Python の overpy を用いて OpenStreetMap のデータをダウンロード

概要

Python の overpy ライブラリを使用して、OpenStreetMap から地図データをダウンロードする方法を解説する。取得したデータは、地図アプリケーションの開発、経路探索、地理情報の分析などに活用できる。本手順は Windows のパソコンで動作する。データ取得はインターネット経由で行われるため、GPU 搭載機と CPU のみの機種のいずれでも動作する。

目次

関連する外部ページ

OpenStreetMap (https://www.openstreetmap.org) は、世界規模で利用可能な無料のオンライン地図データベースである。誰でも自由に利用・編集でき、地図データを様々な形式で取得できる。

前準備

Python 3.12 のインストール

Pythonのインストールを行い、Pythonのプログラムを実行する環境を整える。扱う環境は、Windows搭載パソコンである。金子研究室では、Python 3.12.10を推奨する。

[Windows での Python 3.12 のインストール手順を見るには、ここをクリック]

Windows での Python 3.12 のインストール

以下のいずれかの方法でPython 3.12をインストールする。Pythonがインストール済みの場合、この手順は不要である。

方法 1:winget によるインストール

インストールコマンドの実行方法

管理者権限コマンドプロンプトを起動する(手順:Windowsキーまたはスタートメニュー → cmd と入力 → 右クリック → 「管理者として実行」)。そして、コマンド全体をコマンドプロンプトにコピー&ペーストする。

--scope machine を指定することで、システム全体(全ユーザー向け)にインストールされる。このオプションの実行には管理者権限が必要である。インストール完了後、コマンドプロンプトを再起動するとPATHが反映される。

REM Python 3.12 をシステム領域にインストール
winget install --id Python.Python.3.12 -e --scope machine --silent --accept-source-agreements --accept-package-agreements --override "/quiet InstallAllUsers=1 PrependPath=1 Include_test=0 Include_pip=1 Include_launcher=1 InstallLauncherAllUsers=1 TargetDir=\"C:\Program Files\Python312\""

REM Python と Scripts を PATH 先頭に追加
powershell -NoProfile -Command "$p='C:\Program Files\Python312'; $s=\"$p\Scripts\"; $c=[Environment]::GetEnvironmentVariable('Path','Machine'); if((Test-Path $p) -and (';'+$c+';' -notlike \"*;$p;*\") -and (';'+$c+';' -notlike \"*;$s;*\")){[Environment]::SetEnvironmentVariable('Path',\"$p;$s;$c\",'Machine')}"

方法 2:インストーラーによるインストール

  1. Python公式サイト(https://www.python.org/downloads/)にアクセスし、「Download Python 3.x.x」ボタンからWindows用インストーラーをダウンロードする。
  2. ダウンロードしたインストーラーを実行する。
  3. 初期画面の下部に表示される「Add python.exe to PATH」にチェックを入れてから「Customize installation」を選択する。このチェックを入れ忘れると、コマンドプロンプトから python コマンドを実行できない。
  4. 「Install Python 3.xx for all users」にチェックを入れ、「Install」をクリックする。

インストールの確認

コマンドプロンプトで以下を実行する。

python --version

バージョン番号(例:Python 3.12.x)が表示されればインストール成功である。「'python' は、内部コマンドまたは外部コマンドとして認識されていません。」と表示される場合は、インストールが正常に完了していない。

Python の開発環境 Visual Studio Code のインストールと Python 用の設定

Python の開発環境Visual Studio Code(プログラムを編集するソフトウェア。以下、VS Code)を整える。

[Windows での Visual Studio Code のインストールと Python 用の設定手順を見るには、ここをクリック]

Windows での Visual Studio Code のインストールと Python 用の設定手順

1. VS Code と拡張機能のインストール

以下のコマンドにより,既存の VS Code を削除し,全ユーザー共有の設定で再インストールしたうえで,拡張機能(VS Code に機能を追加するソフトウェア)をまとめて導入する.

