[海洋社區發展與GIS應用]10/28 鄧東波 :自己的地圖自己畫

鄧東波 (Dongpo Deng)於

中山大學社會系2014.10.28

自願性地理資訊與開放街圖

Volunteered Geographic Information

and OpenStreetMap

地圖• 地圖，是根據一定的數學法則，將地球或星球的自然現象和社會現象通過概括和符號縮繪在平面上的圖形。

圖片來源：http://goo.gl/pwzED

以人口為基礎的比較統計地圖(Cartogram)

圖片來源： http://goo.gl/DXOsj

世界各地企業資金流動

http://opencorporates.com/viz/financial/index.html

《天下全輿總圖》，據稱是莫易仝於1763年模仿1418年的《天下諸番識貢圖》所繪，但 1493年3月15日哥倫布才發現新大陸，難道美洲是中國人發現的嗎？

是誰發現美洲？

圖片來源：http://goo.gl/fdlzR

• 這個圖引起是中國人發現美洲之爭，但許多證據指出這張圖是假造的

Economist報導 http://www.economist.com/node/5381851

圖片來源：http://goo.gl/y3sTZ

& http://goo.gl/6KKuR

地圖即是權力

加註南海的新版中國護照

地圖v.s.權力

• 2012

圖片來源：http://goo.gl/3y3su

2012.4.27 聯合國大陸礁層界線委員會(CLCS)批准日本大陸礁層延伸案

中華民國專屬經濟海域暫定執法線

地圖取自於鄭裕民，2006，海巡署於「暫定執法線」護漁工作暨相

關問題研析

改變中的地理資訊

地理資訊• 地圖是地理空間資訊的載體，而地理資料呈現地圖的基礎

• 廣義而言，具有地理參照(geo-

reference)的資料都可稱為地理資訊

• 地理坐標是清楚的地理參照，而地名、地址、郵遞區號、電線桿...等只要可以對應到地表空間上的真實位置都可以是地理參照 圖片來源：http://goo.gl/M2Xij

你打卡(Chick-in)了嗎？

開放(Openness)

開放的地理資料應該...

• 使用開放源碼(open source)和開放標準(open

standards)來交換和存取資料，不被任何特定資

料格式或技術方法所限制

• 使用開放的授權方式釋出，使地理資料交換和存取不因法律或智慧財產權(intellectual property

right)限制，而使資料可無償地被自由的散佈．

再製和修改

開放技術與標準

• 邁向使用開放的地理資訊「標準」和「授權」

Source:http://goo.gl/kuM3J

公佈在網站上的資料不等於開放資料

Source: http://goo.gl/BQisnSource: http://goo.gl/YKTtq

自2013年7月1日起開放實價申報登錄資料，將分為「不動產買賣實價登錄批次資料」、「不動產租賃實價登錄批次資料」與「預售屋買賣實價登錄批次資料」等3項於政府資料開放平臺正式上架(http://data.gov.tw/opendata/News?newsid=News11)

整合政府開放資料提供更好服務(Placr)

• 清理並整合政府公共

運輸資料，

• 對市民提供更好的服

務，如更便宜的乘坐

方式

• 對開發者提供更容易

應用開發的資料

http://transportapi.com/

收集處方箋了解用藥(Mastodon C)

• 從家庭醫生的處方箋中，了解醫生開的藥品

• 有些地區的醫生習慣用有品牌的降血脂藥

• 若醫生儘量使用非品牌用藥，則可為健保省下大半的降血脂藥之經費支出

http://www.economist.com/news/britain/21567980-how-scrutiny-freely-available-data-might-save-nhs-money-beggar-thy-neighbour#sthash.vFJeAuzV.dpbs

收集氣喘發作的位置了解環境與氣喘的關係

(Propeller Health)

合作協同(Collaboration)

