OSM und die Integration von Naturschutzinformationen

Ein Beispiel für die heterogene Abdeckunsgdichte:

Die erste Abbildung zeigt die globale Verwendung der Kategorie Wanderwege in OSM. Bei dieser Kategorie (Tag) handelt es sich um eines der einfachsten und wie die Abbildung zeigt, ein überall oft genutztes. Die folgende Abbildung zeigt die Verwendung eines Tags (Kategorie) für die eingeschränkte Nutzung von Straßen, Wegen, Plätzen. Diese weitaus komplexere Kategorie (Tag) wird in viel geringerem Maß benutzt und deckt bei weitem nicht alle Wege ab.

highway = path Wanderwege
access: conditional nutzung

Beispielhafte OVERPASS API Abfragen

[out:json][timeout:125];
relation["name"~"Wald-Wild-Schongebiet Rosengarten"]["boundary"="national_park"](47.600426,10.997517,47.610837,11.008827); 
out geom;

[out:json][timeout:125];
relation["name"~"Wald-Wild-Schongebiet Rosengarten"]["boundary"="protected_area"](47.600426,10.997517,47.610837,11.008827);
out geom;

[out:json][timeout:125];
way["name"~"Wald-Wild-Schongebiet Rosengarten"](47.600426,10.997517,47.610837,11.008827);
out geom;

Folgendes Beispiel zeigt die Darstellung des Wald-Wild Schongebiets Rosengarten in der DtP-Plattform. Das Gebiet liegt im Naturpark Ammergauer Alpen im Landkreis Garmisch-Partenkirchen. Für dieses Schongebiet gilt ein absolutes Betretungsverbot im Winter für den Zeitraum vom 1. Dezember bis 15. April.

Digitize the Planet e. V. erarbeitet einen Lösungsansatz

Die OpenStreetMap (OSM) Datenbank stellt derzeit eine der wichtigsten Grundlagen für freie und kommerzielle Routinganwendungen und Navigation dar. Der Vorteil von OSM ist die kostenfreie Verfügbarkeit weltweiter, zumeist sehr aktueller, routingfähiger Geodaten. Durch das Crowdsourcing-Prinzip kann jeder Informationen in die Datenbank eingeben und dazu beitragen, dass die Datengrundlage wächst und akkurater wird. Dies erspart App Entwicklern die Investition in eine eigene Infrastruktur zur Modellierung und Verwaltung, Laufendhaltung und vor allem dem Topologieaufbau der Geobasisdaten. Nachteilig sind die weltweit unterschiedliche Abdeckungsdichte, uneinheitliche Semantik und die nicht vorhandene systematische Qualitätskontrolle. Die Aufrechterhaltung einer konsistenten Qualitätskontrolle ist eine Herausforderung bei allen Crowdsourcing-Daten. Das macht OSM anfällig für Daten- und Attributierungsfehler, die versehentlich oder absichtlich auftreten.

Neben OSM existieren weitere freie und kommerzielle Provider von Geodaten und -diensten etwa für Routenplanung und Navigation (z.B. Google Maps, Here Maps, Apple Maps). Die Mehrheit der kommerziellen und freien Systeme für die Outdoor-Routenplanung arbeitet jedoch direkt auf den Geodaten aus OSM und deren Attribuierungen. Letztere sind in OSM über ein Tagging System und Attributkategorisierung realisiert. Für Flächenelemente in OSM (Relations) beinhaltet dies z.B. die Flächenkategorie über die z.B. Nationalparke und Schutzgebiete im Allgemeinen beschreibbar sind. Für Linienelemente (z.B. das Wegenetz), ist die Tagging Syntax weitaus komplexer. Neben unterschiedlichen Wegekategorien lässt sich auch die Oberflächenbeschaffenheit und weitere qualitative Attribute definieren. Auch konditionale Benutzungsinformationen wie permanente oder zeitliche Sperrungen (siehe Abbildung Access Conditional Nutzung) sind bereits möglich. Genau diese Information kann von Outdoor-Plattformen genutzt und in der Tourenplanung berücksichtigt werden.

Um verifizierte Daten in OSM zu implementieren, arbeitet Digitize the Planet e. V (DtP) bereits an einer technischen Lösung zur Integration der Daten aus seiner Plattform auf OSM. Der Wunsch des Vereins ist es, gemeinsam mit der OSM-Community Wege zur Integration seiner Daten zu erarbeiten.

Zusammen mit Mitgliedern, Partnern und Förderern aus dem Bereich der Outdoor-App Anbieter (Outdooractive AG, heigit GmbH, bergfex GmbH ) und mit der OpenStreetMap Community, erarbeitet Digitize the Planet aktuell die technischen Lösungen zur Aktualisierung der OSM Daten. Voraussetzung ist die Einhaltung des Verhaltenskodex für automatisierte Bearbeitungen von OSM Objekten.

