GNavigia - OSM Da­ten On­line

Ti­le Ser­ver: Fer­ti­ge OSM Da­ten aus dem Netz nut­zen

Es ist ei­ne al­te For­de­rung vie­ler Nut­zer von GNavigia, dass das Pro­gramm Kar­ten so dar­stel­len kön­nen soll­te, wie es G­oo­gle- oder Bing-Maps tun. Das Pro­blem mit die­sen Kar­ten­ser­vices ist, dass die Nut­zung stark ein­ge­schränkt ist, dass man ins­be­son­de­re Är­ger be­kom­men kann, wenn man da­von ab­ge­lei­te­te Kar­ten auf der Home­page ver­öf­fent­licht. Da­her wird es die­sen Kar­ten­hin­ter­grund in die­sem Pro­gramm nicht ge­ben, zu­min­dest nicht von mir pro­gram­miert. Das könn­ten Sie sel­ber tun, da die Hin­ter­grund­bil­der auf de­fi­nier­te Art und Wei­se vom Pro­gramm ent­ge­gen­ge­nom­men wer­den, wie auf an­de­ren Sei­ten die­ser Do­ku­men­ta­ti­on hin­läng­lich be­schrie­ben steht.

Zwar se­he ich ein, dass die meis­ten Vor­schlä­ge mei­ner­seits, wie man das Pro­gramm mit ei­nem hüb­schen Hin­ter­grund­bild ver­sieht, re­la­tiv exo­tisch sind, aber die WMS-Ser­vices lie­gen ja nun nicht weit von ei­ner sol­chen Lö­sung ent­fernt. Das gilt um­so mehr, seit sich das Bun­des­amt für Kar­to­gra­fie und Geo­dä­sie (BKG) als Diens­tean­bie­ter ein­ge­schal­tet hat. Um die an­spre­chen­de Kar­te des BKG nut­zen zu kön­nen, ha­ken Sie im Dia­log Aus­wahl der OSM-Layer die Kar­te mit der ID 900 an. (Für die Dar­stel­lung der Schum­me­rung in gro­ßen Maß­stä­ben müs­sen Sie ID 8080 zu­schal­ten. Wir ha­ben auf­ge­schrie­ben, wie Sie frei zu­gäng­li­che EU-DEM-Daten in das da­zu be­nö­tig­te SRTM-For­mat um­wan­deln.)

Wenn man auf­merk­sam die Do­ku­men­ta­ti­on liest, kommt man auch mit WMS-Ser­vices mit ver­tret­ba­rem Auf­wand zum Ziel. Ich konn­te mich trotz­dem (und/oder ge­ra­de des­halb) bis­her nicht da­zu durch­rin­gen, die im Netz ver­füg­ba­ren OSM-Daten, die be­reits fer­tig ge­zeich­net sind und in Form von Ka­cheln ab­ge­ru­fen wer­den kön­nen, als Kar­ten­grund­la­ge zu ver­wen­den. Das hat Grün­de, die auch heu­te noch gel­ten. Fer­ti­ge Ka­cheln (engl. Ti­les), die von so­ge­nann­ten Ti­le Ser­vern ge­lie­fert wer­den,

  • lie­gen stets in ei­nem un­run­den Maß­stab vor,
  • ha­ben ei­ne von UTM ab­wei­chen­de Pro­jek­ti­on,
  • kön­nen nur ent­lang von Län­gen- und Brei­ten­gra­den ab­ge­fragt wer­den und
  • er­zeu­gen ei­nen ho­hen Da­ten­durch­satz für die be­tei­lig­ten Ser­ver.

Tat­säch­lich be­grenzt der zwei­te Punkt die Ein­satz­mög­lich­kei­ten, ins­be­son­de­re den sinn­voll nutz­ba­ren Maß­stabs­be­reich. An­de­rer­seits sind die Ka­cheln von gu­ter Qua­li­tät und er­ge­ben ei­nen an­spre­chen­den Duk­tus, so­dass ich mich mit der Fra­ge be­schäf­tigt ha­be, wie man die Ka­cheln für GNavigia nutz­bar ma­chen kann. Das Er­geb­nis ist der Ti­leSer­ver­Back­groun­dPro­vi­der, ein sper­ri­ger Na­me zwar, aber ein durch­aus brauch­ba­rer An­satz, wie die Bild­schirm­fo­tos auf die­ser Sei­te be­wei­sen wer­den.

