使用Phyghtmap为OpenStreetMap添加 DEM 高程图层

玩OSM很久了，今天准备为自己的ArchOSM服务器添加NASA的SRTM图层。我们这就来弄。数字高程数据（DEM）一般来自大地遥感卫星，NASA官网有免费的开源数字高程数据可以利用。DEM是对地表栅格化后采样测量的海拔值，转换为地图，还要经过几步。

- 第一步，获取DEM数据并转化为OSM使用的xml或PBF格式文件

- 第二步，为osm2pgsql指定style与数据库，导入PBF文件

- 第三步，嵌入DEM图层到Mapnik的样式表

- 第四步， 重新渲染瓦片

经过下面四步，我们可以得到类似这样的显示效果



下面我们开始做喽！

1. 从DEM到PBF

1.1 到 NASA网站注册一个账号

NASA的数字高程网站在https://urs.earthdata.nasa.gov/home/， 要首先注册一个账号，才能下载数字高程影像。当然，需要填写用户、口令。

1.2 安装 phyghtmap

Phyghtmap 是一款傻瓜化的 DEM到PBF转换软件，傻瓜到给定经纬度范围，就能产生PBF。这里，我们使用万能的ArchLinux yaourt 进行傻瓜安装（越老越爱ArchLinux了）。

yaourt -S phyghtmap

一顿默认yes后，就搞定了。

1.3 下载并转换数据

而后，测试一下下载效果，以上海周边为例子(经度119~133，纬度30~32)。

如果是首次运行，指定1.1里申请的用户、口令（XXXXXXX）。后面就不用了，会在当前文件夹产生文件

.phyghtmaprc

里面保存了口令。

phyghtmap -a 119:30:133:32 --earthdata-user xxxxxx --earthdata-password "xxxxxx"    --source=view3 --pbf --max-nodes-per-tile 0

上面的参数：

–source=view3是说采用较新整合的全球dem数据源，否则很多非北美的数据木有哦！

–max-nodes-per-tile 0 是要求他捣鼓一个单一的PBF文件出来，而不是一堆。

具体很多参数的含义可以参考官方网站。执行命令下载、计算后，一个PBF文件就生成啦！这里是名字：

shanghai_lon119.00_133.00lat30.00_32.00_view3.osm.pbf

2.导入DEM到PostgreSQL

这里我们用生成的PBF，配合osm2pgsql，导入到新建的数据库 contours 里。osm2pgsql导入时需要 style文件，以便于知道该过滤PBF中的哪些要素。这个 style文件是这样的，可以参考网站或者直接用下面这个contour.style：

# OsmType  Tag          DataType     Flags
node,way    contour                 text    linear
way         contour_ext             text    linear
way         ele                     text    linear

而后执行osm2pgsql

osm2pgsql -c -s -S"./contour.style" -C32000 -dcontours  ./shanghai_lon119.00_133.00lat30.00_32.00_view3.osm.pbf

导入后，进入数据库 contours，可以看到已经有数据了:

3. 向MapNik里添加图层

我们的ArchLinux服务器采用openstreetmap_carto 分支 3.0.x 作为风格工程。签出这个分支后，依照这个网站的指示一步步添加图层。注意了，因为该网站似乎有些技术延迟，我会把自己使用的方法在下面重新复述一遍。

3.1 建立 contour.mss 风格文件

这个文件将作为主工程的一部分被包含，内容如下：

@contour-below: #886A08;
@contour-lowland: #0B3B0B;
@contour-highland: #3B240B;
@contour-veryhigh: #0B3B39;

#contours-minor {
line-width: 0.2;
[elevation < 0] {
line-color: @contour-below;
}
[elevation > 0][elevation < 2000] {
line-color: @contour-lowland;
}
[elevation >= 2000][elevation < 5000] {
line-color: @contour-highland;
}
[elevation >= 5000] {
line-color: @contour-veryhigh;
}
}
#contours-medium {
line-width: 0.4;
[elevation < 0] {
line-color: @contour-below;
}
[elevation > 0][elevation < 2000] {
line-color: @contour-lowland;
}
[elevation >= 2000][elevation < 5000] {
line-color: @contour-highland;
}
[elevation >= 5000] {
line-color: @contour-veryhigh;
}
}
#contours-major {
line-width: 0.6;
[elevation < 0] {
line-color: @contour-below;
}
[elevation > 0][elevation < 2000] {
line-color: @contour-lowland;
}
[elevation >= 2000][elevation < 5000] {
line-color: @contour-highland;
}
[elevation >= 5000] {
line-color: @contour-veryhigh;
}
}