Lösungsansatz

Um eine Integration der DtP Daten in OSM zu realisieren ist ein Abgleich der DtP Geometrien der Schutzgebiete mit beschriebenen Regeln mit den entsprechenden OSM Geometrien/Wege der Schutzgebietsflächen notwendig. Dies geschieht bei DtP bereits durch die Verlinkung auf die OSM Objekte durch den Abgleich mit den eindeutigen OSM IDs. Allerdings sind nicht alle Schutzgebiete mit einer OSM ID beschrieben, auch wenn diese bereits bei OSM existieren. Gleichwohl existieren in DtP bereits eine Vielzahl an Schutzgebieten, die bei OSM noch nicht erfasst sind.

DtP System und Web API

Digitize the Planet stellt über seine Plattform digitalisierte Regeln und Vorschriften für eine Vielzahl von Schutzgebieten zur Verfügung.

Das System von Digitize the Planet basiert auf einer Geodatenbank. Diese Geodatenbank bildet sämtliche Aspekte der Schutzgebiete, Regeln, Gesetzesgrundlagen, Outdoor-Aktivitäten, etc. ab. Verifizierten Nutzern ist es erlaubt, Regeln zu Schutzgebieten zu erfassen und zu verwalten. Die Verifizierung der Nutzer, welche relevante Daten in die Plattform eingeben, ist die Basis vertrauenswürdiger und sicherer Daten. Um Freizeitaktivitäten naturverträglich zu gestalten, lenken und limitieren Regeln und Gebote diese. Die Informationen zu Regeln haben daher richtig und nachvollziehbar zu sein. Nebst der Authentifizierung der Nutzer findet eine Verifikation der Informationen statt. Dafür ist jedem rechtlichen Schutzgebiet eine Verordnung zuzuordnen und diese im System zu hinterlegen. Darüber hinaus ist jeder Regel ein Verweis auf den entsprechenden Paragrafen in der Verordnung zuzuordnen.

Über die DtP-eigene API sind sämtliche Information zu Schutzgebieten und Regeln für andere Systeme verfügbar. Die Daten umfassen, neben den Attributen zu Regeln und Vorschriften, sowohl die Geometrien und weitere Metainformationen (Bilder, Beschreibungen) als auch Verknüpfungsidentifikatoren zu anderen Datenbanken, wie etwa zu OpenStreetMap (OSM).

OSM Schnittstellen und Tags

Mit der OVERPASS API bietet OSM eine Schnittstelle zur Abfrage von OSM Objekten. Diese API dient dem Abgleich mit bereits in OSM existierenden Schutzgebieten. Mit der Editing API bietet OSM eine weitere Schnittstelle. Diese erlaubt es autorisierten Benutzern, Änderungen an OSM Objekten vorzunehmen. OSM definiert Tags (Attribute) zur Beschreibung von Objekten. Für Wege sind dies z. B.: Wegekategorien, Oberflächenbeschaffenheit der Wege sowie unterschiedliche Werte zur Beschreibung der Betretungsberechtigung. Durch den Access-Tag lässt sich definieren, ob es sich um einen Privatweg oder rein landwirtschaftlich zu nutzenden Weg handelt. Zusätzlich können über das access:conditional Tag saisonale Sperrungen definiert werden. Diese Tags werden zum Teil schon von den auf OSM basierten Tourenplattformen genutzt. Etwaige Betretungsverbote werden im Routing angewendet bzw. berücksichtigt. Einige der von Digitize the Planet verwalteten Regeln lassen sich direkt auf das OSM Wegenetz innerhalb eines Schutzgebietes vererben. Dies gilt vor allem bei absoluten und saisonalen Betretungsverboten. Über die OSM Editing API lassen sich diese Wege entsprechend automatisch taggen. Die DtP-Plattform kennzeichnet sich dadurch, dass Regeln neben den Wegekategorien auch Outdooraktivitäten (z.B. Wandern, Mountainbiken, Schneeschuhwandern oder Langlauf) zugeordnet werden. In Schutzgebieten gelten für unterschiedliche Outdoor-Aktivitäten unterschiedliche Betretungsregeln. Es kann z. B. das Erreichen eines Kletterfelsen zu Fuss erlaubt, aber Wandern auf den Zustiegswegen verboten sein. Entsprechend ist die OSM Tagliste um Aktivitäten zu erweitern. Betretungsberechtigungen für Wege müssen je nach Outdoor-Aktivität unterschiedlich beschreibbar sein. Die Outdoor-Plattformen behandeln schon jetzt spezifische Tourenplanungen für unterschiedliche Aktivitäten, über einen entsprechenden Tagsatz bei OSM Objekten und den darin abgebildeten DtP Regeln, können den Plattformen die Daten entsprechend über OSM zur Verfügung gestellt werden.

Der Abgleich der DtP Regeln mit OSM kann weitestgehend automatisch erfolgen. Es ist möglich, den Abgleich in definierten Zeitintervallen vorzunehmen. Eine andere Option ist der automatische Abgleich, sobald neue Schutzgebiete und Regeln in der DtP Plattform erfasst werden. Die Regeln stehen unmittelbar für die entsprechenden OSM Relations der Schutzgebiete als auch der darin befindlichen OSM Wege zur Verfügung und können direkt von den Outdoor-Plattformen genutzt werden.

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