OpenStreetMap & Ar Redadeg

Contexte

https://ar-redadeg.openstreetmap.bzh

But : créer des données de tracés et points kilométriques basé sur le filaire de voie de OpenStreetMap.

Ceci afin d'avoir un tracé le plus précis possible par rapport aux longueurs et de connaître le nom des voies utilisées.

Principes

Ar Redadeg fonctionne par millésime.

TODO

Prérequis

Une machine sous linux ou OS X.

Une base OpenStreetMap au format natif (osm2pgsql) nommée "osm". Voir ce script qui fait ça très bien. Attention : 18 Go de disque consommé pour le grand ouest de la France.

• Un serveur PostgreSQL 11 + PostGIS 2.5 + PGrouting 2.6
• Python > 3.8

Installation

Cloner ce dépôt

On commence par cloner ce dépôt.

Allez où vous voulez sur votre ordinateur, puis :

git clone https://github.com/osm-bzh/ar_redadeg.git

Installer ogr2ogr

ogr2ogr servira pour charger des données dans la base.

ogr2ogr fait partie du paquet 'gdal-bin'

sudo apt-get install gdal-bin
ogr2ogr --version

Python

À partir de la phase 4, on utilise un environnement virtuel Python 3. Et à terme, tous les scripts seront en python.

Généralités pour Python3 :

sudo apt install libpq-dev python3-dev
sudo apt install python-is-python3

Création d'un environnement virtuel Python pour le projet :

python -m venv .venv
source .venv/bin/activate

python -m pip install --upgrade pip setuptools
python -m pip install psycopg2 wget

Configuration d'un millésime

Création du répertoire des données

Créer un répertoire de données pour le millésime.

mkdir -p data/{millesime}/backup

Et lui positionner les bonnes permissions.

chmod -R g+s data/{millesime}/

Ce répertoire recevra tous les fichiers temporaires nécessaires : exports GEOJSON depuis / vers umap, dumps SQL, etc.

Fichier de configuration

Modifier le fichier config.ini pour y mettre les informations de connexion aux bases de données (la base OpenStreetMap et les bases redadeg).

Créer la base de données

Se déplacer dans le répertoire des scripts : cd ar_redadeg/scripts_v2/

Utiliser le script suivant avec un compte linux qui dispose d'un rôle 'superuser' sur la base PostgreSQL. Donc idéalement, à exécuter avec le user postgres.

scripts/create_database.sh

su postgres ./create_database.sh {millesime}

Il va créer :

• un compte (rôle) redadeg
• une base redadeg_{millesime}
• les extensions postgis, postgis_topology et pgrouting
• et mettre le rôle redadeg en propriétaire de tout ça

Note : l'extension postgis_topology crée forcément un schéma topology dans la base de données.

Créer les tables

On exécute ensuite le script qui va créer toutes les tables :

./create_tables.sh {millesime}

La table de référence des secteurs est remplie avec le script update_infos_secteurs.sql. Adapater ce script SQL en fonction de Ar Redadeg.

Note : le principe est de travailler dans le système de projection IGN Lambert93. Les tables / couches dans ce système ne sont pas suffixé. Les tables d'import depuis umap sont suffixées en "3857" et les tables ou vues d'export sont suffixées en "4326".

import depuis umap -> traitements -> export pour umap /stal / merour
    EPSG:3857      ->  EPSG:2154  ->    EPSG:4326

couche des communes

./load_communes_osm.sh {millesime}

Ce script va récupérer une couche des communes de France (source OpenStreetMap) et la charger dans la base de données dans la table osm_communes.

Attention ! changer le millésime à utiliser ligne 26 : millesimeSHP=20210101 si nécessaire.

Charger et traiter les données

Création du filaire de voies support du routage

filaire de voies OSM

./create_osm_roads.sh {millesime}

Opérations effectuées :

• import du tracé phase 1 dans la base OSM
• dans la base OSM : extraction du réseau de voies (couche planet_osm_line à proximité du tracé manuel (zone tampon de 25 m) dans une couche osm_roads
• chargement de la couche osm_roads obtenue dans la base redadeg

La durée de cette étape varie selon votre machine : de 5 à 25 minutes…

Mais les données brutes OSM ne sont pas structurées pour pouvoir calculer un itinéraire.

filaire de voies OSM routable

./create_osm_roads_pgr.sh {millesime}

Opérations effectuées :

• création d'une topologie à partir de la couche osm_roads. Le résultat est un schéma osm_roads_topo qui contient des tables / couches qui constituent un graphe planaire.
• ajout d'un nouvel attribut géométrique sur la table osm_roads

On a ici juste créé ce qu'il faut pour disposer d'une topologie. Il faut maintenant la calculer.

