Raspberrypi.osm-tile-server: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 12. August 2020, 11:18 Uhr

Installation eines eigenen "Tile"-Servers. Also eines Kartenlieferanten im PNG-Grafikformat über das HTTP-Protokoll. Es is nativ kompatibel zu den "online" Tile Servern des OSM-Projektes.

OpenStreetMap

google

openSUSE 2012

Raspberry Pi 2020

Das Bild zeigt 4 Versionen eines einzelnen Tile (=Kachel) in der Zoom-Stufe 12.Über einen typischen Tile-Server würde man genau diese Kachel über folgende URL erhalten:

OpenStreetMap: https://tile.openstreetmap.org/12/2143/1406.png
Google: https://mt0.google.com/vt/x=2143&y=1406&zoom=5
- Man beachte bei Google den invertierten zoom-Parameter, zoom=17-z

OrgaMon legt diese Kachel, je nach Provider, mit dem Dateinamen ~Provider~-12-2143-1406.png im Kartenpfad ab (im Moment sind die Provider "local-", "google-" und "osm-"), eine Kachel wird auf diese Art immer nur einmal angefragt.

Funktionsweise

So einen Tile-Server zu installieren ist gar nicht so einfach: Das Gesamtkunstwerk basiert auf einigen Paketen. Die rechte Seite der Grafik deutet den ganzen Konfigurationsaufwand der einzelnen Dienste an.

Ziel ist ein Tile-Server "Deutschland" aufzusetzen, dieser soll per http://tile.host.domain/z=&x=&y= PNG Kacheln für den OrgaMon liefern
- https://www.wikiwand.com/de/OpenStreetMap#/Server
Bestandteile sind
- Rohdaten der Geofabrik Karlsruhe Frederik Ramm
- postgresql Datenbank als Datenknecht
- osm2pgsql als Befüller der Datenbank
- mapnik-Bibliothek macht aus XML -> PNG
- tirex konnektiert auf die Datenbank macht aus x,y,z -> XML und gibt es an mapnik

Web-Request Tile "x|y|z"
 |
 v
apache2 (Webserver die Anfragen annimmt und PNG ausliefert)
 |
 v
mod_tile (Apache2 Modul das X,Y,Z Tiles liefert)
 |
 v
tirex (dämon der Auftäge zur Tile-Generierung annimmt)
 |
 v
mapnik (Bibliothek die XML nach Grafik wandelt)
 |
 v
postgresql (Datenbank-Server)
 |
 v
filesystem

System-Voraussetzungen

Raspberry Pi 4 B mit 4 GB und Stretch Lite (ohne Desktop)
an USB gekoppelte Festplatte (ab 100 GB) oder 128 GB Micro SD Karte

Mount

per USB erstmalig angekoppelte SSD erscheinen oft als "sda", das könnte sich aber ändern wenn weitere USB Sticks oder SSDs ins Spiel kommen
jede Partition hat jedoch einen eindeutigen "id" mit Hilfe dessen man mounten kann

joe /etc/systemd/system/srv-osm.mount

[Unit]
Description=srv-osm

[Mount]
What=/dev/disk/by-id/usb-KINGSTON_SKC380S3240G_20190510-0:0-part1
Where=/srv/osm

[Install]
WantedBy=local-fs.target

systemctl start srv-osm.mount
systemctl enable srv-osm.mount

Vorbereitungen

Schliesse über den USB Port eine SSD an (128 GB ausreichend!)
Erstelle darauf ein ext4 Dateisystem und mounte es nach /srv/osm

erhöhe Swap auf 2GB

/etc/init.d/dphys-swapfile stop
joe /etc/dphys-swapfile
 CONF_SWAPSIZE=2048
/etc/init.d/dphys-swapfile start

reduziere Memory-Split auf 16 MB

raspi-config
 Option "7 Advanced Options"
   Option "A3 Memory Split"
    -> 16 MB