インストールコマンドの実行方法

管理者権限コマンドプロンプトを起動する(手順:Windows キーまたはスタートメニュー → cmd と入力 → 右クリック → 「管理者として実行」)。そして,コマンド全体をコマンドプロンプトにコピー&ペーストする。

インストールコマンド


REM ============================================================
REM Microsoft Visual Studio Code
REM ============================================================
winget uninstall -e --id Microsoft.VisualStudioCode --silent --disable-interactivity --accept-source-agreements
rmdir /s /q C:\ProgramData\vscode-extensions 2>nul
rmdir /s /q "%APPDATA%\Code" 2>nul
rmdir /s /q "%USERPROFILE%\.vscode" 2>nul
rmdir /s /q "%LOCALAPPDATA%\Microsoft\vscode-update" 2>nul

REM VS Code をシステム領域に新規インストール
winget install --scope machine --id Microsoft.VisualStudioCode -e --silent --accept-source-agreements --accept-package-agreements

REM 全ユーザー共有の拡張機能フォルダ
mkdir C:\ProgramData\vscode-extensions 2>nul
icacls "C:\ProgramData\vscode-extensions" /grant "Everyone:(OI)(CI)M" /T

REM スタートメニューのショートカットを --extensions-dir 付きで再作成
rmdir /s /q "C:\ProgramData\Microsoft\Windows\Start Menu\Programs\Visual Studio Code" 2>nul
del "C:\ProgramData\Microsoft\Windows\Start Menu\Programs\Visual Studio Code.lnk" 2>nul
powershell -NoProfile -Command "$s=New-Object -ComObject WScript.Shell; $lnk=$s.CreateShortcut('C:\ProgramData\Microsoft\Windows\Start Menu\Programs\Visual Studio Code.lnk'); $lnk.TargetPath='C:\Program Files\Microsoft VS Code\Code.exe'; $lnk.Arguments='--extensions-dir \"C:\ProgramData\vscode-extensions\"'; $lnk.Save()"
REM ショートカットの検証
powershell -NoProfile -Command "$s=New-Object -ComObject WScript.Shell; $lnk=$s.CreateShortcut('C:\ProgramData\Microsoft\Windows\Start Menu\Programs\Visual Studio Code.lnk'); Write-Host 'TargetPath:' $lnk.TargetPath; Write-Host 'Arguments:' $lnk.Arguments"

REM ファイル / フォルダ右クリックの「Code で開く」を登録
reg add "HKLM\SOFTWARE\Classes\*\shell\VSCode\command" /ve /d "\"C:\Program Files\Microsoft VS Code\Code.exe\" --extensions-dir \"C:\ProgramData\vscode-extensions\" \"%1\"" /f
reg add "HKLM\SOFTWARE\Classes\Directory\shell\VSCode\command" /ve /d "\"C:\Program Files\Microsoft VS Code\Code.exe\" --extensions-dir \"C:\ProgramData\vscode-extensions\" \"%1\"" /f
reg add "HKLM\SOFTWARE\Classes\Directory\Background\shell\VSCode\command" /ve /d "\"C:\Program Files\Microsoft VS Code\Code.exe\" --extensions-dir \"C:\ProgramData\vscode-extensions\" \"%V\"" /f

REM --extensions-dir 付きで起動する code.cmd ラッパを作成
REM (%* を echo で書くと対話的 cmd で失われるため、PowerShell で [char]37+'*' を書き出す)
powershell -NoProfile -Command "$pct=[char]37; $q=[char]34; $c='@echo off'+[char]13+[char]10+$q+'C:\Program Files\Microsoft VS Code\bin\code.cmd'+$q+' --extensions-dir '+$q+'C:\ProgramData\vscode-extensions'+$q+' '+$pct+'*'+[char]13+[char]10; [IO.File]::WriteAllText('C:\ProgramData\vscode-extensions\vscode.cmd',$c,[Text.Encoding]::ASCII)"

