ラズパイにOpenStreetMapの最小構成タイル配信サーバをセットアップ

ラズパイをタイル配信だけ行うサーバーにしてみます。

目的：リクエストがキャッシュにあれば配信、なければ何もしない。

データベースとosm2pgsqlが正常にインストールされていないと、タイルの有効期限などを決めるexpireメソッドが機能しないと考えられる？あるいは、たとえデータベースがあっても更新されなければ、タイルexpiryは無効？mod_tileのソースを読んでみる必要ありですが…..。

OpenStreetMapのタイルサーバーですがデータベースを持たないタイプです、やってみます。

ラズパイは３でも４でもどっちでもいいです。

MicroSD設定

MicroSDは16GBを使用

Desktop環境は不要です。以下の設定もすべてSSHで接続したCUIでまかなえます。

新規にtileserverというユーザーを作成してログインしておいてください。

コチラのページ参照

以下の設定の場合、MicroSDの消費は9GBちょっとです。

サーバー構成

１：Softwareインストール

さまざまな依存関係を最初にインストールしておきます。

以下はUbuntu 18.04がターゲットです、20.04の場合はコチラのページをご参照ください。

 
sudo add-apt-repository multiverse
sudo apt update

sudo apt install libboost-all-dev git-core tar unzip wget bzip2 build-essential autoconf libtool libxml2-dev libgeos-dev libgeos++-dev libpq-dev libbz2-dev libproj-dev munin-node munin libprotobuf-c0-dev protobuf-c-compiler libfreetype6-dev libtiff5-dev libicu-dev libgdal-dev libcairo-dev libcairomm-1.0-dev apache2 apache2-dev libagg-dev liblua5.2-dev ttf-unifont lua5.1 liblua5.1-dev libgeotiff-epsg

sudo add-apt-repository multiverse

sudo apt update

sudo apt install libboost-all-dev git-core tar unzip wget bzip2 build-essential autoconf libtool libxml2-dev libgeos-dev libgeos++-dev libpq-dev libbz2-dev libproj-dev munin-node munin libprotobuf-c0-dev protobuf-c-compiler libfreetype6-dev libtiff5-dev libicu-dev libgdal-dev libcairo-dev libcairomm-1.0-dev apache2 apache2-dev libagg-dev liblua5.2-dev ttf-unifont lua5.1 liblua5.1-dev libgeotiff-epsg

２：Apache HTTP Serverをインストール

 
sudo apt-get install -y apache2 apache2-dev

sudo apt-get install -y apache2 apache2-dev

Apacheがインストールされたかチェック

 
sudo apt install curl

curl localhost| grep 'It works!'

sudo apt install curl

curl localhost| grep 'It works!'

It works! が表示されればOK。

PHPもインストールしておく場合

最新版は7.4です、お好みの問題ですが7.4の場合は以下のバージョン番号を書き換えてください。

sudo apt install php7.2-cli
sudo apt install php7.2 libapache2-mod-php7.2

1 2	sudo apt install php7.2-cli sudo apt install php7.2 libapache2-mod-php7.2

３：mapnikをインストール

mod_tileのインストールに必要です。

Ubuntu 20.04の場合はコチラのページをご参照ください。

 
sudo apt install autoconf apache2-dev libtool libxml2-dev libbz2-dev libgeos-dev libgeos++-dev libproj-dev gdal-bin libmapnik-dev mapnik-utils python-mapnik python3-psycopg2

sudo apt install autoconf apache2-dev libtool libxml2-dev libbz2-dev libgeos-dev libgeos++-dev libproj-dev gdal-bin libmapnik-dev mapnik-utils python-mapnik python3-psycopg2

４：mod_tileとrenderdインストール

mod_tileをインストールします。

「mod_tile」は、タイルのリクエストを処理するApacheモジュールです。

「renderd」は、「mod_tile」がタイルを要求したときに実際にタイルをレンダリングするデーモンです。

今回はrenderdはインストールされますが何もしません。

mod_tileのソースをコンパイル

 
mkdir ~/src;cd ~/src
git clone -b switch2osm git://github.com/SomeoneElseOSM/mod_tile.git
cd mod_tile
./autogen.sh

./configure

make

sudo make install

sudo make install-mod_tile

sudo ldconfig

mkdir ~/src;cd ~/src

git clone -b switch2osm git://github.com/SomeoneElseOSM/mod_tile.git

cd mod_tile

./autogen.sh

./configure

make

sudo make install

sudo make install-mod_tile

sudo ldconfig

５：Apacheの構成

Apacheに「mod_tile」について通知する必要があります。

 
sudo mkdir /var/lib/mod_tile
sudo chown tileserver /var/lib/mod_tile

sudo chmod -R a+x /var/lib/mod_tile

sudo mkdir /var/lib/mod_tile

sudo chown tileserver /var/lib/mod_tile

sudo chmod -R a+x /var/lib/mod_tile

mod_tile.confを新規に作成

 
sudo nano /etc/apache2/conf-available/mod_tile.conf

sudo nano /etc/apache2/conf-available/mod_tile.conf

以下を追記

 
LoadModule tile_module /usr/lib/apache2/modules/mod_tile.so

LoadModule tile_module /usr/lib/apache2/modules/mod_tile.so

mod_tileを起動

 
sudo a2enconf mod_tile

sudo a2enconf mod_tile

次に、Apacheに「レンダリング」について通知する必要があります。

今回はレンダリングしませんが、この設定は必要です。

000-default.confをnanoなどのテキストエディターで編集します。

 
sudo nano /etc/apache2/sites-available/000-default.conf

sudo nano /etc/apache2/sites-available/000-default.conf

「ServerAdmin」行と「DocumentRoot」行の間に次を追加します。

 
LoadTileConfigFile /usr/local/etc/renderd.conf
ModTileRenderdSocketName /var/run/renderd/renderd.sock
# Timeout before giving up for a tile to be rendered
ModTileRequestTimeout 0
# Timeout before giving up for a tile to be rendered that is otherwise missing
ModTileMissingRequestTimeout 30

