OpenStreetMap：对抗谷歌帝国的共享免费地图

讲在前面

在步入自动驾驶的学习之后，不可避免地我需要去了解在驾驶领域中选择的地图格式，而随着研究的进一步深入，我逐步了解到两种较为主流的自动驾驶地图格式，分别是OpenStreetMap和OpenDrive，前一种就是本节博客重点讲述的一个免费开源地图，而后者则是计划学习中的Carla软件所使用的地图格式，博主计划分别对二者进行一定程度的学习，并开设专栏博客作为总结与分享，敬请期待。在博客撰写过程中，参考了OpenStreetMap架构、OpenStreetMap初探系列以及一些网络内容，无任何商业用途。

文章目录

  • OpenStreetMap：对抗谷歌帝国的共享免费地图
  • 讲在前面
  • 一、OSM的起源
    • 1. 谷歌帝国
    • 2. 开源
    • 3. 基础思想
  • 二、OSM的发展
    • 1. 管理与运作
    • 2. 数据与服务
    • 3. 发展与未来
  • 总结

一、OSM的起源

1. 谷歌帝国

  • 谷歌世界：在如今的世界中，谷歌公司的产品组合遍布社会各个领域，例如网络搜索引擎、邮箱、视频、导航、甚至于笔记本、智能手机、眼镜等实体产业，衣食住行的各个方面，都暗含着谷歌的影子；

  • 谷歌地图：在众多谷歌的创新产品中，谷歌地图无疑是很多人在生活中会使用到的服务，无论是谷歌旗下的地图工具，还是接入谷歌导航数据后的第三方应用，谷歌丰富的服务，为人们带来了巨大的便利。

  • 垄断危害：但是同样，在带来巨大的价值之后，我们也需要从另一个角度来进行思考：当人类与周围环境之间处处都需要着一个这样“巨无霸”的公司时，未来真的有那么美好吗？对于我们来说，更加直观的感受就是目前TX和AL庞大的商业体系，当你无论是在出门工作或者旅游，无论是在娱乐还是学习，似乎我们都离不开它们的“控制”，而且不仅仅是在隐私等方面引人深思，企业的垄断实际上已经在逐步影响我们的体验，几个例子如下：

  1. 你想在YouTuBe上发布视频的评论，那么你首先需要Google+账号进行登录；
  2. 你想要在一个网站上获取目标的文献，那么你首先需要**登录，并且绑定谷歌邮箱；
  3. 你想要在国内几乎任何应用或者网站上自由使用各种功能，那么你需要进行绑定QQ账号或者邮箱

让我们进一步想，如果这些“统一”的用户体验再延伸下去呢，可能你在一个娱乐APP上的应用，甚至需要和你的社交网络联通，你不能在不提供相应账号细节的情况下，使用目标服务，甚至需要付费；这时候作为跨产品粘合剂的“XX+”，在给我们带来便捷的同时，也加上了一道枷锁。

2. 开源

  • 理念：“百进时和；事业得叙者；货之源也；等赋府库者；货之流也。故明主必谨养其和；节其流；开其源；而时斟酌焉。”，出自《荀子·富国》，字面含义为，开发财源，增加收入。

开源最初的概念与现在有着很大的差异，随着社会的逐步发展，人们现在的开源指的更多的是共享、共同维护、共同创造，大家开始逐渐追求免费、共享、开源的社区环境，诸如此类，Github、Ubuntu、ROS乃至Wikipedia等开源的社区以及系统、服务开始更加收到人们的喜爱，开源共享，无疑是现代社会的主流。

  • Github：一个面向开源及私有软件项目的托管平台，作为开源代码库以及版本控制系统，Github拥有超过千万的开发者用户。随着越来越多的应用程序转移到了云上，Github已经成为了管理软件开发以及发现已有代码的首选方法。*

  • Ubuntu：一个以桌面应用为主的Linux操作系统，Ubuntu提供了一个健壮、功能丰富的计算环境，既适合家庭使用又适用于商业环境。Ubuntu社区承诺每6个月发布一个新版本，以提供最新最强大的软件。目标是让世界上的每个人都能得到一个易于使用的Linux版本，不论他所处的地理位置和身体状况。

  • ROS：Robot Operating System, 机器人操作系统) 提供一系列程序库和工具以帮助软件开发者创建机器人应用软件。它提供了硬件抽象、设备驱动、库函数、可视化、消息传递和软件包管理等诸多功能， 是一个适用于机器人的开源的元操作系统。

  • 维基百科：一个基于维基技术的多语言百科全书式的协作计划，是用多种语言编写而成的网络百科全书。创立之初，维基百科的目标是向全人类提供自由的百科全书。希望各地民众用自己选择的语言参与编辑条目。维基百科是强调Copyleft自由内容、协同编辑以及多语版本一个的网络百科全书项目，以互联网和维基技术作为媒介，已发展为一项世界性的百科全书协作计划。项目由非营利组织维基媒体基金会负责相关的发展事宜。

3. 基础思想

  • 创始人：史蒂夫·科斯特（Steve Coast），曾在伦敦攻读大学，后在计算机科学与物理专业退学，大学期间曾在学校研究院和软件公司工作，OpenStreetMap在大学就已建成
  • 最初的目的：“属于我自己的地图”，科斯特的想法是让人们能够在除了对地图进行浏览之外，拥有修改、纠正、添加地图数据的功能。

