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Bruno Wenk

Prof.em. für Multimedia-Kommunikationssysteme

Website: brunowenk.info




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Programmieren_für_angehende_Pädagog:innen_(mit_Hilfe_von_Scratch)

Programming for prospective educators (using Scratch)

OER Metadaten Editor

Netzneutralität




Auf der offenen Landkarte OpenStreetMap gemeinsam eintragen und aktualisieren, was Fahrradfahrer:innen nützlich sein kann

Einleitung


Wo findet eine Fahrradfahrer:in unterwegs ...


  • eine Ladestation für das E-Bike?
  • eine Reparaturstation, um das Rad aufzupumpen?
  • eine Trinkwasser-Stelle?
  • einen Fahrrad-Parkplatz?
  • eine Sitzbank, um auszuruhen?


Die Antwort: Auf der offenen Landkarte OpenStreetMap (https://openstreetmap.org)


OSM POIs 1.png



Dieser Text bietet interessierten Lehrkräften, Schüler:innen, Jugendlichen und Eltern Materialien und Unterrichtsideen zum Thema Geografie: Orientierung im Realraum auf der Basis der offenen Landkarte (Geo-Datenbank) OpenStreetMap.


Kompetenzziele (in Anlehnung an den Schweizer Lehrplan 21)


Die Schülerinnen und Schüler ...

  • können mithilfe von Karten und Orientierungsmitteln den eigenen Standort bestimmen sowie Orte und Objekte im Realraum auffinden (-> ​Koordinaten).
  • können sich mithilfe von Orientierungsmitteln (z.B. Kompass, GPS, Rallyekarte, Verkehrsnetzplan) im Realraum fortbewegen.
  • können einfache Kartierungen zu ausgewählten Fragestellungen im Realraum vornehmen.


Die Nutzung von OpenStreetMap für die praktischen Übungen ist nicht nur zielführend in Bezug auf die erwähnten Kompetenzen; am Beispiel OpenStreetMap erleben die Schüler:innen ausserdem, wie sie mit ihrem Wissen und Können Menschen auf der ganzen Welt dienlich sein (und vom Wissen und Können anderer engagierter Menschen profitieren) können.



Was ist OpenStreetMap (OSM)?


OpenStreetMap (OSM) ist eine Sammlung von geografischen Daten - in der Fachsprache: eine Geo-Datenbank.

Die Geo-Daten von OpenStreetMap beschreiben Ländergrenzen, Städte, Flüsse, Seen, Strassen und Wege, Eisenbahnlinien, Gebäude, usw.


Geo-Daten: Die Grundelemente von OpenStreetMap

Die Datenelemente von OSM, aus denen die Karten bestehen, sind Punkt (auch als Knoten bezeichnet) (node), Linie (way) und Beziehung (relation).

Den Datenelementen können Merkmale (tags) zugewiesen werden. Die Merkmale (auch Attribute genannt) bestehen immer aus einem Schlüssel (key) sowie einem Wert (value).


Datensatz-Strasse Karte.png


Das Datenelement mit der Nummer 45836349 umfasst die Daten, die die Strasse beschreiben.

In diesem Fall sind das einerseits die Merkmale mit den Schlüsseln highway, maxspeed:type, name und surface sowie den zugeordneten Werten residential, CH:urban, Blumenstrasse und asphalt. Es handelt sich demnach um eine Wohnstrasse (highway, residential); die erlaubte Höchstgeschwindigkeit (maxspeed:type) ist die in der Schweiz zulässige Innerorts-Geschwindigkeit (CH:urban). Die Strasse heisst Blumenstrasse (name, Blumenstrasse) und der Belag (surface) ist Asphalt.

Andererseits gehören zum Datenelement die Angaben zum Anfang und zum Ende der Strasse, nämlich die Punkte mit den Nummern 583387866 und 583387868. Ein Punkt umfasst als Merkmale mindestens dessen geografische Koordinaten. Im Falle des Punkts 583387866 sind das 47.4105980 (Breitengrad) und 9.6298007 (Längengrad).


Webseiten und Programme können diese Datenelemente nutzen, um Karten zu zeichnen.


