id——节点的ID； visible——节点是否可见； version——节点版本； changeset——节点变更集；timestamp——时间戳； user——使用者； uid——使用者ID； lat——节点经度；lon——节点纬度；

2.way

定义：由N个Node组成，可以是多义线，当形成闭合路径时也可以是面；既可以代表线性要素，如街道、河流等，也可以代表面状要素，如森林、公园、停车场、湖泊等；

way部分由多个node组成，因此way部分还包含了多个node id(nd)，并且组成的way具有其相应的tag，用于表示这个way到底表示什么。

3.relation

定义：Relation用来表示已存在的节点和通道的相互关系，引用的成员包含Node、Way、甚至是一个Relation，比如道路的转弯限制，高速公路跨越多条普通道路（并不相交），以及中间有洞的环形面等；

relation部分包含的成员member可以是Node、Way、甚至是一个Relation。该选中区域只包含了way，分别扮演着外层（outer）和内层(inner)的角色。

4.tag

定义：Element的属性标签，单纯的Node、Way或者Relation没有任何意义，只存在几何形态geometry，只有通过tag标签的k-v键值对的值，我们才知道Node代表什么，Way表示的是一个体育场还是一个耕地，或者Relation是一个地铁站还是一个片区。

tag部分通过k-v键值来表达该部分的含义，比如当k指向“name”的时候，表达的是该部分的名称是什么，比如图中名称为“中大”；当k指向“type”的时候，表达的是该部分的类型是什么，比如图中说明类型是“public_transport”。

二、数据获取

1.：OpenStreetMap官网：可以导出当前地图浏览范围涉及的数据，导出格式为OSM。（最为简单便捷，但需要爬墙）

具体步骤： 1.进入官网，搜索想选择的区域 2.点击手动选择区域（或根据经纬度划分区域） 3.点击导出，对.osm格式文件进行命名

2.Geogfabrik：定期更新的洲、 国家和特定城市数据库，格式包括OSM、PBF（压缩过的OSM）、Shape文件等（https://download.geofabrik.de/）。

可以根据需要选择不同国家的数据库，下载不同格式的文件（如下图所示）。（但下载到的至少是以国家范围为基本的数据，一般不常使用，不作推荐）

3.ArcGIS OSM编辑器：Arcmap的免费开源扩展插件，单次下载的地图范围有限，可通过切块下载解决，同时提供了一些编辑、分析工具。

进入ArcGIS Editor for OpenStreetMap的GitHub主页：https://github.com/Esri/arcgis-osm-editor，并依据自己的ArcMap软件版本进入不同的下载页面。

安装完成后进入ArcGis软件可以在界面中看到已存在OSM插件。

4.QGIS：安装QGIS后在插件里搜索OSMDownloder安装，可以得到OSM插件。

三、数据处理

1.多余道路删除：由于OSM中只要某条道路的其中一部分存在于选择的区域内，OSM就会导出该条道路包含的全部节点。可以利用python语言处理，通过选择边界的经纬度，将超出边界部分的节点删除，从而得到区域内的路网。

该转换过程的源代码，详情见这位博主的csdn博客（超详细）：Python处理OpenStreetMap(OSM)数据_python openstreetmap-优快云博客

2.坐标转换：OSM数据采用地理坐标系，测量距离或与其他数据共同使用时，可能需要投影和转换坐标系。并且由于国内轨迹/真实路网数据使用的经纬度坐标系通常为 GCJ-02火星坐标系，从OSM上获取到的路网数据通常存在较大的偏差，因此很多时候也需要重新进行坐标转换。