#contours-medium-text {
text-name: "[ele]";
text-face-name: @book-fonts;
text-placement: line;
text-spacing: 500;
text-size: 7;
text-fill: #FF0000;
[elevation < 0] {
text-fill: @contour-below;
}
[elevation > 0][elevation < 2000] {
text-fill: @contour-lowland;
}
[elevation >= 2000][elevation < 5000] {
text-fill: @contour-highland;
}
[elevation >= 5000] {
text-fill: @contour-veryhigh;
}
}
#contours-major-text {
text-name: "[ele]";
text-face-name: @book-fonts;
text-placement: line;
text-spacing: 1000;
text-size: 8;
text-fill: #FF0000;
[elevation < 0] {
text-fill: @contour-below;
}
[elevation > 0][elevation < 2000] {
text-fill: @contour-lowland;
}
[elevation >= 2000][elevation < 5000] {
text-fill: @contour-highland;
}
[elevation >= 5000] {
text-fill: @contour-veryhigh;
}
}

把这个文件放在与project.mml相同的文件夹下。

3.2 植入style与图层

打开project.mml，备份好，而后开改！

3.2.1 加入数据库入口

首先，加入数据库入口。找到_parts块，加入前：

osm2pgsql: &osm2pgsql
type: "postgis"
dbname: "gis"
key_field: ""
geometry_field: "way"
extent: "-20037508,-20037508,20037508,20037508"

加入后：

osm2pgsql: &osm2pgsql
type: "postgis"
dbname: "gis"
key_field: ""
geometry_field: "way"
extent: "-20037508,-20037508,20037508,20037508"
contour: &contour
type: "postgis"
dbname: "contours"
key_field: ""
geometry_field: "way"
extent: "-20037508,-20037508,20037508,20037508"

3.2.2 引用样式并粘贴图层

在入口 Stylesheet里把3.1中新建的contour.mms引用进来。

Stylesheet:
...
- "contour.mss"
...

而后，跑到文件末尾，粘贴图层：

- id: "contours-minor"
name: "contours-minor"
class: ""
geometry: "linestring"
<<: *extents
Datasource:
<<: *contour
table: |-
(SELECT
way,
CAST (ele AS INTEGER) AS elevation,
ele
FROM planet_osm_line
WHERE contour_ext='elevation_minor'
) AS contours_minor
properties:
minzoom: 14
advanced: {}
- id: "contours-medium"
name: "contours-medium"
class: ""
geometry: "linestring"
<<: *extents
Datasource:
<<: *contour
table: |-
(SELECT
way,
CAST (ele AS INTEGER) AS elevation,
ele
FROM planet_osm_line
WHERE contour_ext='elevation_medium'
) AS contours_medium
properties:
minzoom: 12
advanced: {}
- id: "contours-major"
name: "contours-major"
class: ""
geometry: "linestring"
<<: *extents
Datasource:
<<: *contour
table: |-
(SELECT
way,
CAST (ele AS INTEGER) AS elevation,
ele
FROM planet_osm_line
WHERE contour_ext='elevation_major' AND ele != '0'
) AS contours_major
properties:
minzoom: 9
advanced: {}
- id: "contours-medium-text"
name: "contours-medium-text"
class: ""
geometry: "linestring"
<<: *extents
Datasource:
<<: *contour
table: |-
(SELECT
way,
CAST (ele AS INTEGER) AS elevation,
ele
FROM planet_osm_line
WHERE contour_ext='elevation_medium'
) AS contours_medium_text
properties:
minzoom: 13
advanced: {}
- id: "contours-major-text"
name: "contours-major-text"
class: ""
geometry: "linestring"
<<: *extents
Datasource:
<<: *contour
table: |-
(SELECT
way,
CAST (ele AS INTEGER) AS elevation,
ele
FROM planet_osm_line
WHERE contour_ext='elevation_major' AND ele != '0'
) AS contours_major_text
properties:
minzoom: 9
advanced: {}

要特别注意各部分的缩进与文档相同级别的缩进一致。楼主因为一开始少了一个空格（图层的id行缩进为2空格）折腾的要死。

3.3 编译样式表

我们用 node.js的工具 cartocss编译project.mml为mapnik.xml

如果没有安装，要使用 npm 傻瓜安装

npm install cartocss

当然，这玩意有依赖，根据错误提示，把依赖安装完了就ok了。而后编译：

carto project.mml > mapnik.xml

生成的 mapnik.xml 就可以直接被renderd使用了。

4 测试

在导入了高程后，刷新时戳

sudo touch  /var/lib/mod_tile/planet-import-complete

重启服务后，渲染瓦片

render_old

好啦！成功了!

后续会试试看全球的高程到底会吃掉多少磁盘空间(-:<