LoadTileConfigFile /usr/local/etc/renderd.conf

ModTileRenderdSocketName /var/run/renderd/renderd.sock

# Timeout before giving up for a tile to be rendered

ModTileRequestTimeout 0

# Timeout before giving up for a tile to be rendered that is otherwise missing

ModTileMissingRequestTimeout 30

Apacheを２回リロードします。
（Apacheは、実行時に再構成すると「混乱」するため、2回実行する必要があります）

 
sudo service apache2 reload
sudo service apache2 reload

sudo service apache2 reload

６：外部データストレージ用のマウントポイント作成

 
mkdir /var/lib/mod_tile/ajt

sudo chmod 666 /var/lib/mod_tile/ajt

mkdir /var/lib/mod_tile/ajt

sudo chmod 666 /var/lib/mod_tile/ajt

タイルデータが保存されている外部ストレージをマウント

ストレージ(NAS)にはTileというフォルダーを作成し、ここにデータが保存されるものとします。

サンプルデータ（700MBくらいのZIP）は4sharedにアップしています。

東京２３区近辺のデータです。だいたいこのへん。

ダウンロードしてTileフォルダーにコピーしておきます。

サンプルデータは１GBもないので、USBメモリにコピーしてもいいかもしれません。

このTileフォルダー(NAS)やUSBメモリーにマウントして使います。

マウントの方法はここを参照

配信確認用htmlファイル作成

タイルを表示するために、mod_tileの「extras」フォルダーにある「sample_leaflet.html」というHTMLファイルを使ってみます。

Webのドキュメントルートは/var/www/htmlですので、ここにコピーします。
sample_leaflet.htmlはLeafletライブラリを使った地図表示用のWebアプリです。
lf.htmlという名前にしてみます。

 
sudo cp /home/tileserver/src/mod_tile/extra/sample_leaflet.html /var/www/html/lf.html

sudo cp /home/tileserver/src/mod_tile/extra/sample_leaflet.html /var/www/html/lf.html

編集してIPアドレスなどを変更します。

 
sudo nano /var/www/html/lf.html

sudo nano /var/www/html/lf.html

２か所変更

 
var map = L.map('map').setView([34.673791, 135.511708], 5); //&lt;---------zoom level 5で日本の上にViewを持ってきます

L.tileLayer('http://127.0.0.1/hot/{z}/{x}/{y}.png', { //&lt;----------127.0.0.1をあなたのローカルIPに変更してください

var map = L.map('map').setView([34.673791, 135.511708], 5); //<---------zoom level 5で日本の上にViewを持ってきます

L.tileLayer('http://127.0.0.1/hot/{z}/{x}/{y}.png', { //<----------127.0.0.1をあなたのローカルIPに変更してください

以下にアクセス

http://＜IPアドレス＞/lf.html

上記の東京２３区付近のエリアにアクセスしてレベル18まで表示されればOK。

レベル16ならこんな風に見えます。

ズームボタンは表示されるものの、グレイの画面のままの場合

sudo chmod -R a+x /var/lib/mod_tile

で、リロードしてみてください。

Web配信はWi-Fiでも有線でもどちらでもいいですが、Wi-Fiの場合タイル配信の精度が低下する場合があります（レベル17や18のタイルが配信されない）。

Wi-Fi状態をチェック

iwconfigは引数無しで実行すると状態を表示してくれます。

 
sudo apt install wireless-tools

iwconfig

sudo apt install wireless-tools

iwconfig

RateやLinkの質が低下した場合は、イーサネットケーブル接続に切り替えます。

Wi-Fi 停止

 
sudo iwconfig wlan0 txpower off

sudo iwconfig wlan0 txpower off

ケーブル接続

Wi-Fi 再開する場合(ケーブルは接続したまま)

 
sudo iwconfig wlan0 txpower auto

sudo iwconfig wlan0 txpower auto

レンダリングについてはこのページ参照

レンダリング実行時間はラズパイよりJetson Nanoの方が若干はやいような気がします。

render_list関数はCPUのみ使うそうですので、GPUの恩恵は何もないはずなんですが(^^)。

このページではタイルデータを外部ストレージに置いて、これをマウントして使用していますが、場合によってはMicroSDに直に置いた方がいい場合もあるでしょう。

そういう場合のデータサイズ（日本全体）の例

z 0 ～17 ー＞ 105GB　(491990 Files、125647 Folders)

z 18 ー＞ 74.6GB　(1009236 Files、254891 Folders)

最後にレスポンスですが、これはWebサービスプラットフォームとしてのラズパイやJetsonといったシングルボードコンピュータの能力の問題になります。
タイルデータがNASにあろうと本家（https://tile.openstreetmap.org）にあろうと関係ないです(^^)。

表示の速度は端末の能力の問題です（スマホよりPCの方が機敏です）。

インターネット環境が無い（使えない/使わない）場合のアドホックな構成も準備中

OSMタイルサーバーにしたラズパイをWi-Fiのアクセスポイントにしてみる

シングルボードコンピュータでOpenstreetMapのデータを使ってタイルデータの作成（レンダリング）をしてみましょう。

シングルボードコンピューターにOpenStreetMapのタイルサーバーを立ててみる

USBストレージに小分けしたデータを抜き差ししながら、こまめに使う

ラズパイ起動後にUSBストレージを挿入したら自動で検知して、マウントする

FRONT

地図と画像のサイト

ラズパイにOpenStreetMapの最小構成タイル配信サーバをセットアップ

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