OSM: Fea­tu­res des Ti­le Ser­ver Cli­ents

Da­mit al­les ein biss­chen ein­fa­cher wird, fast so wie ein Zu­griff auf die be­kann­ten Kar­ten­diens­te, an­de­rer­seits aber auch den run­den Maß­stab und die ´ ak­tu­ell ver­wen­de­te UTM-Abbil­dung bei­be­hal­ten zu kön­nen, so­wie der Bit­te der OSM-Gemein­de nach­zu­kom­men, das Da­ten­auf­kom­men ge­ring zu hal­ten, ha­be ich die fol­gen­den Punk­te zum Aus­gangs­punkt der Ent­wick­lung ge­macht. Da­nach soll für den Ti­le Ser­ver Cli­ent (Ti­leSer­ver­Back­groun­dPro­vi­der) gel­ten:

  • Der Ti­le Ser­ver kann nur mit Ca­che (Zwi­schen­spei­cher) be­trie­ben wer­den,
  • Der Maß­stabs­be­reich soll ei­ne Ent­zer­rung der Kar­te auf die UTM-Abbil­dung zu­las­sen,
  • Der Maß­stab soll von GNavigia vor­ge­ge­ben wer­den, nicht von den Ka­cheln,
  • Ei­ne be­lie­bi­ge An­zahl von Over­lays muss er­laubt sein, um die Mög­lich­kei­ten der OSM-Ser­ver best­mög­lich zu nut­zen.

Da­ten­zu­grif­fe mi­ni­mie­ren

OSM Kachel 0 We­gen des enor­men Da­ten­trans­fers ver­wun­dert es nicht, wenn die OSM-Gemein­de dar­auf hin­weist, dass kei­ne flä­chen­de­cken­den Dow­n­loads er­wünscht sind. Es kann pas­sie­ren, dass man bei zu großem Da­ten­auf­kom­men im Down­load ge­bremst und schließ­lich kom­plett von der Lie­fe­rung aus­ge­schlos­sen wird. We­gen der un­ge­klär­ten Fra­ge über­mä­ßi­ger Nut­zung sen­det das Pro­gramm ei­ne Ken­nung, die GNavigia ein­deu­tig als User-Agent iden­ti­fi­ziert.

Ei­ne OSM-TileSer­ver-Kachel ist 256x256 Pi­xel groß und liegt, ver­lust­frei kom­pri­miert, als PNG-Datei vor. Die ers­te Ka­chel liegt in der Zoom­stu­fe 0. Sie bil­det die gan­ze Welt ab. Ich ha­be die­se Ka­chel ein­mal ex­tra­hiert. Sie ist nur 23KB groß. Da­nach wird die Ka­chel in Zoom­stu­fe 1 in 4 Tei­le ge­teilt, die 2. Stu­fe hat 16 Ka­cheln, die 3. be­reits 64 und die 18. 68719476736.

Das nach­fol­gen­de Bild, das die Halb­in­sel von Quibéron an der fran­zö­si­schen Bre­ta­gne­küs­te zeigt, ge­hört zur Stu­fe 12. Schauen Sie sich unbedint denselben Ausschnitt im BGK-Duktus (mit ID=8080 Schummerung) an! Nicht al­le Ser­ver, die Sie im Lau­fe die­ser Sei­te noch ken­nen­ler­nen wer­den, ver­dich­ten die Da­ten bis zur Stu­fe 18, die ei­ne or­dent­li­che Dar­stel­lung im Maß­stab 1:1000 er­laubt. Für die Schum­me­rung (neu­deutsch hill sha­ding), die meist bis 15 reicht, ist dar­über hin­aus kein Ge­winn an In­for­ma­ti­ons­ge­halt mehr mög­lich. Die ein­drucks­vol­le räum­li­che Wir­kung ist dann nicht mehr er­ziel­bar. Wenn Sie mit GNavigia Da­ten be­ar­bei­ten, wer­den Sie im­mer wie­der scrol­len und den Maß­stab än­dern, so oft, dass es il­lu­sio­nis­tisch wä­re, ei­ne mo­de­ra­te Men­ge an Da­ten­zu­grif­fen an­zu­neh­men. Da­her sind im Pro­gramm Maß­nah­men im­ple­men­tiert, die die Zu­grif­fe re­du­zie­ren sol­len. Die ei­ne gleicht ei­nem Brow­ser-Cache und die an­de­re hin­dert Sie dar­an, das Ca­ching zu um­ge­hen: Es gibt kei­ne Bil­der oh­ne Ca­che! Al­ler­dings kön­nen Sie ab GNavigia/Gina Ver­sion 3.8 wei­ter­ar­bei­ten: Das Hin­ter­grund­bild wird asyn­chron ge­la­den.

