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Europa bei Nacht
Geo-Infrastruktur

OpenStreetMap-Kachelserver und API

Rasterkacheln und Vektorkacheln

Eine Karte ist kein Bild. Sie ist eine Maschine.

Die Karte auf Ihrer Website wirkt wie eine einzige, nahtlose Fläche.

Darunter arbeitet eine kleine Produktionslinie, die einen der größten offenen Datensätze der Welt in etwas verwandelt, das ein Browser in Sekundenbruchteilen darstellen kann.

Diese Abläufe zu verstehen lohnt sich, denn eine Entscheidung darin, Rasterkacheln oder Vektorkacheln, bestimmt die Möglichkeiten, Betriebskosten und Darstellung Ihrer Karte auf den Geräten Ihrer Kunden.

Kartendarstellung gestalten

Hier sehen Sie, wie die Karte mit unterschiedlichen Stilen dargestellt wird. Farben, Schriften und weitere visuelle Elemente lassen sich an Ihre Marke und Ihre Designvorgaben anpassen. Die Karte kann Straßen, Gebäude und Points of Interest anzeigen.

Karten-Baukasten wird geladen sobald sichtbar …

Wie funktioniert ein OSM-Kartenserver?

Die Produktionslinie Schritt für Schritt

Rohstoff: OpenStreetMap

OpenStreetMap ist eine globale Geodatenbank, die von Millionen Mitwirkenden aufgebaut und gepflegt wird. Straßen, Gebäudegrundrisse, Adressen, Flüsse und Wälder werden als Geometrien mit Attributen wie highway=residential, building=yes oder maxspeed=30 gespeichert. Die Daten ändern sich kontinuierlich.

Import: von Rohdaten zur Geodatenbank

OSM-Rohdaten können nicht mit Kartengeschwindigkeit abgefragt werden. Sie werden in eine räumliche Datenbank, meist PostgreSQL mit PostGIS, importiert, dort umprojiziert, indiziert und organisiert. Änderungsdateien halten die Datenbank anschließend aktuell.

Raster: Warum Karten in Kacheln geteilt werden

Die ganze Welt wird in Web Mercator projiziert und in eine Pyramide quadratischer Kacheln geteilt. Jede Kachel hat eine einfache Adresse aus z/x/y. Der Browser lädt nur die Kacheln, die gerade sichtbar sind; dadurch wirken Webkarten sofort verfügbar.

Rendering: Raster und Vektor trennen sich

An diesem Punkt teilt sich die Pipeline. Rasterkacheln werden als fertige Bilder geliefert, Vektorkacheln werden im Browser aus Geometriedaten gezeichnet.

Caching und Auslieferung

Fertige Kacheln werden auf dem Server, in einem Kachel-Speicher oder am CDN-Rand zwischengespeichert. Ein gut betriebener Kartenserver liefert den größten Teil seines Datenverkehrs aus dem Cache.

Der Client

Eine JavaScript-Bibliothek wie Leaflet, OpenLayers oder MapLibre ordnet die Kacheln im Browser an, verarbeitet Verschieben und Zoomen und legt Ihre eigenen Daten darüber: Filialen, Gebiete, Routen und Sensoren.

Was ist der Unterschied zwischen Raster- und Vektorkarten?

Vor- und Nachteile beider Ansätze

Stärken von Rasterkacheln

  • Universelle Kompatibilität: Eine Rasterkachel ist ein Bild und funktioniert in jedem Browser und Framework.
  • Vorhersehbare Last auf dem Endgerät: Das Gerät zeichnet nur Bilder.
  • Exakt die freigegebene Darstellung: Die Kartografie wird auf dem Server finalisiert.
  • Ideal für Luftbilder, Satellitenaufnahmen und kontinuierliche Flächen.
  • Einfach zu cachen: Jeder HTTP-Cache kann PNG-Dateien ausliefern.

Grenzen von Rasterkacheln

  • Hoher Speicherbedarf bei vielen Zoomstufen.
  • Eine neue Gestaltung erfordert ein erneutes Rendering.
  • Jeder Stil benötigt einen eigenen Kachelbestand.
  • Feste Zoomstufen, keine flüssige Rotation oder Neigung.
  • Beschriftungen sind fest eingebrannt.
  • Der Browser hat keinen Zugriff auf die zugrunde liegenden Daten.

Stärken von Vektorkacheln

  • Ein Datensatz, unbegrenzte Designs und sofort umschaltbare Themes.
  • Flüssiges Zoomen, Drehen und Neigen.
  • Auf jedem Bildschirm scharf, da Vektoren auflösungsunabhängig sind.
  • Meist deutlich kleiner und dadurch schneller zu übertragen.
  • Die Daten sind direkt verfügbar und können interaktiv abgefragt werden.
  • Beschriftungen bleiben flexibel und können mehrsprachig dargestellt werden.

Grenzen von Vektorkacheln

  • Das Endgerät übernimmt die Darstellung und benötigt WebGL.
  • Höhere CPU- und Akkulast bei komplexen Karten.
  • Aufwendigere Toolchain mit Styles, Glyphen und Sprites.
  • Für Druck, PDF und E-Mail muss die Karte gerastert werden.
  • Das Schema der enthaltenen Attribute wird bei der Tile-Erzeugung festgelegt.