Pfadfinder

Hinter einem Routenplaner steckt die Idee, einen geeigneten Weg zwischen zwei geografischen Punkten zu ermitteln: dem Start und dem Ziel einer Strecke. Grundlage dafür bilden Daten über bestehende Wege samt deren spezifischen Eigenschaften, die in einer Datenbank liegen.

Im optimalen Fall liefert die Suche eine möglichst effiziente (also kurze oder schnelle) Route, und das innerhalb geringer Rechenzeit. Dabei fließen unter Umständen weitere Kriterien mit ein, wie etwa das genutzte Fortbewegungsmittel, die Eigenschaften der Strecken, der Wegtyp und dessen Zustand sowie der Zeitpunkt, zu dem Sie die Route nutzen (Jahres- und Tageszeit).

Mittlerweile bieten alle Verlage von Landkarten und Navigationssystemen, wie Falk, ViaMichelin, TomTom, Nokia/map24, Kompass und Google Maps, entsprechende Dienste und Software online an – oftmals mit passender App für das Smartphone. Freie Routenplaner stehen hier in Bezug auf Vielfalt und Qualität den kommerziellen Angeboten um nichts nach und gehen je nach Aktivität der Mitwirkenden sogar darüber hinaus.

Als Online-Werkzeuge haben sich OpenStreetMap [1], die Open Source Routing Machine (OSRM) [2] sowie GraphHopper [3] und BBBike [4] einen hervorragenden Ruf erarbeitet. Um unterwegs unabhängig vom Internet zu sein, also ohne Daten von einem Server auszukommen (siehe Kasten "Alles online"), stehen für eine Offline-Recherche Programme wie Navit [5], OsmAnd [6] (OpenStreetMap für Android [7]) und Routino [8] bereit.

Routino

Das Projekt beschreibt Routino als eine Software, die darauf spezialisiert ist, um Routen zwischen Orten auf der Basis topografischer Informationen zu finden, die aus dem OpenStreetMap-Projekt stammen. Aus den Daten berechnet es für Sie den kürzesten oder schnellsten Weg. Dafür nutzt es eine speziell angepasste Datenbank, die die einzelnen Abschnitte eines Wegs in Segmente aufteilt und diese anhand gleicher Eigenschaften gruppiert.

Nach dem Aufsetzen des Programms (siehe Kasten "Installation") benötigen Sie noch Kartenmaterial als OSM-Daten. Ideal zum Stöbern ist dazu die Webseite von der Geofabrik [10]. Das von dort bezogene Material bereiten Sie mit dem Werkzeug Planetsplitter auf; es gehört zum Routino-Paket.

Das Kartenmaterial für Deutschland steht in der Datei germany.osm bereit, für die Ausgabedateien geben Sie hier de als Präfix an:

$ planetsplitter --prefix=de germany.osm

Als Ausgabe erhalten Sie die vier Dateien de-nodes.mem, de-relations.mem, de-segments.mem und de-ways.mem. Die ursprünglichen 20 GByte Daten schrumpfen dabei auf rund 800 MByte. Abbildung 1 zeigt einen Ausschnitt der umfangreichen Ausgaben beim Aufbereiten, hier am Beispiel von Südafrika mit der OSM-Datei south-africa-latest.osm und dem verwendeten Präfix sa. Der Datenberg von 2,5 GByte reduziert sich auf überschaubare 108 MByte.

Abbildung 1: Mit dem Werkzeug Planetsplitter bereiten Sie die OSM-Daten so auf, dass Routino diese zum Berechnen der Wege verwenden kann.

Zum Berechnen der Routen über die Kommandozeile genügt das bereits. Nutzen Sie die Applikation hingegen über das Webinterface, kopieren Sie die vier erzeugten Dateien als Administrator ins Verzeichnis /var/lib/routino/data/. Beachten Sie dabei, dass Sie bei Debian und Ubuntu die einzelnen Dateien [11] ohne Präfix einspielen [12] – am einfachsten benennen Sie die vier Dateien im Zielverzeichnis um.

Routino stellt Berechnungen für alle Hauptverkehrsarten bereit. Als Profile existieren die naheliegenden Varianten Auto, Fußgänger, Fahrrad, Moped und LKW. Darüber hinaus finden sich aber auch solche für Pferd, Rollstuhl und den öffentlichen Nahverkehr.

Zudem legen Sie für alle Straßentypen Gewichtungen fest. Einbahnstraßen, Beschränkungen hinsichtlich von Gewicht und Abmaßen des Fahrzeugs sowie Barrieren und Einschränkungen beim Abbiegen berücksichtigt das Programm beim Berechnen ebenfalls. Gleiches gilt für weitere Eigenschaften, wie die Beschaffenheit von Straßen und gesetzliche Vorgaben für die Geschwindigkeit.

Auf der Kommandozeile

Möchten Sie den kürzesten Weg zwischen zwei Punkten errechnen, nutzen Sie den Aufruf aus Listing 1. Mit dem Parameter --dir benennen Sie das Verzeichnis mit den Routing-Daten, mit --transport das gewählte Transportmittel. Über den Schalter --shortest weisen Sie die Software an, den kürzesten Weg zu finden.

$ routino-router --dir=/var/lib/routino/data --transport=motorcar --shortest --lat1=-33.9543 --lon1=18.3767 --lat2=-33.9156 --lon2=18.4220 --language=de --output-html
Loaded Files: nodes, segments, ways & relations
Found Closest Point: Waypoint 1
Waypoint 1 is segment 92418 (node 81541 -> 81558): 18.376667 -33.954291 = 0.000 km
Found Closest Point: Waypoint 2
Waypoint 2 is segment 123655 (node 105934 -> 105976): 18.421982 -33.915611 = 0.000 km
Routing from waypoint 1 to waypoint 2
Found Start Route: Nodes checked = 3
Found Finish Route: Nodes checked = 3
Found Middle Route: Super-Nodes checked = 1719
Found Combined Route: Nodes = 135
Routed OK
Generated Result Outputs

Dazu erwartet Routino zwei Paare von Koordinaten aus Breiten- und Längengrad (lat1/lon1 und lat2/lon2). Beachten sie, dass OpenStreetMap die Koordinaten in genau umgekehrter Reihenfolge als Längen- und Breitengrad angibt.

Der Parameter --language legt die Sprache fest, in der Sie die Route erhalten. Geben Sie hier nichts an, erfolgt die Ausgabe in Englisch. Die Angabe --output-html erzeugt eine Datei namens shortest.html. Abbildung 2 zeigt diese Empfehlung samt Karte mit der Wegstrecke.

Abbildung 2: Die Software gibt die errechnete Route auf Wunsch als HTML-Seite aus, die Sie einfach im Browser aufrufen, um Daten und Karte zu kontrollieren.