commit fd207b4794f871cd55349cec7db9dd5e424ef8d7 Author: j.mei7 Date: Sun Mar 20 00:27:04 2022 +0100 moved from GitLab to GitHub manually diff --git a/.gitignore b/.gitignore new file mode 100644 index 0000000..be55da4 --- /dev/null +++ b/.gitignore @@ -0,0 +1,2 @@ +*.db +__pycache__/ \ No newline at end of file diff --git a/INSTALL.bat b/INSTALL.bat new file mode 100644 index 0000000..675875a --- /dev/null +++ b/INSTALL.bat @@ -0,0 +1 @@ +pip -R install requirements.txt \ No newline at end of file diff --git a/README.md b/README.md new file mode 100644 index 0000000..bdbdb60 --- /dev/null +++ b/README.md @@ -0,0 +1,48 @@ +# OSM-Routing-Backend with Python +A WSGI Server to calculate a route based on an OSM-File.
+Used for the backend of an OpenLayers-Visualization.
+Currently it only connects crossing nodes of streets/way, so the sampling of the route isn't that good. + +## Install +### Install Python +Download & install Python(>=3.6) -> Python Downloads. +### Install Python packages +Run the "INSTALL.bat"
+OR
+run the following command in the project folder: +`pip -R install requirements.txt` +### Download an OSM-File +1. Download an OSM-File of your region. Keep in mind that big OSM-Files can take a long time to process.
+Example download sites: https://download.geofabrik.de/, https://www.openstreetmap.org/export.
+2. Name your OSM-File "map.osm" and override the current "map.osm" in the project folder. +Alternatively you could just change the "osmPath" variable in the "server.py" file. + +## Run +### Development Mode +Run the "START.bat"
+OR
+run the following command in the project folder: +`set FLASK_APP=server && flask run -p 5555 --with-threads` +### Production Mode +To run the server in production mode, you must deploy the server correctly on your system.
+Flask Documentation | Deploy + +## Usage +The Server has those following URLs which all respond in a JSON-Format
+If you have any problems try to delete your "map.db" and let the server regenerate it! +### ATTENTION: First Run +When you run the server for the first time and no "map.db" got generated yet, it may take a while before the server starts.
+Thats because the "map.db" has to get generated and this can take a LONG time based on your OSM-File & your computer. + +### Get route based on ways +`http://localhost:5555/getRoute/%fromWay%/%toWay%/`
+fromWay & toWay: AN OSM wayID.

+This responses with a JSON-File this following structure:
+![getRouteJson.png](./screenshots/getRouteJson.png) +### Find ways based on name +`http://localhost:5555/search/%query%/%limit%/`
+query: The street/way name with autocomplete. Example: http://localhost:5555/search/F/%limit%/ -> gives you "Foster Street", "Friday Street" etc. +limit: The limit of results which should come back. +This responses with a JSON-File this following structure:
+![findWayJson.png](./screenshots/findWayJson.png) + diff --git a/START.bat b/START.bat new file mode 100644 index 0000000..4236989 --- /dev/null +++ b/START.bat @@ -0,0 +1,2 @@ +set FLASK_APP=server +flask run -p 5555 --with-threads \ No newline at end of file diff --git a/map.osm b/map.osm new file mode 100644 index 0000000..2534d6f --- /dev/null +++ b/map.osm @@ -0,0 +1,167416 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 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visitedWay for visitedWay in visitedWays): + if parentWay != "": # check if parent is given + visitedWays.append([way, parentWay]) + else: + visitedWays.append([way, ""]) + + +def getOpenVisitedWays(): # Get all visited ways which have unchecked sideways. + result = [] + openSideWays = 0 # counts how many sideways are found per vistedWay + + for vWay in visitedWays: + openSideWays = 0 + currentSideWays = sql.getSideWaysOfWay(vWay[0]) # + for sideWay in currentSideWays: + if not any(sideWay in visitedWay for visitedWay in visitedWays): # if sideway is not in visitedWays: Array + openSideWays += 1 + + if