OpenStreetMap umfasst aber auch Angaben zu speziellen Orten und Objekten (sogenannte Points Of Interest, POIs), z.B. öffentliche Toiletten, Parkplätze, Trinkwasser-Brunnen und Fahrrad-Reparaturstellen.



Das Datenelement mit der Nummer 6589753089 ist ein Punkt (Knoten).

Der Punkt umfasst als Merkmale die geografischen Koordinaten 47.4697159 (Breitengrad) und 9.7083046 (Längengrad) sowie die tags amenity (Einrichtung), fee, source und wheelchair sowie den zugeordneten Werten toilets, no, survey 06.2019 ... und no. Es handelt sich demnach um eine öffentliche Toilette, die kostenlos benutzt werden kann aber nicht rollstuhlgängig ist. (source beschreibt den Typ der Toilette; dieses Merkmal ist nicht unbedingt nötig.)


Points Of Interest (POIs) finden

Die speziellen Orte und Objekte (Points of Interest, POIs) werden auf der Karte mit unterschiedlichen Symbolen gekennzeichnet, zum Beispiel:


Amenity-bench.svg Sitzbank
Amenity-Drinkingwater.svg Trinkwasser
Amenity-publictoilet.svg öffentliche Toilette
Amenity-Wastebasket.svg Abfallkorb
Amenity-Parkingbicycle.svg Fahrradparkplatz
Amenity-Bicyclerepairstation.svg Fahrrad-Reparaturstation
Playground.svg Spielplatz
Amenity-Picnicsite.svg Picknickplatz


Auf der Webseite openstreetmap.org dient die Funktion "Objektabfrage" zum Finden von POIs (z.B. Trinkwasser-Brunnen, Fahrrad-Reparaturstellen, usw.) im angezeigten Kartenausschnitt.


OSM Objektabfrage.png


In der App [OsmAnd] können interessierende Points of Interest ganz gezielt gesucht werden.


Beispiele von Webseiten und Apps, die Daten von OpenStreetMap nutzen





Wie kommen die Daten in OpenStreetMap?


Unzählige Menschen auf der ganzen Welt erfassen und pflegen freiwillig die Geo-Daten von OpenStreetMap, z.B. engagierte ortskundige Personen oder humanitäre Helfer, die von Katastrophen betroffene Gebiete kartieren, und viele mehr. Es gibt auch Ämter, die ihre Geo-Daten für die Integration in OpenStreetMap zur Verfügung stellen (z.B. das Schweizer Bundesamt für Landestopografie swisstopo).

Die Geodaten von OpenStreetMap sind offen,d.h. sie sind frei zugänglich und stehen für die Nutzung auf Webseiten und in Apps kostenlos zur Verfügung.

Die Daten können auch heruntergeladen und offline (ohne aktiven Internetzugang) genutzt werden.

Damit man selbst Daten erfassen, ergänzen und ändern kann, muss man sich bei OpenStreetMap (selbstverständlich kostenlos) registrieren ↗︎.


OSMregistration.png


Es gibt mehrere unterschiedliche Webseiten und Programme für das Erfassen, Ergänzen und Ändern (Editieren) von Daten in OpenStreetMap. Die Webseite learnOSM hilft, OpenStreetMap Schritt für Schritt zu lernen (auch in Deutsch).

Viel einfacher ist das Erfassen neuer Daten mit Webseiten wie z.B. MapComplete oder Apps wie OsmAnd.



Das Internet - Struktur und Funktionsweise

Das Internet ist ein weltumspannendes Computernetzwerk (eine Infrastruktur) zur Übertragung von Daten zwischen den angeschlossenen Rechnern.

Wie muss man sich das vorstellen? Auf der Strasse angesprochene Personen antworten sehr unterschiedlich auf diese Frage (Video 3 Min. 44 Sekunden, bei Bedarf Untertitel Deutsch auswählen).



Umgangssprachlich (und mittlerweile auch häufig in den Medien und sogar in Fachpublikationen) wird der Begriff "Internet" (fälschlicherweise) stellvertretend für alle Dienste und Anwendungen verwendet, die das Internet als Datenübertragungs-Infrastruktur nutzen. Siehe auch: Internet_und_Web_sind_nicht_das_Gleiche.