合作協同(collaboration)• 地理資訊的生產者改變了，不再只有政府、學術機構

、或相關的單位才能生產地理資料，一般未受地理資

訊訓練的人也可以生產，且可以與其它人合作協同地

畫地圖，如OpenStreetMap

路殺社

https://www.facebook.com/groups/roadkilled/

由群眾提供的資料中擷取資訊

路殺社的資料成長

路殺熱點圖

http://geocyber.org/maps/heatmap/leaflet.html

Safecast: 民間版輻射計量器

Mobile+Geiger counter

Source:http://blog.safecast.org/

http://goo.gl/V1G5h

群眾收集輻射值揭露日本福島核電廠週遭輻射超標

集合眾人手機訊號的地圖

http://opensignal.com/

佔領立法院

數位志工整理救災資訊

高雄氣爆

凱旋、二聖路口

高雄大學資管系蕭漢威老師提供高雄氣爆

一心、和平路口

http://140.127.218.152/

凱旋、賢明路口

http://140.127.218.152/

高雄氣爆後OSM做什麼？

Before After

分享(Sharing)

分享(sharing)

• 網路內容常因朋友間相互分享訊息而產生，而這些訊

息之中常含有地理資訊，或者分享的資訊本身即是地

理資訊，如Facebook, Twitter, Flickr

2011年數位典藏地理資訊研討會

照片 、 標籤、地理標籤

Tags

Tags Tags

7/20/14

「東區」的概念樹

「東區」的空間範圍

•「廣義的東區是泛指復

興南路以東、內湖南港

以西的區域，一般所指

的東區商圈則泛指在忠

孝東路四段一帶上的太

平洋SOGO百貨、頂好

超市及明曜百貨等商圈

，範圍則在復興南路以

東，延吉街以西，並介

於市民大道和仁愛路之

間。」

社群媒體中的歧視性字眼

美國人的“仇恨”地理空間

http://users.humboldt.edu/mstephens/hate/hate_map.html中文介紹 http://geocyber.org/blog/?p=557

使用語意方法擷取Twitter中救災地理資訊

#help #Japan RT @http://goo.gl/n4MFw:

#minamisouma needs help, they need gas, food and

toilet paper

Tokaido Shinkansen stopped. A part of Tomei express

way is closed. #honyaquake #eqjp

Posted by http://goo.gl/PRfQJ on Mar. 18, 2011

Posted by http://goo.gl/ExbwO on Mar. 15, 2011

一條報導南相馬市需要煤氣、食物、和廁紙的訊息

一條報導東名快速道路封閉的訊息

三種triple-like結構

型態 資源和設施的語彙 關鍵詞 地方

I

Food, Water, Clothes, Blanket,

Medical, Sanitation/Toilet paper,

Gas/Gasoline/Fuel/Oil/Petrol,

Medical/Drug, Vehicle, Volunteer

Need, Supply,

Offer,

Shortage

Without, No

地名

II

Airport, Airport, Building,

Coast, Expressway,

Hospital, Hotel, Park,

Plant, Road, Railway,

Station, School, Shelter

Open,

Reopen,

Closed,

Damage

III

Airport, Building, Coast, Expressway,

Hospital, Hotel, Park, Plant, Road,

Railway, Station, School, Shelter

Open,

Reopen,

Closed,

Damage

地名

Type I的查詢結果

Google Map Traffic

http://geocyber.org/blog/?p=540

為什麼這些地方塞車？

據說 Google 收集Android手機用戶的位置資訊來改善交通狀況

香港佔中

截於9月29日23:13

由Flickr照片了解觀光客偏好的地點

紅色為觀光客，藍色為本地人

圖片來源: Eric Fischer

混搭(Mashup)

混搭(mashup)