REM 拡張機能のインストール
set "CODE=C:\Program Files\Microsoft VS Code\bin\code.cmd"
"%CODE%" --extensions-dir "C:\ProgramData\vscode-extensions" --uninstall-extension GitHub.copilot
"%CODE%" --extensions-dir "C:\ProgramData\vscode-extensions" --uninstall-extension GitHub.copilot-chat
"%CODE%" --extensions-dir "C:\ProgramData\vscode-extensions" --install-extension ms-python.python
"%CODE%" --extensions-dir "C:\ProgramData\vscode-extensions" --install-extension ms-python.vscode-pylance
"%CODE%" --extensions-dir "C:\ProgramData\vscode-extensions" --install-extension ms-python.debugpy
"%CODE%" --extensions-dir "C:\ProgramData\vscode-extensions" --install-extension MS-CEINTL.vscode-language-pack-ja
"%CODE%" --extensions-dir "C:\ProgramData\vscode-extensions" --install-extension saoudrizwan.claude-dev
"%CODE%" --extensions-dir "C:\ProgramData\vscode-extensions" --install-extension rust-lang.rust-analyzer
"%CODE%" --extensions-dir "C:\ProgramData\vscode-extensions" --install-extension tamasfe.even-better-toml
"%CODE%" --extensions-dir "C:\ProgramData\vscode-extensions" --install-extension anthropic.claude-code
"%CODE%" --extensions-dir "C:\ProgramData\vscode-extensions" --install-extension almenon.arepl
"%CODE%" --extensions-dir "C:\ProgramData\vscode-extensions" --list-extensions --show-versions
echo === セットアップ完了 ===

2. Python インタプリタの選択

同一マシンに複数の Python がインストールされている場合,VS Code で使用する Python 本体(インタプリタ:Python プログラムを解釈・実行するソフトウェア)を選択する必要がある.

  1. コマンドパレット(コマンド名で機能を呼び出す VS Code の入力欄)を開く(Ctrl+Shift+P
  2. Python: Select Interpreter と入力する
  3. 表示される一覧から,使用する Python(例:C:\Program Files\Python312\python.exe)を選択する.

Python プログラム実行手順

[Windows での Python プログラム実行手順を見るには、ここをクリック]

Windows での Python 実行手順(Visual Studio Codeを使用)

プログラムファイルの作成と保存

  1. 左サイドバーの「エクスプローラー」アイコン(Ctrl+Shift+E)をクリックする
  2. 「NO FOLDER OPENED」(作業対象フォルダが未選択の状態)と表示される場合は,「Open Folder」をクリックし,プログラムを保存するフォルダを選択する

    続いて「フォルダを信用するか」を確認する画面(フォルダ内のコードを実行してよいか確認する VS Code の仕組み)が表示されるので,チェックして Yes を選択する

  3. フォルダ名の右側に表示される「新しいファイル」アイコンをクリックする
  4. ファイル名(例:aitask.py.ファイル名は何でも良い)を入力し Enter を押す.拡張子は .py(Python ファイルを示す拡張子)とする
  5. 実行したいコードを選択し,Ctrl+C でコピーする.VS Code のエディタ領域に Ctrl+V で貼り付ける
  6. Ctrl+S で保存する

プログラムの実行

  1. エディタ右上の三角形「▷」アイコン(Run Python File:現在開いている Python ファイルを実行するボタン)をクリックする.または,エディタ上で右クリックし「ターミナルで Python ファイルを実行」を選択する
  2. VS Code 下部のターミナル(コマンドの入出力を表示する画面)に,実行結果(print 関数の出力等)が表示される
  3. tkinter(Python 標準の GUI ライブラリ)のファイル選択ダイアログを使うプログラムを実行した場合は,ダイアログが開くので対象画像を選択する
  4. VS Code 下部のターミナルで実行結果を確認する.OpenCV ウィンドウ(OpenCV が画像を表示するために開く専用ウィンドウ)が開いた場合はそちらも確認する.OpenCV ウィンドウは,マウスクリックでウィンドウをアクティブ(操作対象の状態)にしてからキーを押すと終了する

overpy ライブラリのインストール(Windows 上)

overpy は Python のライブラリであり、C/C++ コンパイラなどの追加ツールは必要としない。Python がインストールされていれば、以下の手順で導入できる。

  1. 管理者権限コマンドプロンプトを起動する (手順:Windowsキーまたはスタートメニュー → cmd と入力 → 右クリック → 「管理者として実行」)。
  2. 以下のコマンドを実行する。
    pip install -U --no-user overpy

