QGISin OpenStreetMap-työkalut

QGIS paikkatieto-ohjelmistona ja OpenStreetMap (OSM) “avoimena maailmankarttana” ovat kaksi hyvin tunnettua ja menestynyttä avoimen lähdekoodin ja avoimen tiedon projektia. Molemmat juontavat juurensa 2000-luvun alkupuolelle, ja ovat nousseet ominaisuuksiensa ja aktiivisten yhteisöidensä ansiosta suosituiksi vaihtoehdoiksi suljettujen ratkaisujen tilalle.

Vaan kuinka QGIS ja OSM sitten toimivat yhteen, vai toimivatko? Ja pystyykö OSM:n dataa hyödyntämään helposti QGISissa esimerkiksi erilaisten paikkatietoanalyysien tekoon? Tässä artikkelissa esitellään lyhyesti QGISista löytyvät perustyökalut OpenStreetMapin aineistojen hyödyntämiseen eri tarkoituksiin.

Taustakarttana

Ehkä yleisin tai ainakin yksinkertaisin tapa käyttää OSM:in dataa QGISin projekteissa on suoraan taustakarttana. Tämän voi tehdä kahdellakin tapaa. Ensinnäkin QGISin selain-ikkunasta löytyvä XYZ Tilesin avulla voi määritellä eri palveluja karttatiilien noutamiseksi, ja OSM:lle tämä on tehty vieläkin helpommaksi, sillä se löytyy lisättynä XYZ Tiles -valikkoon oletuksena. Perustyylisen OpenStreetMap-kartan saakin lisättyä projektiin kuin projektiin todella helposti, riittää vain raahata se hiiren avulla karttaikkunaan!  

Toinen tapa on käyttää lisäosia. Tarkastellaanpa aluksi samalla mitä kaikkea lisäosia QGISille on OSM:iin liittyen olemassa. Avataan siis Lisäosat-valikko ja sieltä “Hallitse ja asenna lisäosia…” ja kirjoitetaan sitten hakukenttään esimerkiksi “osm”, jolloin löydetään kaikki QGISin lisäosat joilla on kyseinen tägi. Huomataan, että näitä erilaisia OpenStreetMap:iin liittyviä lisäosia löytyy kirjastosta noin kymmenen kappaletta.

Valitaan asennettavaksi QuickMapServices-lisäosa, joka tarjoaa suuren määrän taustakarttoja. Vaikka lisäosan listauksesta löytyviä palveluja taustakartoiksi selaillessa voikin viettää pitkän tovin, OSM löytyy helposti, ja lisäosa mahdollistaa OSM:n perustyylin lisäksi myös eri karttateemojen käyttämisen (Cycle Map, Landscape, Outdoors,  Transportation ja Veloroad). 

OSM-datan lataus

Jos sen sijaan haluaa päästä käsiksi suoraan OSM:n dataan ja tuomaan sen QGIS-projektiin muokattavaksi vaikkapa vektoritasona, on tämänkin toteuttamiseksi jälleen useampi vaihtoehtoinen tapa. Tässä kohtaa huomio saattaa kiinnittyä OSM:n ja QGISin datan hieman erilaisiin rakenteisiin. Siinä missä OSM-kohteetkin ovat pisteitä, viivoja tai alueita, näitä kuvataan elementeillä nodes/ways/relations ja niihin saattaa liittyä lukematon määrä ominaisuustietoja, jotka kuvataan eri tunnisteilla (tags). Muunnos OSM:n ja QGISin avulla kuitenkin onnistuu tässäkin tapauksessa ilman lisäponnisteluja ja OSM-kohteet saa ladattua QGISiin GDAL-kirjaston suosiollisella avustuksella.

Yksi tapa OSM-datan lataamiseen on käyttää Geofabrikin latauspalvelimia ja noutaa data jostain isommasta alueesta kokonaisuudessaan (menemällä web-selaimella osoitteeseen https://download.geofabrik.de/ ja sieltä downloads > maanosa > maa > osa-alueet). Kuitenkin esimerkiksi Suomesta on ladattava koko alue kerralla, pienempiä osa-alueita ei löydy. Tyypillisesti päivittäin päivittyvä data on ladattavissa joko pbf- tai Shapefile-formaateissa ja se sisältää lisäksi kaiken OSM-kohteiden datan kyseiseltä alueelta, tiettyjä metatietoja kuten muokkausten käyttäjätietoja lukuunottamatta. 