openSideWays > 0: # if visited way has unvistited sideways + result.append(vWay[0]) + + return result + +def getVisitedWaybyWay(way): # Find a VisitedWay by it's way (visitedWay[0]) + result = "" + + for visitedWay in visitedWays: + if visitedWay[0] == way: + result = visitedWay + return result + +# Reverse and build route +def reverseRoute(endWay): + route = [] + reversed = False + + currentVisitedWay = getVisitedWaybyWay(int(endWay)) # Get the visitedWay object of "endway: int" from the visitedWay-array + while reversed == False: + if currentVisitedWay[1] != "": # if visited sideway has a parent way (visitedWays: Array[[way,parentway], ...]) + route.append(currentVisitedWay) + currentVisitedWay = getVisitedWaybyWay(currentVisitedWay[1]) # set currentVisitedWay to parentWay + else: + reversed = True + return route + +def getRouteWayOfRoute(route): + routeWays = [] + routeCrossingNodes = [] + counter = 0 + + for vWay in route: # Get all crossingpoints + crossingPoint = sql.getCrossingPointOfWays(vWay[0], vWay[1]) + prevCrossingPoint = "" + if counter > 0: + prevCrossingPoint = routeCrossingNodes[counter-1][0] + else: + prevCrossingPoint = sql.getNodesOfWay(vWay[0])[0] + + + routeWays.append({'way': vWay[0], 'startNode': prevCrossingPoint, 'endNode': crossingPoint[0]}) + routeCrossingNodes.append(crossingPoint) + counter += 1 + return routeWays + +def buildRoute(endWay): + routeNodes = [] + coordinates = [] + + reversedRoute = reverseRoute(endWay) + routeWays = getRouteWayOfRoute(reversedRoute) + + for routeWay in routeWays: + nodesBetweenNodes = sql.getNodesBetweenNodes(routeWay) + for node in nodesBetweenNodes: + routeNodes.append(node) + + for node in routeNodes: # get all coordinates of the crossinpoints + coordinates.append({'lon':sql.getLocOfNode(node)[0], 'lat': sql.getLocOfNode(node)[1] }) + + return coordinates + +# Search for destination +def checkSideWaysOfWay(way, endWay): + global endFound + global visitedWays + + sideWays = sql.getSideWaysOfWay(way) + + for sideWay in sideWays: + + if str(sideWay) == str(endWay): + pushIntoVisitedWays(sideWay, way) + endFound = True + return + else: + pushIntoVisitedWays(sideWay, way) + +def searchRoute(startWay, endWay): # Main + global sql + global visitedWays + global endFound + + sql = SqlHandler(dbPath, osmPath) + visitedWays = [] + endFound = False + counter = 0 + + sideWays = sql.getSideWaysOfWay(startWay) + + pushIntoVisitedWays(startWay) + checkSideWaysOfWay(startWay, endWay) + + for sideWay in sideWays: + checkSideWaysOfWay(sideWay, endWay) + + while endFound == False: + if len(sideWays) and counter >= len(sideWays): + counter = 0 + sideWays = getOpenVisitedWays() + else: + checkSideWaysOfWay(sideWays[counter], endWay) + counter += 1 + + result = buildRoute(endWay) + sql.conn.close() + del sql + return result + +def searchRouteByCoordinates(fromWayLat, fromWayLon, toWayLat, toWayLon): # Main + global sql + sql = SqlHandler(dbPath, osmPath) + fromNode = sql.getNodeByCoordinates(fromWayLat, fromWayLon) + toNode = sql.getNodeByCoordinates(toWayLat, toWayLon) + + fromWay = sql.getWaysOfNode(fromNode)[0] + toWay = sql.getWaysOfNode(toNode)[0] + del sql + return searchRoute(fromWay, toWay) \ No newline at end of file diff --git a/screenshots/findWayJson.png b/screenshots/findWayJson.png new file mode 100644 index 0000000..ffb092f Binary files /dev/null and b/screenshots/findWayJson.png differ diff --git a/screenshots/getRouteJson.png b/screenshots/getRouteJson.png new file mode 100644 index 0000000..9ab8053 Binary files /dev/null and b/screenshots/getRouteJson.png differ diff --git a/server.py b/server.py new file mode 100644 index 0000000..399dd49 --- /dev/null +++ b/server.py @@ -0,0 +1,29 @@ +osmPath = "map.osm" +dbPath = "map.db" + +from flask import Flask, jsonify +from flask_cors import CORS, cross_origin +from routing.route import searchRoute +from sql.handle_sql import SqlHandler +from utils.search