Radtouren - Carnac und QuiberonDie asyn­chro­ne An­for­de­rung be­trifft im­mer das gan­ze Bild. An­ders als im Brow­ser wer­den die Ka­cheln syn­chron ge­la­den, zu ei­nem Bild zu­sam­men­ge­setzt und die­ses dann zu­rück­ge­ge­ben, wes­halb Sie bei vie­len neu­en Ka­cheln zwar wei­ter­ar­bei­ten kön­nen, aber ggf. erst ein­mal oh­ne Hin­ter­grund­bild. Erst wenn sich die Ka­cheln im Ca­che be­fin­den, ist das Bild oh­ne merk­li­che zu­sätz­li­che Ver­zö­ge­rung da. Zu­dem kön­nen Sie off­li­ne ar­bei­ten, auch wenn dann ggf. ei­ni­ge zu­vor nicht ab­ge­frag­te Ka­cheln feh­len. GNavigia bie­tet kei­ne Mög­lich­keit, Ka­cheln für die spä­te­re Nut­zung au­to­ma­ti­siert ab­zu­fra­gen. Das ist so ge­wollt. Wenn Sie in ei­nem be­stimm­ten Maß­stab Ka­cheln nut­zen wol­len, dann müs­sen Sie halt von Hand das Ge­biet ab­wan­dern.

Der Ca­che und wie er funk­tio­niert

Das Ca­ching funk­tio­niert ganz ein­fach. Mit dem Pro­gramm zum Ab­ru­fen der Ka­cheln wird ei­ne Kon­fi­gu­ra­ti­ons­da­tei mit­ge­lie­fert, die Sie be­ar­bei­ten kön­nen. Da­rin kann das Ver­zeich­nis an­ge­ben wer­den, das den Ca­che auf­nimmt. Die­ser Ein­trag wird aber bei ei­ner neu­en In­stal­la­ti­on ge­löscht. Da­her hat die Set­zung der Va­ria­blen «GNAVIGIA_GTS_CACHE» im En­vi­ron­ment (wie set­zen?) ab­so­lu­ten Vor­rang:

  GNAVIGIA_GTS_CACHE=C:\Ca­che\GTS

Sie kön­nen ab Ver­sion 3.17 op­tio­nal auch den ge­wünsch­ten Fest­plat­ten­spei­cher­platz an­ge­ben mit:

  GNAVIGIA_GTS_CACHESIZE=2000MB

Sie kön­nen die An­ga­be «MB» weg­las­sen, aber das ist dann schon sehr cool und au­ßer­dem schlecht les­bar. Wenn Sie we­der dort noch in der Da­tei ei­nen Ein­trag ma­chen, wird der Ca­che im %TEMP% oder %TMP% Ver­zeich­nis an­ge­legt. Aber das ist un­be­frie­di­gend. Der Tipp des Ta­ges: Set­zen Sie ein Ver­zeich­nis für al­le Be­nut­zer! Dann kann je­der, der das­sel­be Ge­biet be­ar­bei­tet oder be­trach­tet, auf die Da­ten zu­grei­fen, was ge­rin­ge­ren Traf­fic und kür­ze­re Ant­wort­zei­ten mit sich bringt. Ab Ver­sion 4.4.2 kön­nen Sie statt der Grö­ße auch ei­nen Stern (*) an­ge­ben, dann un­ter­bleibt der Test auf Grö­ße und es wer­den kei­ne Da­ten mehr ge­löscht. Ab Ver­sion 5.0 ist der Stern Stan­dard. Oh­ne An­ga­be ei­ner Be­gren­zung wächst der Ca­che un­be­grenzt an.

Für das Neu­la­den ka­put­ter Ka­cheln ist aber auch ge­sorgt. So hat­te ein be­son­ders eif­ri­ger Mit­ar­bei­ter des OSM-Pro­jekts ei­nen Rech­ner so falsch ein­ge­stellt, dass die Be­schrif­tung kei­ne Um­lau­te ent­hielt son­dern Fra­ge­zei­chen. Be­son­ders Frank­reich war von die­ser Mi­se­re be­trof­fen. Manch­mal wer­den ein­zel­ne Ka­cheln auch ein­fach nur schwarz aus­ge­wor­fen, so­dass sie völ­lig un­brauch­bar sind. Für die­sen Fall gibt es das Nach­la­den per Klick in die Sta­tus­zei­le, ge­nau­er ge­sagt mit «Strg»+Klick auf «Ti­leSer­ver-Info».

Pro Ser­ver wird ein Ver­zeich­nis an­ge­legt, da­mit man nicht auf die falschen Da­ten zu­greift. Pro Ver­zeich­nis wur­den frü­her ma­xi­mal 1000 Un­ter­ver­zeich­nis­se an­ge­legt, die durch ei­nen vom Be­triebs­sys­tem be­reit­ge­stell­ten Has­hal­go­rith­mus be­stimmt wur­den. Wech­sel­te man das Ver­zeich­nis auf ein an­de­res Sys­tem, al­so von Win­dows 7 auf 8, so konn­te der Hash ggf. ein an­de­rer und da­mit im her­kömm­li­chen Sinn un­gül­tig sein. Man merk­te das dar­an, dass Ge­bie­te, die zu­vor im­mer ge­ca­ched wur­den, si­gni­fi­kant mehr Dar­stel­lungs­zeit er­for­der­ten. Dann blieb nur das Lö­schen des Ca­ches.