• 線上地圖平台提供地理資訊操作與應用，個人可依喜好混合多種不同型態的資料，如Google Map

http://www.housingmaps.com/ http://weather.datamining.tw/uniform/

舊金山市動態公車地圖

http://www.sflivebus.com/動態的

「哈比人：意外旅程」拍片位置圖

http://cartodb.github.io/cartodb.js/examples/TheHobbitLocati

ons/互動的

紐約市長彭博12年的都市改造

http://www.nytimes.com/newsgraphics/2013/08/18/reshaping-new-york/

朝日新聞311震災後三年

http://www.asahi.com/shinsai_fukkou/3nen/

開放街圖OpenStreetMap

• 開放且自由的地圖

• 使用開放格式、開放源碼

• 開放授權的地理資料

• 全球性的合作協同計畫

• 群眾收集資料、群眾繪圖

• 在地的收集、全球的地理資料庫

• Many collections, one map

• 維基化(wiki-style)的地圖

OSM的源起與背景

技術面

GPS的普及• 美國於2000年解除人為干擾 (SA, Selective

Availability)，民用的GPS提高了定位精度

• 如今，GPS裝置是智慧型手機的基本配備

• 利用智慧型手機拍照和發送訊息都可以附加上地理標籤(Geotag)

• 人人都可以生產地理資訊

線上地圖• 線上製圖(Web Mapping)是指地圖製作、設計、和編修地圖的操作在網路上執行

• 技術：Web 2.0 相關技術的帶動，使地圖要在網頁呈現不再困難，如AJAX

• 軟體：開放源碼 (Open Sources) 軟體支持，如UMN MapServer, GeoServer, OpenLayers.....

• 標準：地理資訊標準和格式的使用，如KML

• 服務：API的技術，如XMLHttpRequest, Map

tiles, WMS, WFS

OSM的源起與背景

制度面

公部門地理資料• 多數國家的地圖或地理資料都是政府單位製作

• 美國將聯邦政府等級所生產的地理資料以「公眾領域」(Public Domain)釋出，如US Census的TIGER

• 但許多國家的地圖或地理資料是受到嚴格的著作權保護，如英國皇家版權(Crown copyright)，台灣亦是如此。

• 國家製圖單位用納稅人的錢所生產的地圖和地理資

料，在人民需要使用地理資料或地圖時，還得付大筆金錢，以英國為例，一個鄉鎮的地圖得花£30,000

，整個國家的話得花£4,099,000

對抗不開放的地圖• Steve Coast 希望在英國有免費且隨手可得的地理資

料，於是在2004年開始開放街圖(OpenStreetMap,

OSM)運動

圖片來源: http://stevecoast.com

合作協同的製圖方式• 他希望每個人在跑步、騎腳踏車、開車..任何在空間中移動的活動時，可以帶著GPS將航跡(traces)記錄下來

圖片來源: http://goo.gl/QHui1

2005年Mappers上傳至OSM的倫敦地區航跡

賦權：草根性地圖• 並且上傳至開放街圖的伺服器中

• 再透過群眾共同創建的力量，編

輯地圖、檢核地圖、生產地圖

• 最後使得每個人都可以免費的使

用這個地圖。

• Tim Berners-Lee 將OSM喻為全

球的草根性再製的地圖

(grassroots remapping of the

world)

另一種選擇• 商業的線上地圖不再是唯一

• Microsoft 和 ESRI 分別贊助 OSM

• Foursquare 和 Apple 放棄使用Google Map

做為社會公益使用(輪椅地圖)

• 利用OSM的建物中wheelchair=yes的標記來告訴使用者，那一棟建築物是無障礙空間

解決官方重繪地圖的經濟負擔

• 2013 Sochi Winter Olympics

蘋果日報學運打卡地圖

蘋果日報媽祖繞境地圖

OSM 資料來源• Mappers的努力，一步一腳印，一手一滑鼠

• 田野調查

• 利用GPS或walking paper在現場收集資料，並利用OSM的編輯器(於室內)製圖

• 螢幕數化

• 利用開放授權的衛星影像來數化，如Bing

• 開放資料的輸入

• 政府釋放，美國TIGER(PD)、

• 民間公司，荷蘭AND(CC)

OSM Mapping 步驟• 資料收集

• 行前準備

• 記事本、相機、GPS、紙圖、機車或自行車...

