简单的OpenStreetMap磁贴显示为Python

Question

我想在我的python代码中包含开放街道地图(OSM).

我已经阅读了很多关于OSM的网页.但不幸的是,我有点迷失,关于我最好用的包.

我正在寻找一种在我的应用程序中获取OSM图像的简单方法.作为我的起点,我想的是:

import matplotlib.pyplot as plt

# Pseudo - Code for required function 'GetOSMImage'
Map = GetOSMImage(lat,long,delta_lat,delta_long)

imgplot = plt.imshow(Map)

后来我想在这个plt中添加我的附加数据.(我知道我需要处理预测等)

我不需要/想要的东西:

• 在我自己的网站上显示
• 将我的数据上传到某个Internet服务器
• 缩放,滚动等交互式功能(首先)
• 手动处理并从OSM呈现.xml数据
• 首先,我不想定义渲染样式的每个细节.我希望/期望存在一些默认样式.

你有一个很好的起点吗？或者我低估了这个主题的复杂性？

Answer 1

根据您的输入,我能够实现我的目标.这是我的其他代码,它们正在寻找OSM的起点.(科西嘉还有很大的改进空间).

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

import math
import urllib2
import StringIO
from PIL import Image



def deg2num(lat_deg, lon_deg, zoom):
  lat_rad = math.radians(lat_deg)
  n = 2.0 ** zoom
  xtile = int((lon_deg + 180.0) / 360.0 * n)
  ytile = int((1.0 - math.log(math.tan(lat_rad) + (1 / math.cos(lat_rad))) / math.pi) / 2.0 * n)
  return (xtile, ytile)

def num2deg(xtile, ytile, zoom):
  n = 2.0 ** zoom
  lon_deg = xtile / n * 360.0 - 180.0
  lat_rad = math.atan(math.sinh(math.pi * (1 - 2 * ytile / n)))
  lat_deg = math.degrees(lat_rad)
  return (lat_deg, lon_deg)



def getImageCluster(lat_deg, lon_deg, delta_lat,  delta_long, zoom):
    smurl = r"http://a.tile.openstreetmap.org/{0}/{1}/{2}.png"
    xmin, ymax =deg2num(lat_deg, lon_deg, zoom)
    xmax, ymin =deg2num(lat_deg + delta_lat, lon_deg + delta_long, zoom)

    Cluster = Image.new('RGB',((xmax-xmin+1)*256-1,(ymax-ymin+1)*256-1) ) 
    for xtile in range(xmin, xmax+1):
        for ytile in range(ymin,  ymax+1):
            try:
                imgurl=smurl.format(zoom, xtile, ytile)
                print("Opening: " + imgurl)
                imgstr = urllib2.urlopen(imgurl).read()
                tile = Image.open(StringIO.StringIO(imgstr))
                Cluster.paste(tile, box=((xtile-xmin)*256 ,  (ytile-ymin)*255))
            except: 
                print("Couldn't download image")
                tile = None

    return Cluster



if __name__ == '__main__':

    a = getImageCluster(38.5, -77.04, 0.02,  0.05, 13)
    fig = plt.figure()
    fig.patch.set_facecolor('white')
    plt.imshow(np.asarray(a))
    plt.show()

Answer 2

建立在BerndGit的不错答案上,我添加了一个稍微修改过的版本,允许显示其他内容和图块(使用Basemap).顺便说一下,我遇到了一个专用的库,geotiler(http://wrobell.it-zone.org/geotiler/intro.html),但它需要Python 3.

from mpl_toolkits.basemap import Basemap
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

import math
import urllib2
import StringIO
from PIL import Image

def deg2num(lat_deg, lon_deg, zoom):
  lat_rad = math.radians(lat_deg)
  n = 2.0 ** zoom
  xtile = int((lon_deg + 180.0) / 360.0 * n)
  ytile = int((1.0 - math.log(math.tan(lat_rad) + (1 / math.cos(lat_rad))) / math.pi) / 2.0 * n)
  return (xtile, ytile)

def num2deg(xtile, ytile, zoom):
  """
  http://wiki.openstreetmap.org/wiki/Slippy_map_tilenames
  This returns the NW-corner of the square. 
  Use the function with xtile+1 and/or ytile+1 to get the other corners. 
  With xtile+0.5 & ytile+0.5 it will return the center of the tile.
  """
  n = 2.0 ** zoom
  lon_deg = xtile / n * 360.0 - 180.0
  lat_rad = math.atan(math.sinh(math.pi * (1 - 2 * ytile / n)))
  lat_deg = math.degrees(lat_rad)
  return (lat_deg, lon_deg)

def getImageCluster(lat_deg, lon_deg, delta_lat,  delta_long, zoom):
    smurl = r"http://a.tile.openstreetmap.org/{0}/{1}/{2}.png"
    xmin, ymax = deg2num(lat_deg, lon_deg, zoom)
    xmax, ymin = deg2num(lat_deg + delta_lat, lon_deg + delta_long, zoom)

    bbox_ul = num2deg(xmin, ymin, zoom)
    bbox_ll = num2deg(xmin, ymax + 1, zoom)
    #print bbox_ul, bbox_ll

    bbox_ur = num2deg(xmax + 1, ymin, zoom)
    bbox_lr = num2deg(xmax + 1, ymax +1, zoom)
    #print bbox_ur, bbox_lr