Heu­te wer­den die Ver­zeich­nis­se so an­ge­legt, wie sie auch auf den OSM-Ser­vern an­ge­legt wer­den. Der al­te Ca­che ist aber noch durch­aus brauch­bar. Er wird durch­sucht, so­bald im neu­en Ca­che nichts ge­fun­den wird. Ei­ne ge­fun­de­ne Da­tei wird in den neu­en Ca­che ver­scho­ben. Da die­se Ope­ra­tio­nen un­ter­halb der Ver­zeich­ni­sebe­ne der Ser­ver­num­mern ab­lau­fen, ist der Be­nut­zer nicht da­von be­trof­fen. Nur die Ver­schie­be­ak­tio­nen brau­chen ein klein we­nig län­ger, was man we­gen der we­ni­gen Da­tei­en aber eher nicht be­merkt. Im Lau­fe der Zeit wird, vor al­lem bei ei­nem in der Grö­ße be­grenz­ten Ca­che, der al­te Ca­che nach und nach ge­lehrt.

Die Na­men der zu­vor er­wähn­ten «pro Ser­ver»-Ver­zeich­nis­se sind vier­stel­li­ge Zah­len. Sie wer­den aus dem g­nav-Attri­but der Map-Kno­ten der Kon­fi­gu­ra­ti­ons­da­tei er­mit­telt, die da­her ein­deu­tig sein müs­sen und für ei­ge­ne Ein­trä­ge den Be­reich 9xxx vor­se­hen. In die­se Da­tei kann, Schrei­brech­te vor­aus­ge­setzt, je­der Ti­le Ser­ver ein­ge­tra­gen wer­den. Im Haupt­pro­gramm öff­net man das Me­nü An­sicht und wählt Dar­stel­lung der Layer kon­fi­gu­rie­ren aus. Der nach­fol­gen­de Dia­log zeigt die ver­füg­ba­ren Kar­ten an, die in der Kon­fi­gu­ra­ti­on hin­ter­legt wur­den. Da­bei wird zwi­schen Ba­sis­kar­ten und Over­lays un­ter­schie­den. Von den Ba­sis­kar­ten kann ge­nau ei­ne Kar­te an­ge­zeigt wer­den, in der Lis­te der Over­lays ist ei­ne Mehr­fach­aus­wahl mög­lich. So kann man the­ma­ti­sche Kar­ten, z. B. Rad- oder Reit­weit­wan­der­we­ge über die Schum­me­rung le­gen. Ein Be­mer­kungs­ab­schnitt ist op­tio­nal. Er kann da­zu be­nutzt wer­den, Er­läu­te­run­gen oder auch Nut­zungs­be­din­gun­gen der je­wei­li­gen Kar­te an­zu­zei­gen. Der Kno­ten Ti­leSer­ver/Zoom be­grenzt den Zu­griff auf be­stimm­te Zoom­stu­fen. Ei­ne Schum­me­rung macht für die Stu­fen 16 bis 18 kei­nen Sinn und wür­de tau­sen­de nicht exis­ten­ter Ka­cheln ab­ru­fen. Das är­gert Sie und den An­bie­ter. Das muss nicht sein!


Neu und si­cher­lich noch ver­bes­se­rungs­fä­hig ist der Al­go­rith­mus zum Auf­räu­men äl­te­rer Da­tei­en. Das Al­ter wird beim Pro­gramm­start be­stimmt und das, zu­min­dest in der ak­tu­el­len Ti­leSer­ver-Ver­si­on V2 oder ab GNavigia Gina 3.8.2.0, in­ner­halb von 5 Ta­gen nur ein Mal. Da­bei wer­den die Da­tei­en nach Da­tum auf­stei­gend sor­tiert. In­ner­halb ei­nes Ta­ges ist die Löschrei­hen­fol­ge will­kühr­lich:

  • Wenn ei­ne be­stimm­te Men­ge an Da­ten auf der Fest­plat­te ab­ge­legt wur­de, wird ge­prüft, wann Da­tei­en zu­letzt be­nutzt wur­den. Da­zu wird das Än­de­rungs­da­tum der Da­tei im Mo­ment der An­fra­ge auf das ak­tu­el­le Da­tum ge­setzt. Da­her kann es da­zu kom­men, dass der Ca­che er­scheint, als wä­ren die meis­ten Da­tei­en neu, was aber nicht der Fall sein muss.
  • Kar­ten, für die keep un­gleich 0 ge­setzt wird, wer­den nicht ge­löscht. Da­durch kann man sinn­lo­ses Nach­la­den ver­hin­dern, wenn sich die Ka­cheln nicht än­dern. Die SRTM Hö­hen­da­ten, die der Schum­me­rung zu­grun­de lie­gen, sind ein gu­tes Bei­spiel für fort­wäh­ren­de Ak­tua­li­tät. Der Pa­ra­me­ter keep kann da­her an der Be­nut­ze­ro­ber­flä­che auch nicht nicht ge­än­dert wer­den.
Si­cher­lich sinn­voll, aber noch nicht im­ple­men­tiert:
  • Wenn ei­ne Ka­chel im Sin­ne des Er­zeu­gungs­da­tums äl­ter ist als ein vor­ge­ge­be­ner Zeit­punkt (Pa­ra­me­ter A­ge­dOut), soll sie in dem Mo­ment neu an­ge­for­dert wer­den, da sie be­nö­tigt wird. So blei­ben auch ver­al­te­te Ka­cheln für die Off­line-Nut­zung er­hal­ten.
Die Kon­fi­gu­ra­ti­ons­da­tei trägt den Na­men Ti­leSer­ver­Back­groun­dPro­vi­der.xml und liegt im sel­ben Ver­zeich­nis, in dem auch die DLL liegt. Ma­chen Sie ei­ne Si­che­rungs­ko­pie der Da­tei, be­vor Sie Da­ten än­dern! Die Grö­ße des Ca­ches lässt sich zwar be­ein­flus­sen, al­ler­dings darf er nicht klei­ner als 500 (MB) sein. Ge­ben Sie dem Ca­che 2000 MB, das be­schleu­nigt die An­zei­ge der Bil­der!

Da­mit Sie die Kon­fi­gu­ra­ti­on wäh­rend der Lauf­zeit sinn­voll um­schal­ten kön­nen, gibt es ei­nen Dia­log, der in zwei ge­trenn­ten Lis­ten ein­mal die Ba­sis­kar­ten und ein­mal die Over­lays an­zeigt. Im frei­en Feld dar­un­ter wer­den die Be­mer­kun­gen an­ge­zeigt, so­fern Sie sol­che in die Kon­fi­gu­ra­ti­ons­da­tei ein­ge­tra­gen ha­ben. Sie star­ten den Dia­log über An­sicht/Dar­stel­lung der Layer kon­fi­gu­rie­ren. Was Sie se­hen ist der In­halt der Kon­fi­gu­ra­ti­ons­da­tei. Sie kön­nen aus der obe­ren Lis­te ei­ne Kar­te und aus der un­te­ren meh­re­re aus­wäh­len. Zu­dem kön­nen Sie zwi­schen On­line und Off­line-Modus wäh­len, was in­so­fern wich­tig ist, als Sie gar kein Bild zu se­hen be­kom­men, wenn Sie on­line ar­bei­ten und gar kei­ne On­li­ne­ver­bin­dung ha­ben. Wenn Sie off­li­ne ein­ge­stellt ha­ben, wer­den Ka­cheln nicht ge­zeich­net, die nicht im Ca­che sind, aber die an­de­ren "kom­men rü­ber". Be­den­ken Sie: Wenn Sie we­gen zu vie­ler Zu­grif­fe oh­ne Ca­ching zwangs­wei­se off­li­ne sind, ist um­schal­ten nicht mehr mög­lich!

Der Dia­log zur Aus­wahl der OSM-Layer zeigt aber auch sta­tis­ti­sche Da­ten. Die ak­tu­el­le An­zahl von Ka­cheln wird für die Be­ur­tei­lung des Sta­tus her­an­ge­zo­gen, die Ge­amt­zahl ist eher et­was für je­ne Ge­stal­ten, die wis­sen möch­ten, wie vie­le Ka­cheln sie seit der In­stal­la­ti­on des Pro­gramms ab­ge­ru­fen ha­ben. Aber auch ich fin­de es in­te­res­sant, wie vie­le Zu­grif­fe nicht über die OSM-Ser­ver ge­lau­fen sind. Es gibt zwar da­für kei­ne Or­den, aber es könn­te pas­sie­ren, dass freie Diens­te am En­de ganz ab­ge­schal­tet wer­den, weil Traf­fic halt im­mer Geld kos­tet! Und wenn Sie ge­ra­de kei­ne On­li­ne­ver­bin­dung ha­ben, wer­den Sie den Ca­che über al­les schät­zen ler­nen. Wie Sie sich die ak­tu­ell im Ca­che be­find­li­chen Ka­cheln an­zei­gen las­sen kön­nen, ist wei­ter un­ten im Text be­schrie­ben.