Struktur des Internets

Hinweis
Lernende (und teilweise auch Lehrpersonen) haben oftmals eine von den tatsächlichen Gegebenheiten abweichende Vorstellung vom Aufbau des Internets (siehe z.B. Aufbau des Internets - Vorstellungsbilder angehender Lehrkräfte). Es ist deshalb sinnvoll, solche (falschen) Vorstellungen als Einstieg in das Thema zu formulieren (formulieren zu lassen) und danach schrittweise zu korrigieren.


Teilnetze (Autonomous Systems, AS)

Das Internet umfasst Zehntausende von Teilnetzen (Autonomous Systems, AS), die untereinander verbunden sind. Das Internet wird deshalb auch als das "Netz der Netze" bezeichnet.


InternetSystemarchitekturOhneRouter.svg


Die einzelnen Teilnetze (AS) sind unterschiedlich gross, und ihre Anzahl ist von Land zu Land verschieden.

Info
 Regionale Registrierungsstelle                                          Anzahl Teilnetze (AS)
                                                                           Stand März 2019
 Réseaux IP Européens Network Coordination Center RIPE NCC                      35'017
 
 American Registry for Internet Numbers ARIN                                    23'366
 
 Asia-Pacific Network Coordination Center APNIC                                 15'876
 
 Latin American and Caribbean Internet Addresses Registry LACNIC                 9'390
 
 African Network Coordination Center AFRINIC                                     1'796
 

Die Schweiz ist Mitglied des Réseaux IP Européens RIPE. In der Schweiz sind rund 900 Teilnetze registriert.

Quellen: Number Resource Organization NRO, ipinfo.io

Die Teilnetze gehören den jeweiligen Betreiberinnen: Unternehmen, Banken, Versicherungen, Elektrizitätswerke, Industriebetriebe, Forschungseinrichtungen, Verwaltungseinheiten, usw.


Verbindung der Teilnetze (Glasfaserkabel, Internet Exchange Points, IX)

Die Betreiberinnen verbinden ihre Teilnetze mit anderen Teilnetzen direkt über Glasfaserkabel oder indirekt über Internet Exchange Points (IX). Ein Internet Exchange Point (Internetknoten) ist ein Rechenzentrum (Data Center) mit Computern zur zentralen Verbindung mehrerer Teilnetze.


Grafische Darstellung der interkontinentalen Internetverbindungen (Quelle:https://global-internet-map-2018.telegeography.com)


Teilnetze in verschiedenen Kontinenten sind teilweise sogar mit Glasfaserkabeln verbunden, die auf dem Meeresgrund verlegt sind.


Das Video "A Journey To The Bottom Of The Internet" (mit deutschen Untertiteln) zeigt anschaulich, dass viele der Glasfaserkabel zur Verbindung der Teil-Netze auf dem Meeresgrund liegen und wie sie verlegt werden.


Die Betreiberinnen verbinden ihre Teilnetze nach Möglichkeit so mit anderen Teilnetzen, dass die Datenpakete beim Ausfall einer Verbindung über eine andere Verbindung weitergeleitet werden können. So können zwar Teile des Internets zeitweise ausfallen, aber ein Ausfall des gesamten Internets ist sehr unwahrscheinlich.


Zugang zum Internet (Internet Service Providers, ISP)

Für den Zugang zum Internet müssen Personen, Haushalte und Unternehmen ein (kostenpflichtiges) Abonnement bei einem Internet Service Provider (ISP) ihrer Wahl abschliessen.

Technisch erfolgt der Zugang zum Internet über Zugangsnetze.



Einige ISP sind auch Betreiber eines AS. Die anderen ISP verbinden sich mit einem (oder mehreren) AS, um ihren Kundinnen den Zugang zum Internet zu bieten.



Auftrag
Bei welchem ISP habt Ihr Euer Internet-Abonnement abgeschlossen? Wieviel kostet das Abo monatlich? Welche Leistungen / Dienste erhält Ihr dafür vom ISP? Welche Zugangsnetze nützt Ihr häufig, welche selten oder überhaupt nicht?