• 現地調場

• 上機畫圖

• 註冊帳號

• 上傳GPS traces

• 編輯地圖(用Bing Map)

• 查看地圖

收集資料

• GPS 航跡

• 地理標籤照片• 紙筆

(walking-papers.org)

• 其它，如Mobile

任何時候都把GPS打開記錄

Ikiya, 2012, Mapping of historical places in Japan, SotM2012

GPS traces<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<gpx version="1.0">

<wpt lat="34.377012038603425" lon="7.912682974711061">

<time>2010-12-19T13:42:47Z</time>

<name>Water fall</name>

</wpt>

<trk>

<name>ACTIVE LOG 001</name>

<trkseg>

<trkpt lat="50.079439021646976" lon="14.420736003667116">

<ele>178</ele>

</trkpt>

<trkpt lat="50.078988997265697" lon="14.420714965090156">

<ele>195</ele>

</trkpt>

<trkpt lat="50.079096034169197" lon="14.420756958425045">

<ele>199</ele>

</trkpt>

.....

</trkseg>

</gpx>

草屯鎮土地公廟調查

如何利用GPS得到更好的Mapping

利用waypoints決定地理物件

Ikiya, 2012, Mapping of historical places in Japan, SotM2012

活用waypoints

Ikiya, 2012, Mapping of historical places in Japan, SotM2012

活用waypoints(cont.)

Ikiya, 2012, Mapping of historical places in Japan, SotM2012

Ikiya, 2012, Mapping of historical places in Japan, SotM2012

拍照可以記錄重要的資訊

上傳GPS

http://www.openstreetmap.org/traces

註冊帳號

開始編輯地圖

描圖且加入屬性

查看地圖

OSM的資料管理

幾何模型

Tag

Node

Way

Open ployline

Closed ployline

Area

Relation

更多資訊 http://wiki.openstreetmap.org/wiki/Data_Primitives

OSM幾何資料模型

Node

(lat,

lon)

Relatio

nWay

Tag

(Key, Value)

(role)

0..n 0..n

(role)

0..n 0..n

0..n

0..n

1 1 1

(role)

0..n 0..n

<use>

is part of

0..n

Node<node id='1762782473'

timestamp='2012-12-12T03:49:16Z'

uid='1048' user='dongpo' visible='true'

version='2' changeset='14245247' lat='23.864527'

lon='121.5217101'>

<tag k='name' v='立川漁場' />

<tag k='tourism' v='attraction' />

<tag k='source' v='survey' />

<tag k='addr: housenumber' v='45' />

<tag k='addr:district' v='魚池' />

<tag k='addr:town' v='壽豐鄉' />

<tag k='addr:county' v='花蓮縣' />

</node>

Way

<way id='118416207'

timestamp='2012-05-23T17:43:06Z'

uid='1048' user='dongpo' visible='true'

version='4' changeset='14246301'>

<nd ref='1088092959' />

<nd ref='1088092953' />

....

<nd ref='1600948228' />

<tag k='highway' v='primary' />

<tag k='lanes' v='2' />

<tag k='oneway' v='yes' />

<tag k='ref' v='Hwy 11C' />

<tag k='ref:zh' v='台11丙線' />

</way>

Relation<relation id='2498406' timestamp='2012-10-14T19:01:55Z'

uid='1048' user='dongpo' visible='true' version='1'

changeset='13497007'>

<member type='way' ref='185846446' role='outer' />

<member type='way' ref='185846444' role='outer' />

<member type='way' ref='151063000' role='outer' />

<member type='way' ref='185846448' role='outer' />

<member type='way' ref='185846445' role='outer' />

<tag k='admin_level' v='8' />

<tag k='boundary' v='administrative' />

<tag k='name' v='草屯鎮 (Caotun)' />

<tag k='name:en' v='Caotun' />

<tag k='name:zh' v='草屯鎮' />

<tag k='type' v='boundary' />

</relation>

圖徵(Map feature)• Key / value

• higway = motorway

• name = 福爾摩沙高速公路

• ref = Fwy3

• maxspeed=110

• Recommended usage

• (wiki:Map Features)

• Consensus (Tagwatch, OSMdoc)

• Homogeneity : data reuse

• Requirement adjust

highway=motorway_link

highway=motorway

highway=primary

highway=cycleway

highway=trunk

highway=residential

highway=tertiary

highway=unclassified

highway=secondary

highway=bus_stop

各圖層的說明在Wiki上

http://wiki.openstreetmap/wiki/Zh-hant:Map_Features

更詳細的tag描述

changesets

JOSM

iD

智慧型手機中Apps

See more details

http://wiki.openstreetmap.org/wiki/Software

• Apple iOS

• Go Map!!