Mikäli kiinnostuksen kohteena oleva alue tai data on vähänkään rajoitetumpaa, kätevämpi tapa on käyttää lisäosaa nimeltä QuickOSM. Tämä mahdollistaa alueen rajaamisen ja myös noutamaan vain tietyntyyppiset kohteet eri kyselyillä. Lisäosa käyttää Overpass APIa ja sen omaa kyselykieltä, mutta pikakyselyitä pystyy helposti muodostamaan myös suoraan  pudotusvalikkoja käyttämällä. Tällöin voi valita alueeksi tietyn paikannimen, sen ympäristön, karttanäkymän tai tason, ja noutaa sieltä tietyt kohteet vain tägien tiettyjen arvojen perusteella. Tulokset saadaan ns. Väliaikaisina luonnostasoina geometrioittain, jotka on siis vielä erikseen tallennettava.

Toinen työkalu OSM-datan lataamiseen on OSMDownloader-lisäosa, jonka avulla voi valita tarkasteltavaksi alueeksi nelikulmion, josta kohteet haetaan. Se mahdollistaa myös vektoritason suoran lisäyksen QGISiin.

Geokoodaus

QGISiin on saatavissa kätevä hakutoiminto kohteiden hakemiseen paikannimen tai osoitteen perusteella. Asennuksen jälkeen Nominatim Locator Filter -geokoodauslisäosa löytyy QGISin pääikkunan vasemmasta alakulmasta klikkaamalla ja valitsemalla:

Käänteiseen geokoodaukseen kykenee puolestaan OSM Place Search. Kannattaa kuitenkin huomata, että tämä on ns. kokeellinen lisäosa, ja QGIS ei erityisesti suosittele niiden käyttöä muuta kuin testaustarkoituksiin. Tämän vuoksi lisäosa ei myöskään aiemmin näkynyt hakutuloksissa etsiessämme erilaisia lisäosia osm-hakusanalla. Myös kokeelliset lisäosat saa kuitenkin näkyviin, kun rastittaa Lisäosat-ikkunan Asetukset-kohdasta tarvittavan kohdan:

Reititys

Reittien suunnitteluun ja optimointiin OSM-dataan perustuen löytyy lisäosa ORS Tools. Käyttö vaatii API-avaimen (on annettava lisäosalle Provider Settings -kohdassa), jollaisen saa rekisteröitymällä ilmaiseksi osoitteessa: https://openrouteservice.org/

Perusreitityksen voi tehdä monen pisteen kautta ja perustuen joko matkan tai matka-ajan optimoimiseen. Valittavana on eri kulkuvaihtoehtojen  (auto, polkupyörä, jalan, rullatuoli) lisäksi kullekin vielä eri moodeja (esimerkiksi cycling-regular/road/safe/mountain/electric). Lisävalinnoista voi valita myös joko vältettäviä tägejä tai monikulmio-taso. Lisäosalla on mahdollista ratkoa optimaalista reittiä kauppamatkustajan ongelmalle.

Batch Jobs -välilehdeltä löytyy lisäksi työkalut esimerkiksi laskemaan kuinka laaja alue on mahdollista tavoittaa tietyn ajan sisällä (isochrones) eri matkustustavoilla. 

Datan ajallinen muutos

OSM-kohteiden ajallista muuttumista kartalla voi tutkia Animate OSM -lisäosalla. Alunperin Humanitarian OpenStreetMap Teamin (https://www.hotosm.org/ ) tehtävien edistymisen seurantaan kehitetty lisäosa, joka tällä hetkellä mahdollistaa ainoastaan rakennus-datan tarkastelun.

Lopuksi

Tässä artikkelissa annetut esimerkit ovat vain pintaraapaisu tavoista, joilla OSM-dataa voi hyödyntää QGISissä. Parasta onkin siis ottaa lisäosista kiinnostavimmat omaan testaukseen ja hyödyntää tätä koko maailman kattavaa avointa dataa omissa projekteissa.

Jaakko Lehto
Tietoa

Jaakko Lehto on teoreettisen fysiikan FT, jota kiinnostaa erityisesti paikkatieto, siihen liittyvä avoin lähdekoodi sekä reaalimaailman systeemien matemaattinen mallintaminen ja datan analysointi. Harrastuksina mm. musiikki ja kestävyysurheilu.