Wenn Sie ver­su­chen, den Ca­che aus­zu­trick­sen, wer­den Sie we­nig Spaß ha­ben, denn der Hin­ter­grund­ser­ver re­gis­triert die Zu­grif­fe auf den Ca­che und die An­zahl der zu­rück­ge­lie­fer­ten Ka­cheln. Wenn Sie 500 Ka­cheln ab­ge­ru­fen ha­ben, oh­ne dass der Ca­che ei­nen er­folg­rei­chen Zu­griff re­gis­triert hat, wer­den sie ei­ne Mel­dung se­hen, die Ih­nen er­klärt, dass Sie nun kei­ne wei­te­ren Ka­cheln mehr ab­ru­fen kön­nen. Und tat­säch­lich schal­tet der Ser­ver in den Off­line-Modus, aus dem es kein ent­rin­nen gibt. Spei­chern Sie die Da­tei und star­ten Sie neu. Wie konn­te es da­zu kom­men?
Nun, das Pro­gramm sucht Ka­cheln zu­nächst im Ca­che und greift dann auf den OSM-Ser­ver zu. Da­nach ver­gleicht es, wenn min­des­tens 500 Ka­cheln ab­ge­ru­fen wur­den, das Ver­hält­nis von an­ge­for­der­ten zu aus dem Ca­che er­hal­te­nen Ka­cheln. Ist die­ses grö­ßer als 10, bricht das Pro­gramm ab. Der da­nach auf Off­li­ne ein­ge­stell­te Zu­griff lie­fert nur noch Ka­cheln aus dem Ca­che und nicht mehr vom Ser­ver. Da­her se­hen Sie viel­leicht im­mer noch Bil­der, aber nur noch die, die der Ca­che ent­hält. Da­mit sich Ih­re Ver­wun­de­rung in Gren­zen hält, wird ein Off­line-Sta­tus in der Sta­tus­zei­le si­gna­li­siert.

Sie ha­ben zu­dem im­mer ei­ne Über­sicht über das ak­tu­el­le Ver­hal­ten des Pro­gramms, denn die drei zur­zeit mög­li­chen Quel­len für Ka­cheln wer­den zu­sam­men mit der Zoom­stu­fe und der Be­zeich­nung GTS in der Sta­tus­zei­le dar­ge­stellt. Al­lein der lo­ka­le Zu­griff mit selbst er­stell­ten Ka­cheln dürf­te eher et­was für Ex­per­ten sein, zu­mal die Stu­fe 14 für Deutsch­land et­wa 450000 Ka­cheln er­for­dert.

Im Prin­zip ist der Fak­tor 10 für das Ver­hält­nis gut be­mes­sen, denn wenn nur 100 Ka­cheln aus dem Ca­che kom­men kön­nen Sie 1000 vom Ser­ver ab­ru­fen, bei 500 5000 und so wei­ter. Es gibt nur zwei Si­tua­tio­nen, die aus dem Ru­der lau­fen:

  • Sie ha­ben den Ca­che aus­ge­schal­tet.
  • Sie ha­ben ei­ne Ba­sis­kar­te und meh­re­re Over­lays ge­la­den, ha­ben ei­nen Full-HD-Bild­schirm, be­trei­ben das Pro­gramm im Voll­bild­mo­dus (was ich auch im­mer tue) und scrol­len di­rekt nach dem Start meh­re­re Zoom­stu­fen durch. Da­bei wer­den pro Stu­fe und Kar­ten­werk et­wa 30 Ka­cheln ab­ge­ru­fen.
Im ers­ten Fall ist Ih­nen nicht mehr zu hel­fen, im zwei­ten star­ten Sie nach dem Spei­chern neu. Dann soll­ten Sie so­fort mit Zu­grif­fen auf den Ca­che star­ten und der Quo­ti­ent ist so groß­zü­gig, dass Sie im Be­ar­bei­tungs­ge­biet kei­ne Pro­ble­me mehr be­kom­men soll­ten. Nach ei­ni­gem Hin und Her füllt sich der Ca­che und es er­gibt sich der Quo­ti­ent zu ei­ner Zahl klei­ner oder gleich 1.

Pro­ble­me mit der Pro­jek­ti­on<

Die Pro­jek­ti­ons­un­ter­schie­de zwi­schen UMT32/33 (EPSG:25832/33) und EPSG:3857 (his­to­risch EPSG:900913), der Pro­jek­ti­on, die den Ka­cheln zu­grun­de liegt, sind schon in mitt­le­ren Brei­ten re­la­tiv groß. Hin­ter­grund ist, dass die Er­de zwar nicht, wie oft be­haup­tet, als Ku­gel ge­se­hen wird, aber die Tat­sa­che, dass man ver­sucht, die Län­gen­gra­de zu par­al­le­li­sie­ren, führt auf zu den Po­len hin an­stei­gen­de Maß­stabs­fak­to­ren. Da­her pas­sen die auf dem El­lip­so­id be­rech­ne­ten UTM-Koor­di­na­ten, zu­rück­ge­rech­net in Län­ge und Brei­te, nicht zu den Po­si­tio­nen auf den Ka­cheln, die no­mi­nell die­sel­be Län­ge und Brei­te be­sit­zen. Die­ser Un­ter­schied führt zu Ver­zer­run­gen, de­ren Zu­sam­men­hän­ge von der O­penLayers-Gemein­de recht or­dent­lich er­klärt wer­den, wenn auch in eng­li­scher Spra­che. Seit Ver­sion 4.3 wer­den die Ka­cheln so gut ent­zerrt, dass man prak­tisch ganz Eu­ro­pa in UTM-Koor­di­na­ten dar­stel­len kann, wo­bei man dann ei­ne fes­te Zo­ne an­ge­ben muss! Das gra­fi­sche Er­geb­nis ist über­zeu­gend und bis in die gro­ßen Maß­stä­be hin­ein, wie sie bei der Vi­sua­li­si­se­rung von Ski­ge­bie­ten auf­tre­ten, erst­mals voll­um­fäng­lich ge­brauch­bar, da je­de Ka­chel in­di­vi­du­ell ent­zerrt wird.