• Android

• OSMAnd

• Vespucci

OSM 技術架構

資料檢核• 和所有自由軟體一樣，資料品質的檢核是由社群完成

• Linus’ law

• given enough eyeballs, all bugs are shallow

• 充夠的繪圖者和地圖使用者，所有問題很快的就會被發現。

Inappropriate edits

Editing war in disputed area

Do not edit to change the

status of these islands or

revert edits doing so

without first contacting the

Data Working Group.

開放的力量: 賦權

三鶯部落不會出現在官方地圖的聚落

南榕廣場

開放的力量:

協同合作(Collaboration)

社群X國際組織

OSM在救災上發揮很大的幫助

OSM 對海地地震後救災的貢獻

地震前 地震28日後

Source: Mikel Maron 2010

OSM是一個開放的平台，地震後全球的Mappers投入，一週後海地太子港的OSM地圖，已經可以用來救災

Road data courtesy of OpenStreetMap

Humanitarian OSM Team

(HOT)• An organization working to promote the use of open data and

volunteered geographic information within the humanitarian and

development contexts

• 協調災後衛星影像的釋出

• 調度遠端繪圖工作

• 現地人員部署

• 在開發中國家的製圖

Mapping Changes

利用OSM來改善貧民區

Kibera地圖的比較

• 更多有關於Kibera貧民區的改善計畫可以看http://mapkibera.org/

Japan MozBus• A collaboration project is launched by Mozilla Japan

and OSM Japan Foundation

http://internet.watch.impress.co.jp/docs/news/20130920_616124.html

海燕颱風@菲律賓Tacloban

http://www.theatlantic.com/technology/archive/2013/11/how-online-mapmakers-

are-helping-the-red-cross-save-lives-in-the-philippines/281366/

HOT Tasks for managing the

mapping

Tacloban 製圖過程

即時的地圖提供救災

Building = collapsed

Tacloban受損房屋地圖

開放的力量:

協同合作(Collaboration)

社群X政府

歐盟 Corine Land Cover

匯入OSM

紐約市政府、Mapbox和OSM合作

在OSM中的政府建物外框線資料一旦被更新，政府單位可以經由Email得知

OSM日本與國土地理院

http://www.slideshare.net/mapconcierge/20131109-sot-mtaiwan

USGS

National Map Corps

http://nationalmap.gov/TheNationalMapCorps/index.html

• 利用OSM共同編輯地圖技術，提供民眾提供且修改在地的地圖

開放的力量: 再利用

OSM for 3D

http://demo.f4map.com/

Wheelmap

• 利用OSM的建物中wheelchair=yes的標記來告訴使用者，那一棟建築物是無障礙空間

OpenBeerMap

https://openbeermap.github.io/OSM OverpassAPI

植物出現紀錄

興安宮前的千年茄苳

茄苳老樹在OSM地圖中

都市林調查

生態地圖？

http://tools.geofabrik.de/mc/?mt0=mapnik&mt1=googlemap&lon=120.544&lat=24.30955&z

oom=14

風力發電機

苑裡地區的風力發電機

http://www.openstreetmap.org/?lat=24.5998477935791&lon=120.73566913604736&zoom=15

三義台13線外環道開發案

Concluding remarks

• OSM is a new paradigm which is different from

traditional GI

• VGI is new trend of GI

• Traditional geo-techs are difficult to deal with it

• Some methods in computer science can be used such

as Data Mining and Knowledge Discover

• Collaboration in GI is not a new issue

• the use of technologies for GI collaboration is quite

different from traditional geo-techs of PPGIS

• Cross-discipline is the prime way to go

dongpo.deng@gmail.com

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facebook: dongpo.deng

投影片下載: http://tinyurl.com/nsysu14osm

Thank you for your attentions!

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