  • 内涵：科斯特的想法正与维基百科不谋而合，对于之前现有的地图，我们能做的只有下载图片，进行浏览，没有任何编辑等超出浏览权限的功能，而随着科技的进步，GPS接收器等定位导航器具造价逐渐降低，人们有了合作制作、修改地图的可能，任何人都可以采集数据，通过网络工具进行收藏记录，从而实现对于地图的大众应用和编辑；

二、OSM的发展

1. 管理与运作

  1. 2006年4月，科斯特在英国注册OpenStreetMap基金会，董事会有7名成员，科斯特本人作为顾问
  2. 2006年12月雅虎允许OpenStreetMap使用该站的航空摄像相片进行编辑根据
  3. 2012年，OSM约有65万注册编辑，同年Foursquare开始专用OSM驱动的MapBox进行签到服务，Craigslist网站、苹果等也开始逐渐倾向于使用OSM的数据
  4. 2013年，MapBox为OSM推出了新的编辑工具iD，很大程度上促进了人们为平台做出贡献
  5. 2014年，OSM约有150万名注册编辑，Skobbler开始提供大量基于OSM的服务。

在如今OSM已经取得了令人瞩目的发展，注册用户已经超过几百万，对于世界上的诸多国家和地区拥有精密的定位地图，但是同样，OSM仍然面临着一些问题和需要解决的关键。

2. 数据与服务

  • 基础数据获取：

  1. 项目启动初期：人工操作，由于成本和人力问题，人们只是骑着自行车携带GPS设备和相机，最后将GPS踪迹与照片等相匹配；
  2. 航拍图像时代：随着技术的进步，有很多公司，例如微软等贡献了许多航拍图像，从而让GPS轨迹覆盖在图片上面，但是许多地方仍旧需要进行人工绘制地点
  3. MapBox的工具iD：在2013年推出的编辑工具，通过点、线、区域代表基本的地图格式，鼓励更多的人为地图平台做出贡献；
  • 地图服务的优缺点：科斯特将地图服务的重点分为三个基本元素，即显示元素（地图本身）、地图内导航信息（限速、车道行驶方向等）和地址元素（房屋位置、门牌号等）

  1. 优势：对于OSM来说，由于用户的飞速增长，在大众的驱动下，显示地图十分完整，实际上在许多时候相比谷歌地图更加全面；
  2. 缺点：相比于谷歌地图，OSM的缺陷更多在于不太完善的导航元素和地址元素，所以即使在覆盖度和精度上稍占优势，谷歌地图仍旧占据着绝大部分的市场份额。

在这个问题角度上，科斯特以及Telenav公司同样有着相应的处理方法，他们收集大量的GPS轨迹，然后进行处理获取导航和地址信息，无需用户直接输入，比如，当司机在某条道路行驶时如果大部分人都是按照每小时60公里的速度行驶，就可能意味着该路段限速60公里，而当驾驶人都朝同一方向行驶时，就可判断当前车道为单行道。

3. 发展与未来

  • 发展障碍：
  1. 数据：在地图信息中存在一系列非单一映射的元素，而在处理这些数据时的反向工程常常极度困难，例如<font color = "coral"邮政编码，邮政编码的组合方式变化很复杂，而同一编码可以匹配多个地址，在数据处理中转换很困难。
  2. 版权：在日常生活中，人们对于使用产品的版权意识仍旧不强，甚至有诸多公司企图去除OSM原有的版权说明，这对于开源社区的发展有着重要意义。

  • 发展关键：
  1. 数据要求：在人们使用OSM的地图之后，需要汇报改动数据部分，能够帮助OSM进行调整更新；并且在使用OSM地图后需要在地图底部添加版权说明；
  2. 品牌意识：OSM在之前更多注重于地图本身的创建与修改，对于消费者端的独立服务相对较少，而如果专注于用户，虽然品牌影响力增加、认知度提升，但是会导致成本巨额增加；
  • 发展未来：
  1. 资金问题：对于OSM来说的消耗费用很低，由于没有员工酬金、房产以及管理费用等，并且伦敦大学学院和帝国理工学院免费提供了服务器的托管服务，加上一些捐赠资金，不存在这方面的问题。
  2. 平台效率：目前主流的在线世界地图服务众多，而这些地图服务从很大程度上是冗余且无用的，而一款开放、可编辑的在线地图平台已经足够满足要求，并且OSM同样提供了相当强大的离线访问功能。
  3. 移动应用/街景服务：街景服务的成本相当高昂，如果OSM想要提供更好的地图服务，就必然需要克服这一缺点，而在这之前，OSM的重点应该更多放在吸引更多用户之上。

总结

\qquad” 我想，有朝一日，人们在平价商店购买的导航器，配置的将都是 OpenStreetMap 的数据。”，独立的软件开发人拉姆 (Frederik Ramm) 在欧洲最大的自由软件展会柏林”Linux 大会” 上说道，对于从几年前仍旧许多残缺的空白地图到现在囊括整个世界的OSM来说，这一前景似乎并不是空口无凭，开源共享的理念终将会在现代社会中成为主流。本节博客主要介绍了OpenStreetMap（简称OSM），一个网上地图协作计划的起源于发展历史，从开源共享的基础思想逐渐成长为当下的庞然大物，OSM不仅依靠的是理念上的先进，更重要的是人类那种对于美好社区的追求，下节博客将会对于OSM的地图格式进行深入分析，敬请期待。