Opérations effectuées :

• calcul du graphe topologique
• mise à jour de la couche osm_roads_pgr qui sert au routage / au calcul d'itinéraire

Patch manuel du filaire de voies

À cause de la configuration des données à certains endroits ou à cause des boucles en centre-ville il est nécessaire de "patcher" le filaire routable brut. Pour cela il faut :

• dessiner une zone d'emprise dans la couche osm_roads_pgr_patch_mask
• dessiner un nouveau filaire de voie dans la couche osm_roads_pgr_patch
• appliquer le script psql -h localhost -U redadeg -d redadeg < patch_osm_roads_pgr.sql

Ce script va :

1. supprimer les tronçons de voies de la couche osm_roads_pgr intersectés par les polygones de osm_roads_pgr_patch_mask
2. copier les tronçons de voies de la couche osm_roads_pgr_patch dans osm_roads_pgr
3. recalculer la topologie de routage (car la structure du réseau a été modifié à ces endroits)

Automatisation

Si besoin de mettre à jour les données depuis une base OSM fraîche, jouer :

• ./create_osm_roads.sh {millesime}
• ./update_osm_roads_pgr.sh {millesime}
• psql -h localhost -U redadeg -d redadeg < patch_osm_roads_pgr.sql

Si juste besoin de recalculer un itinéraire si les données Redadeg phase 1 ou 2 changent dans la zone tampon des 25 m existante, jouer seulement :

• ./update_osm_roads_pgr.sh {millesime}

Phase 1

./traitements_phase_1.sh {millesime}

• chargement des données depuis la carte umap phase 1 dans les tables :
  • phase_1_trace_3857
  • phase_1_pk_vip_3857
• chargement des tables de travail en Lambert 93 :
  • phase_1_trace
  • phase_1_pk_vip --> ne sert pas au final
• traitements :
  • La table phase_1_trace_troncons est remplie à partir de la couche phase_1_trace. Les lignes du tracé sont découpées en tronçons de 1000 m. Mais attention : on repart à zéro à chaque nouvelle section de la couche phase_1_trace. Cette couche de points est surtout là pour donner une vague idée du nb de km "vrais".
  • La vue phase_1_pk_auto consiste à placer un point à chaque extrémité de chaque ligne de la couche phase_1_trace_troncons.
• export en geojson WGS84 pour umap des tables :
  • phase_1_trace_4326.geojson
  • phase_1_pk_auto_4326.geojson
• export en Excel des tables :
  • phase_1_pk_auto_4326.xls

Phase 2 (obsolète : à reprendre)

./traitements_phase_2.sh

• chargement des données depuis la carte umap phase 2 dans les tables :
  • phase_2_pk_secteur_3857
  • phase_2_point_nettoyage_3857
• traitements :
  • recalage des PK secteurs sur les nœuds de la couche osm_roads_pgr_vertices_pgr (sommets de la couche du filaire de voie routable) => chargement de la couche phase_2_pk_secteur
  • recalage des points de nettoyage de la même façon => chargement de la couche phase_2_point_nettoyage
  • calcul d'un itinéraire pour chaque secteur en utilisant les PK de début (ou fin) de chaque secteur => remplissage de la couche phase_2_trace_pgr
  • création de la couche phase_2_trace_secteur à partir de phase_2_trace_pgr
• export en geojson WGS84 pour umap des tables :
  • phase_2_pk_secteur.geojson
  • phase_2_trace_pgr.geojson
  • phase_2_trace_secteur.geojson
• exports en Excel des tables :
  • phase_2_tdb.xls
  • phase_2_tdb.csv

Si on veut modifier radicalement le tracé (pas dans la zone tampon de 25 m), il faut donc :

• modifier le tracé sur la carte umap phase 1
• placer des points coupe-trace sur la carte umap phase 2
• puis relancer ./traitements_phase_2.sh

S'il faut patcher manuellement un secteur voir plus haut "Création du filaire de voies support du routage".

Phase 3 :

Cette phase consiste à découper…

Phase 4

Transition vers phase 5 =

• déactivation des scripts automatiques sur les serveurs.
• exports des données pour les cartes umap

Phase 5

À partir de cette phase : les PK sont gérés manuellement. Par contre : on peut toujours utiliser les traitements phase 1 et 2 pour récupérer et mettre à jour le filaire OpenStreetMap. Ou pour prendre en compte des modifications sur le tracé.

Les PK sont gérés à partir de cartes umap : 1 par secteur. voir http://umap.openstreetmap.fr/fr/user/osm-bzh/

Si on a fait une modification du tracé, la couche à jour est phase_2_trace_pgr

celà veut dire de nouvelles voies empruntées et des PK de référence qui ne sont plus au bon endroit.