Trans­for­ma­ti­on der Koor­di­na­ten nach EPSG:3857

Die Pro­jek­ti­ons­un­ter­schie­de las­sen sich we­gen der mit der geo­gra­fi­schen Brei­te schnell zu­neh­men­den Maß­stabs­än­de­rung al­ler­dings nur bis zu ei­nem ge­wis­sen Grad durch Ent­zer­rung aus­glei­chen. Des­halb wur­de für GNavigia 3.6/4.0 die Mög­lich­keit ge­schaf­fen, die Koor­di­na­ten auf ein be­lie­bi­ges Koor­di­na­ten­sys­tem zu be­zie­hen, de fac­to ist zur­zeit aber nur EPSG:3857 ver­füg­bar (frü­her und in­of­fi­zi­ell als EPSG:900913 be­zeich­net). Da­durch pas­sen GPS-Daten und Hin­ter­grund­bild prak­tisch ver­zer­rungs­frei zu­sam­men, wie das Bild von der Rad­tour zum Nord­kapp ein­drucks­voll zeigt. Um das Koor­di­na­ten­sys­tem um­zu­schal­ten wäh­len Sie aus dem Me­nü Ex­tras/Koor­di­na­ten­sys­tem än­dern und dann im Dia­log den Ein­trag EPSG:3857. Dass man nach dem Be­stä­ti­gen mit OK ei­ne War­nung sieht, die dar­auf hin­weist, dass ein Un­do (Rück­gän­gig) nach der Trans­for­ma­ti­on nicht mehr mög­lich sei, liegt dar­an, dass das Pro­gramm in recht­wink­li­gen Koor­di­na­ten ar­bei­tet und erst zum Schluss oder bei Be­darf in das Sys­tem geo­gra­fi­scher Koor­di­na­ten trans­for­miert. Sind noch kei­ne Da­ten ge­la­den, sieht man auch kei­ne War­nung.

Ei­nen wich­ti­gen Hin­weis kann ich heu­te strei­chen: Wenn Sie zwi­schen UTM und EPSG:3857 um­schal­ten, müs­sen Sie nicht mehr un­be­dingt die Hin­ter­grund­ser­ver neu aus­wäh­len. Die al­ler­meis­ten WMS-Diens­te und auch der ur­sprüng­lich nur für UTM aus­ge­leg­te OSM-Back­ground­pro­vi­der kön­nen heu­te mit EPSG:3857 um­ge­hen. Mit Ver­sion 5.0 ist die­se Funk­tio­na­li­tät zu­ge­si­chert, es sei denn, der WMS-Dienst un­ter­stützt das Koor­di­na­ten­sys­tem nicht.

Ka­cheln im Ca­che ver­fol­gen - Ein Dienst für Koor­di­na­ten, die in EPSG:3857 vor­lie­gen

Wenn Sie das Koor­di­na­ten­sys­tem auf EPSG:3857 um­ge­schal­tet ha­ben, kön­nen Sie sich gra­fisch an­zei­gen las­sen, wel­che Ka­cheln im Ca­che lie­gen. Da­zu müs­sen Sie zwin­gend un­ter Ex­tras/Koor­di­na­ten­sys­tem än­dern auf das Koor­di­na­ten­sys­tem der Ka­cheln um­schal­ten, falls es nicht ak­tiv sein soll­te. Da­nach kön­nen Sie im Dia­log zur Aus­wahl der OSM-Layer im Grup­pen­feld Zei­ge für EPSG:3857 die Op­ti­on Ca­che Stu­fe X ak­ti­vie­ren. Wird ein UTM-Koor­di­na­ten­sys­tem be­nutzt, sind die Ein­stel­lun­gen wir­kungs­los.