    Cluster = Image.new('RGB',((xmax-xmin+1)*256-1,(ymax-ymin+1)*256-1) )
    for xtile in range(xmin, xmax+1):
        for ytile in range(ymin,  ymax+1):
            try:
                imgurl=smurl.format(zoom, xtile, ytile)
                print("Opening: " + imgurl)
                imgstr = urllib2.urlopen(imgurl).read()
                tile = Image.open(StringIO.StringIO(imgstr))
                Cluster.paste(tile, box=((xtile-xmin)*255 ,  (ytile-ymin)*255))
            except: 
                print("Couldn't download image")
                tile = None

    return Cluster, [bbox_ll[1], bbox_ll[0], bbox_ur[1], bbox_ur[0]]

if __name__ == '__main__':
    lat_deg, lon_deg, delta_lat,  delta_long, zoom = 45.720-0.04/2, 4.210-0.08/2, 0.04,  0.08, 14
    a, bbox = getImageCluster(lat_deg, lon_deg, delta_lat,  delta_long, zoom)

    fig = plt.figure(figsize=(10, 10))
    ax = plt.subplot(111)
    m = Basemap(
        llcrnrlon=bbox[0], llcrnrlat=bbox[1],
        urcrnrlon=bbox[2], urcrnrlat=bbox[3],
        projection='merc', ax=ax
    )
    # list of points to display (long, lat)
    ls_points = [m(x,y) for x,y in [(4.228, 45.722), (4.219, 45.742), (4.221, 45.737)]]
    m.imshow(a, interpolation='lanczos', origin='upper')
    ax.scatter([point[0] for point in ls_points],
               [point[1] for point in ls_points],
               alpha = 0.9)
    plt.show()

Answer 3

它不是那么复杂。从该链接可以获得一些指导，其中详细介绍了图块的复杂性。

在这里几乎无法复制它，但是通常您必须

• 通过公式确定所需的瓷砖
• 从服务器上加载它们（可以选择某些地图样式）
• 可能将它们双向连接
• 然后显示它们。

请注意，您可能还必须解决长宽比问题。

Answer 4

编辑：OpenStreetMap 声明他们的 tile 服务器不能免费使用并且受使用政策的约束：
https : //operations.osmfoundation.org/policies/tiles/
请在使用示例之前阅读此内容。

由于我在 Python 3.8 中实现代码时遇到问题，我将一些答案合并在一起并修改了代码。现在它对我有用，我没有收到任何错误。
当我尝试在 Python 3 中运行来自 BerndGit 的原始代码时，我必须进行与他的回答中描述的 Joining Dots 相同的更改。我换了

 import urllib2
 import StringIO

和

import requests
from io import BytesIO

因为 urllib2 库不再适用于 Python 3。您必须使用 urllib.request 或 requests。
然后我不得不从 getImageCluster 函数中更改这两行

imgstr = urllib2.urlopen(imgurl).read()
tile = Image.open(StringIO.StringIO(imgstr))

到

imgstr = requests.get(imgurl)
tile = Image.open(BytesIO(imgstr.content))

之后，我可以无错误地运行代码，但仍然无法下载图像。结果我总是得到一块黑色的瓷砖。通过一些研究，我了解到在使用请求时伪造用户代理很重要，因为网站可以判断请求来自 Python 并且可能会阻止它。以下网站对此 进行了描述：
https : //www.scrapehero.com/how-to-fake-and-rotate-user-agents-using-python-3/
所以我按照网站上的建议添加了这一行就在 getImageCluster 函数的开头：

headers = {"User-Agent":"Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_15_4) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/83.0.4103.97 Safari/537.36"}

现在我们需要将这些标头包含在请求调用中：

imgstr = requests.get(imgurl, headers=headers)

整个代码现在看起来像这样：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import math
import requests
from io import BytesIO
from PIL import Image
   
    
    
def deg2num(lat_deg, lon_deg, zoom):
  lat_rad = math.radians(lat_deg)
  n = 2.0 ** zoom
  xtile = int((lon_deg + 180.0) / 360.0 * n)
  ytile = int((1.0 - math.log(math.tan(lat_rad) + (1 / math.cos(lat_rad))) / math.pi) / 2.0 * n)
  return (xtile, ytile)
    
def num2deg(xtile, ytile, zoom):
  n = 2.0 ** zoom
  lon_deg = xtile / n * 360.0 - 180.0
  lat_rad = math.atan(math.sinh(math.pi * (1 - 2 * ytile / n)))
  lat_deg = math.degrees(lat_rad)
  return (lat_deg, lon_deg)
   
def getImageCluster(lat_deg, lon_deg, delta_lat,  delta_long, zoom):
    headers = {"User-Agent":"Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_15_4) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/83.0.4103.97 Safari/537.36"}
    smurl = r"http://a.tile.openstreetmap.org/{0}/{1}/{2}.png"
    xmin, ymax =deg2num(lat_deg, lon_deg, zoom)
    xmax, ymin =deg2num(lat_deg + delta_lat, lon_deg + delta_long, zoom)
   
    Cluster = Image.new('RGB',((xmax-xmin+1)*256-1,(ymax-ymin+1)*256-1) ) 
    for xtile in range(xmin, xmax+1):
        for ytile in range(ymin,  ymax+1):
            try:
                imgurl = smurl.format(zoom, xtile, ytile)
                print("Opening: " + imgurl)
                imgstr = requests.get(imgurl, headers=headers)
                tile = Image.open(BytesIO(imgstr.content))
                Cluster.paste(tile, box = ((xtile-xmin)*256 ,  (ytile-ymin)*255))
            except: 
                print("Couldn't download image")
                tile = None
   
    return Cluster
    
    
    
if __name__ == '__main__':
    
    a = getImageCluster(38.5, -77.04, 0.02,  0.05, 13)
    fig = plt.figure()
    fig.patch.set_facecolor('white')
    plt.imshow(np.asarray(a))
    plt.show()

结果如下：