import search + + + +app = Flask(__name__) + +cors = CORS(app) +app.config['CORS_HEADERS'] = 'Content-Type: application/json' + +# First init of database +sql = SqlHandler(dbPath, osmPath) +del sql + +# http://127.0.0.1:5555/getRoute/36891304/17021250/ +@app.route("/getRoute///") +@cross_origin() +def getRouteReq(fromWay, toWay): + return jsonify(nodes=searchRoute(fromWay, toWay)) + +@app.route("/search//") +def searchReq(wayName, limit): + return jsonify(ways=search(wayName, limit)) \ No newline at end of file diff --git a/sql/handle_sql.py b/sql/handle_sql.py new file mode 100644 index 0000000..1945bd5 --- /dev/null +++ b/sql/handle_sql.py @@ -0,0 +1,96 @@ +# Handles the communication to the SQL-Database +FORCE_NEW_DB = False # Forces to always regenerate the .db file +import sqlite3, os, math +from sql.init_sql import initSql + +class SqlHandler: + def __init__(self, _path, _osmPath): + self.path = _path + self.osmPath = _osmPath + + if FORCE_NEW_DB and os.path.isfile(self.path): + os.remove(self.path) + + if not os.path.isfile(self.path): + initSql(self.path, self.osmPath) + + self.connectToDatabase() + + def connectToDatabase(self): + self.conn = sqlite3.connect(self.path) + self.cur = self.conn.cursor() + + def getNodesOfWay(self, wayId): + result = [] + + for row in self.cur.execute('SELECT nodeId FROM nodes LEFT JOIN node_way ON nodes.id = node_way.nodeId WHERE node_way.wayId=' + str(wayId)): + result.append(row[0]) + return result + + def getWaysOfNode(self, nodeId): + result = [] + + for row in self.cur.execute('SELECT wayId FROM ways LEFT JOIN node_way ON ways.id = node_way.wayId WHERE node_way.nodeId=' + str(nodeId)): + result.append(row[0]) + return result + + def getSideWaysOfWay(self, wayId): + result = [] + + for row in self.cur.execute('SELECT sideWayId FROM way_sideway LEFT JOIN ways ON ways.id=way_sideway.wayId WHERE ways.id=' + str(wayId)): + if not row[0] in result: + result.append(row[0]) + return result + + def getCrossingPointOfWays(self, firstWay, secondWay): + result = [] + + for row in self.cur.execute('SELECT node FROM crossingpoints WHERE firstWay=? AND secondWay=?', (str(firstWay), str(secondWay))): + if not row[0] in result: + result.append(row[0]) + return result + + def getLocOfNode(self, node): + for row in self.cur.execute('SELECT lon, lat FROM nodes WHERE nodes.id="' + str(node) + '"'): + return [row[0], row[1]] + + def getNodeByCoordinates(self, lat, lon): + for row in self.cur.execute('SELECT id FROM nodes WHERE nodes.lon=? AND nodes.lat=?', (lon, lat)): + return row[0] + return + + def getNameOfWay(self, wayId): + for row in self.cur.execute('SELECT name FROM ways WHERE id="' + str(wayId) + '"'): + return row[0] + + def getWaysByNameWildcard(self, name): + result = [] + for row in self.cur.execute('SELECT id, name FROM ways WHERE name LIKE "' + name + '%"'): + result.append(row[0]) + return result + + def getNodesBetweenNodes(self, routeWay): + nodes = [] + + startNodeIndex = "" + endNodeIndex = "" + + for row in self.cur.execute('SELECT id FROM node_way WHERE wayId=? AND nodeId=?', (routeWay['way'], routeWay['startNode'])): + startNodeIndex = int(row[0]) + + for row in self.cur.execute('SELECT id FROM node_way WHERE wayId=? AND nodeId=?', (routeWay['way'], routeWay['endNode'])): + endNodeIndex = int(row[0]) + + if startNodeIndex > endNodeIndex: + tempNodes = [] + for row in self.cur.execute('SELECT nodeId FROM node_way WHERE id <=? AND id >=?', (startNodeIndex, endNodeIndex)): + tempNodes.append(row[0]) + nodes = tempNodes[::-1] + else: + for row in self.cur.execute('SELECT nodeId FROM node_way WHERE id >=? AND id <=?', (startNodeIndex, endNodeIndex)): + nodes.append(row[0]) + + return nodes + + def __del__(self): + self.conn.close() \ No newline at end of file diff --git a/sql/init_sql.py b/sql/init_sql.py new file mode 100644 index 0000000..8a4eee0 --- /dev/null +++ b/sql/init_sql.py @@ -0,0 +1,153 @@ +# Intilializes/Creates the database with all tables and table contents +import sqlite3, os + +def createNode(conn, line): + nodeId = str(line.split('id="')[1].split('"')[0]) + nodeLon = str(line.split('lon="')[1].split('"')[0]) + nodeLat = str(line.split('lat="')[1].split('"')[0]) + + cur = conn.cursor() + cur.execute('INSERT INTO nodes(id, lon, lat) VALUES (?, ?, ?)', (nodeId, nodeLon, nodeLat)) + +def createWay(conn, lines): + wayId = "" + wayNodes = [] + wayName = "" + isHighWay = False + + + for line in lines: + if " 1: + for sideWay in waysOfNode: + if sideWay != currentWayId: + createCrossingpoint(conn, node, sideWay, currentWayId) + createWaySideWayJunction(conn, currentWayId, sideWay) + conn.commit() + +def parse_osm_to_sql(conn, osm_path): + print("Parsing nodes and ways of the OSM file into the database.") + file = open(osm_path, "r", encoding="utf-8") + wayLines = [] + + for line in file.readlines(): + if "" in line: + createWay(conn, wayLines) + wayLines = [] + elif len(wayLines) > 0: + wayLines.append(line) + + conn.commit() + +def createCrossingpoint(conn, node, currentWayId, sideWay): + cur = conn.cursor() + cur.execute('INSERT INTO crossingpoints(firstWay, secondWay, node) VALUES (?, ?, ?)', (sideWay, currentWayId, node)) + + +def createDatabase(path): + print("Generate database structure") + conn = sqlite3.connect(path) + cur = conn.cursor() + cur.execute('''CREATE TABLE "nodes" ( + "id" INTEGER NOT NULL UNIQUE, + "lon" TEXT NOT NULL, + "lat" TEXT NOT NULL, + PRIMARY KEY("id") + );''') + + cur.execute('''CREATE TABLE "ways" ( + "id" INTEGER NOT NULL UNIQUE, + "name" TEXT, + PRIMARY KEY("id") + );''') + + cur.execute('''CREATE TABLE "node_way" ( + "id" INTEGER NOT NULL UNIQUE, + "wayId" INTEGER NOT NULL, + "nodeId" INTEGER NOT NULL, + PRIMARY KEY("id"), + FOREIGN KEY("wayId") REFERENCES "ways"("id"), + FOREIGN KEY("nodeId") REFERENCES "nodes"("id") + );''') + + cur.execute('''CREATE TABLE "way_sideway" ( + "wayId" INTEGER NOT NULL, + "sideWayId" INTEGER NOT NULL, + FOREIGN KEY("wayId") REFERENCES "ways"("id"), + FOREIGN KEY("sideWayId") REFERENCES "ways"("id") + );''') + + cur.execute('''CREATE TABLE "crossingpoints" ( + "id" INTEGER NOT NULL, + "node" INTEGER NOT NULL, + "firstWay" INTEGER NOT NULL, + "secondWay" INTEGER NOT NULL, + PRIMARY KEY("id"), + FOREIGN KEY("node") REFERENCES "nodes"("id"), + FOREIGN KEY("firstWay") REFERENCES "ways"("id"), + FOREIGN KEY("secondWay") REFERENCES "ways"("id") + );''') + + return conn + +# Getters +def getNodesOfWay(conn, wayId): + cur = conn.cursor() + result = [] + + for row in cur.execute('SELECT nodeId FROM nodes LEFT JOIN node_way ON nodes.id = node_way.nodeId WHERE node_way.wayId=' + str(wayId)): + result.append(row[0]) + return result + +def getWaysOfNode(conn, nodeId): + cur = conn.cursor() + result = [] + + for row in cur.execute('SELECT wayId FROM ways LEFT JOIN node_way ON ways.id = node_way.wayId WHERE node_way.nodeId=' + str(nodeId)): + result.append(row[0]) + return result + +# INIT +def initSql(path, osmPath): + print("Initializing database. This may take a while.") + conn = createDatabase(path) + parse_osm_to_sql(conn, osmPath) + parse_way_sideWay_junction(conn) + print("Done: Initializing database") \ No newline at end of file diff --git a/utils/search.py b/utils/search.py new file mode 100644 index 0000000..2bf9ee5 --- /dev/null +++ b/utils/search.py @@ -0,0 +1,24 @@ +from sql.handle_sql import SqlHandler +from server import osmPath, dbPath + +# Initalize global variables +sql = "" + +def search(wayName, limit): + global sql + formattedWays = [] + limit = int(limit) + sql = SqlHandler(dbPath, osmPath) + ways = sql.getWaysByNameWildcard(wayName) + + for way in ways: + formattedWays.append({'id': way, 'name': sql.getNameOfWay(way) + " (" + str(way) + ")"}) + + + + del sql + + if len(formattedWays) >= limit: + return formattedWays[:limit] + else: + return formattedWays \ No newline at end of file