Für al­le Stu­fen, im Bei­spiel Stu­fe 11, die von der Zahl her klei­ner oder gleich der Stu­fe sind, die be­ob­ach­tet wer­den soll, wird die aus­ge­wähl­te Stu­fe mit ei­ner trans­pa­ren­ten, ro­ten Flä­che über­deckt, de­ren Trans­pa­renz­grad stu­fen­los zwi­schen 0 und 95 ein­ge­stellt wer­den kann. Al­ler­dings müs­sen da­für al­le Ka­cheln im Be­reich der An­zei­ge un­ter­sucht wer­den, was auf lang­sa­men Rech­nern sehr schnell lang­wei­lig wer­den kann. Da­her gibt es ei­nen Grenz­wert von zur­zeit 100.000, der be­sagt, dass die Un­ter­su­chung un­ter­bleibt, wenn mehr Ka­cheln zu un­ter­su­chen wä­ren. Je nach Ge­schwin­dig­keit der Fest­plat­te kann die Prü­fung 2 bis 10 Se­kun­den dau­ern. SSD Fest­plat­ten sind da si­cher et­was schnel­ler.

Nun ver­ste­hen Sie viel­leicht auch die Ein­schrän­kung auf das Koor­di­na­ten­sys­tem, für das die Ka­cheln er­zeugt wer­den. Sie wol­len nicht wirk­lich dar­auf war­ten, dass tau­sen­de klei­ner Ka­cheln in­di­vi­du­ell ent­zerrt wer­den!

Git­ter­netz­li­ni­en nach UTM und mitt­ler­er Maß­stab der Pro­jek­ti­on

Ei­ne Wan­de­rung in Nord­schott­land (1980, mitt­le­re geo­gr. Brei­te 56°30'), aus­ge­wer­tet über die Län­gen­be­rech­nung als Ob­jekt, zeigt im EPSG:3857 ei­ne Stre­cke von 248 km an, wäh­rend die­se in UTM 136 km lang ist. Der Maß­stabs­fak­tor, der dem UTM-Sys­tem zu­grun­de liegt, wirkt sich im Mit­tel­me­ri­di­an mit 40 cm/km aus, beim ak­tu­el­len Ab­stand vom Mit­tel­me­ri­di­an ist der Feh­ler nur halb so groß. Da­her kann man 136 km als ge­ge­ben an­se­hen. Daraus folgt im Um­kehrschluss, dass die Län­gen­an­ga­ben im Sys­tem EPSG:3857 kor­ri­giert wer­den müs­sen, be­vor sie zur An­zei­ge ge­bracht wer­den. GNavigia be­rich­tigt die aus Koor­di­na­ten be­rech­ne­ten Stre­cken da­her je­weils mit dem Co­si­nus Hy­per­bo­li­cus der mitt­le­ren geo­gra­fi­schen Brei­te und er­zielt da­mit ein nur noch um 200 Me­ter ab­wei­chen­des Er­geb­nis. Die­se Dif­fe­renz ist zu ver­nach­läs­si­gen. Eben­so wer­den, so­fern ein­ge­schal­tet, die Git­ter­netz­li­ni­en auf das UTM-Sys­tem in Bild­mit­te be­zo­gen da die Zah­len­wer­te der EPSG:3857-Koor­di­na­ten oh­ne prak­ti­sche Be­deu­tung sind.

Fes­te Maß­stä­be gibt es in ei­nem EPSG:3857-Koor­di­na­ten­sys­tem nicht, viel­mehr va­ri­iert die Maß­stab­szahl sehr stark mit der Po­si­ti­on in­ner­halb des Bil­des. Da­her ist es sinn­voll, den Maß­stab auf die mitt­le­re geo­gra­fi­sche Brei­te zu be­zie­hen, was dann auch für die Dar­stel­lung des Maß­sta­bli­neals gilt. Da­bei tritt ein Ef­fekt auf, der zu­nächst für Ver­wun­de­rung sor­gen mag: Hat man im Ver­wal­tungs­fens­ter un­ter Kar­ten­dar­stel­lung die Op­ti­on Maß­stab­szahl ge­run­det ein­ge­schal­tet, lie­fert das Än­dern des Maß­stabs mit­tels Maus­rad ei­nen run­den Zah­len­wert im Bild. Ver­schiebt man dann aber das Bild um ei­nen ge­rin­gen Be­trag in Nord-Süd-Rich­tung, wird die Maß­stab­szahl un­rund, weil sie auf die nun ver­än­der­te Bild­mit­te be­zo­gen wird. Daraus folgt, dass, wer dann im­mer noch ei­nen run­den Wert se­hen will, das Maus­rad noch ein­mal in bei­den Rich­tun­gen um ei­ne Ras­te dre­hen muss, da­mit der Maß­stab ge­run­det, re­gis­triert und das Bild neu an­ge­for­dert wird. Wie im­mer ver­ge­hen 3-4 Se­kun­den, be­vor das Bild auf­ge­frischt wird.