ein Reboot ist nötig

hole Deutschland

wget https://download.geofabrik.de/europe/germany-latest.osm.pbf

2 Stunden Downloadzeit / 3,1 GB belegt

hole den Karten-Style

mapnik (die Ausbelichtungs Bibliothek) benötigt ein style.xml, darin werden Fonts und Grafiken und Shapes referenziert die im Dateisystem liegen müssen
im Style sind auch SQL Filter und so manch anderes integriert
Fonts ist einfach nur eine Pfadangabe die korrigiert werden muss
styles sind sehr komplex, hier muss einiges beachtet werden.
So ein "Style.xml" kann schon mal 4 MByte gross sein

apt install openstreetmap-carto fonts-noto ttf-unifont
#apt install npm
#npm install -g carto

cd /usr/share/openstreetmap-carto-common

#
# Leider muss get-shapefiles.py auf neue Downloadquellen angepasst werden
# -> siehe Repository OrgaMon-tile-server
#
./get-shapefiles.py

# openstreetmap-carto liefert gleich zwei mal einen compilierten style.xml mit
# die Dateien sind aber identisch
/usr/share/openstreetmap-carto/style.xml
/usr/share/openstreetmap-carto-common/style.xml

System microSD: 5,1 GB belegt

postgres

apt install postgresql-postgis

Tuning von PostgreSQL

Frederik Ramm hat die PostgreSQL-Optimierung dokumentiert auf http://www.geofabrik.de/media/2012-09-08-osm2pgsql-performance.pdf

Ich gehe hier mal vom Standard-Pfad aus:

systemctl stop postgresql
joe /etc/postgres/11/main/postgresql.conf

 shared_buffers = 32MB
 maintenance_work_mem = 32MB
 fsync = off
 random_page_cost = 1.1

systemctl start postgresql

richte eine neue Datenbank-Ablagestelle ein

das Standard-Verzeichnis für PostgreSQL würde überlaufen, wir müssen es auf die SSD verschieben

 #
 # Mehr information hier:
 #
 https://www.digitalocean.com/community/tutorials/how-to-move-a-postgresql-data-directory-to-a-new-location-on-ubuntu-16-04

 #
 # schneller Weg hier:
 #
 cd /srv/osm
 systemctl stop postgresql
 mv /var/lib/postgresql/11/main .
 mv main db
 joe /etc/postgresql/11/main/postgresql.conf
  data_directory = '/srv/osm/db'
 systemctl start postgresql

erstelle die Datenbank "gis"

sudo -u postgres createdb gis
sudo -u postgres psql gis -c "CREATE EXTENSION postgis";
sudo -u postgres psql gis -c "CREATE EXTENSION hstore";
sudo -u postgres psql gis -c "GRANT ALL ON DATABASE gis TO tirex";

# 
# optionale "Kontrolle"
#
sudo -u postgres psql gis
SELECT name, default_version,installed_version FROM pg_available_extensions where installed_version is not null;
\q

berechtige User tirex

sudo -u postgres psql gis
 # CREATE ROLE tirex LOGIN;
 # GRANT SELECT ON ALL TABLES IN SCHEMA public TO tirex;
 # GRANT EXECUTE ON ALL FUNCTIONS IN SCHEMA public TO tirex;

not work: GRANT ALL PRIVILEGES ON ALL TABLES IN SCHEMA public TO tirex;
not work: GRANT EXECUTE ON ALL FUNCTIONS IN SCHEMA public TO user;

#
# step by step as user postgres, if nothing helps
#
GRANT SELECT ON TABLE planet_osm_rels to tirex;
GRANT SELECT ON TABLE planet_osm_point to tirex;
GRANT SELECT ON TABLE planet_osm_line to tirex;
GRANT SELECT ON TABLE planet_osm_polygon to tirex;
GRANT SELECT ON TABLE planet_osm_roads to tirex;
GRANT SELECT ON TABLE planet_osm_nodes to tirex;

importiere Deutschland (osm2pgsql)

apt install screen osm2pgsql

#
# pbf -> Database
#
sudo -u postgres osm2pgsql --hstore --slim --unlogged -C 200 -d gis germany-latest.osm.pbf

15 Stunden Rechenzeit / 104 GB belegt

mapnik

Infos: https://media.ccc.de/v/2018-5390-osm_daten_mit_mapnik_und_python_rendern

apt install mapnik-doc mapnik-reference mapnik-utils mapnik-vector-tile

mod_tile

https://wiki.openstreetmap.org/wiki/Mod_tile#Install_mod_tile_From_Source

apt install python-mapnik autoconf apache2-dev apache2-utils apache2 git
git clone https://github.com/openstreetmap/mod_tile
cd mod_tile
./autogen.sh
./configure
make
make install
make install-mod_tile
ldconfig

Nun ist mod_tile.so in /usr/lib/apache2/modules abgelegt
Wir müssen es im Apache Webserver noch laden

bash -c "echo 'LoadModule tile_module /usr/lib/apache2/modules/mod_tile.so' > /etc/apache2/mods-available/tile.load"
a2enmod tile
systemctl restart apache2

tirex

https://wiki.openstreetmap.org/wiki/Tirex

apt install libipc-sharelite-perl libjson-perl libgd-gd2-perl libwww-perl

System microSD: 4,6 GB belegt

cd /srv/osm
git clone https://github.com/openstreetmap/tirex
cd tirex
make
make install

#
# tirex can not be run as root, create a tirex user
#
addgroup tirex
adduser --system --ingroup tirex tirex

#
# mode_tile will open "/var/lib/tirex/modtile.sock" 
#
mkdir /var/lib/tirex
chown tirex /var/lib/tirex
chgrp tirex /var/lib/tirex

#
# Log Verzeichnis anlegen
#
mkdir /var/log/tirex
chmod 666 /var/log/tirex

#
# 2 Services
#
cp debian/*.service /etc/systemd/system
 
cd /etc/tirex/renderer
#
# disable unused Tile-Provider
#
rm wms.conf
rm -R wms
rm openseamap.conf
rm -R openseamap/
rm mapserver.conf
rm -R mapserver/

joe /etc/tirex/renderer/mapnik/osm.conf
 #
 # Zentrales Style Element
 #
 name=osm
 mapfile=/usr/share/openstreetmap-carto/style.xml
 tiledir=/srv/osm
 minz=0
 maxz=18

joe /etc/tirex/renderer/mapnik.conf
 fontdir=/usr/share/fonts
 fontdir_recurse=1

Test

tirex-batch map=osm z=18 x=137177 y=90017

OrgaMon-OSM Projekt-Status

openSuSE

Nov. 2012: Kontaktaufnahme zu geofabrik.de mit der Bitte um Hilfe http://www.geofabrik.de/
22.11.2012: ich will einen neuen Versuch starten mit http://download.opensuse.org/repositories/Application:/Geo/openSUSE_12.2/x86_64/
22.11.2012: setzte einen neuen Server auf ... Schritte bis osm2pgsl
23.11.2012: Dokumentation ...
30.11.2012: Tile Server läuft (Ziel 1)!
04.12.2012: Gegenprobe auf anderem/schwächerem Server (raib24)
06.12.2012: Gegenprobe wohl wegen zu geringem Hauptspeicher (4 GByte) ein Fehlschlag
29.04.2013: Gegenprobe auf stärkerem System (server)
29.04.2013: läuft nicht, tirex+mapnik da fehlen config-Dateien
18.07.2014: Server raib23, raib24 abgebaut
18.07.2014: neuer Server aufgesetzt (openSUSE 13.1) neuer Versuch mit diesem Server ...

Raspberry Pi

29.03.2020: Versuch mit einem Raspberry Pi 4 - 2 GB
30.03.2020: neuer Import mit .style und .lua / Erfolg
31.03.2020: ERROR "Cannot load any Mapnik styles", tirex kann mapnik nicht laden - da kein "style" gefunden wird
01.04.2020: wir haben jetzt ein osm-de.xml, viele Datenbankprobleme
03.04.2020: Versuch mit einem Raspberry Pi 4 - 4 GB
05.04.2020: /tirex/tileserver.js liefert Liechtenstein-Tiles aus
06.04.2020: /tirex/tileserver.js liefert Deutschland aus
09.2020: Erneuter Versuch mit Pi 4 - 8 GB, Systemlaufwerk 120 GB NVME Drive via USB 3.0