注意(overpy とアクセス制限について):OpenStreetMap Wiki の Overpass API 利用方針では、公開サーバーへのリクエストにアプリケーションを識別できる User-Agent の付加が求められている。overpy には現時点(2026年7月)で User-Agent を明示的に設定する機能がなく、この点は開発元の GitHub でも未解決の課題として報告されている。本資料のコードは urllib の既定の User-Agent で送信されるため通常は動作するが、アクセスが拒否される場合は、時間を空けて再実行するか、User-Agent を明示的に指定できる overpass パッケージ(別ページで解説)の利用を検討する。

Google マップを用いた緯度経度の取得

データをダウンロードする際には、対象地域の緯度経度を指定する。ここでは、Google マップを使用して緯度経度を調べる方法を説明する。

  1. Google マップ(https://www.google.co.jp/maps)を開く。
  2. 目的の場所に移動する。
    Google マップで場所を表示した画面
  3. 地図上で右クリックし、「この場所について」を選択する。
    Google マップの右クリックメニュー
  4. 表示される緯度と経度を記録する。
    Google マップで緯度経度が表示された画面

Python の overpy を用いた OpenStreetMap データのダウンロード

Python プログラムの実行方法(Windows)

【サイト内の関連ページ】 Python のまとめ: 別ページ »

Overpass API と OpenStreetMap のデータ構造

Overpass API は、OpenStreetMap のデータを検索・取得するための読み取り専用 API である。クエリを送信すると、条件に合致するデータが返される。overpy は、この API を Python から利用するためのライブラリである。

OpenStreetMap のデータは、以下の 3 種類の要素で構成される。

各要素にはタグ(属性情報)を付与できる。タグは「キー=値」の形式で、例えば highway=primary は「主要道路」を意味する。

本資料で使うクエリの読み方

注意:公開されている Overpass API サーバ(overpass-api.de)には利用制限がある。1 日あたり約 10,000 リクエスト、ダウンロード量 1GB 以下が目安である。大量のデータを取得する場合は、Planet.osm の利用を検討する。

データのダウンロード手順

  1. 緯度と経度の設定

    前準備で調べた緯度と経度を Python の変数に設定する。

    lat = 34.4461
    lon = 133.2315
    緯度経度を設定する Python コードの実行画面
  2. 取得するタグのキーの設定

    取得対象を絞り込むタグのキーを指定する。ここでは「highway」(道路)のキーを持つウェイを取得する。

    key = 'highway'
    取得するタグのキーを設定する Python コードの実行画面
  3. データのダウンロードと表示

    指定した緯度経度を中心に、緯度・経度ともに ±0.01 度の範囲内にあるデータを取得する(一辺は緯度方向で約 2.2km。経度方向の実距離は緯度によって変化し、高緯度ほど短くなる)。

    import overpy
    
    api = overpy.Overpass()
    result = api.query("""
        way(%f, %f, %f, %f) [%s];
        (._;>;);
        out body;
        """ % (lat - 0.01, lon - 0.01, lat + 0.01, lon + 0.01, key))
    
    for way in result.ways:
        print("Name: %s" % way.tags.get("name", "n/a"))
        print("  Highway: %s" % way.tags.get("highway", "n/a"))
        print("  Nodes:")
        for node in way.nodes:
            print("    Lat: %f, Lon: %f" % (node.lat, node.lon))
    データダウンロード用 Python コードの実行画面

    各道路の名前とノードの緯度経度が表示される。指定した範囲に道路がない場合、出力は空になる。出力が空のときは、(1) 指定したタグのキーが正しいか、(2) 範囲が狭すぎないか、を確認する。

    ダウンロードした道路データの表示結果
  4. ウェイ・ノードの件数の確認

    取得したウェイとノードの件数を確認する。len(...) はリストの要素数を返す Python の組み込み関数である。

    print(len(result.ways))
    print(len(result.nodes))
  5. ウェイデータの確認

    取得したウェイ(道路などの線形データ)の一覧を確認する。

    result.ways
    result.ways の実行結果

    各行が 1 つのウェイを表す。nodes = [...] 内の数値は、そのウェイを構成するノードの ID である。

  6. ノードデータの確認

    取得したノード(点データ)の一覧を確認する。

    result.nodes
    result.nodes の実行結果

    各行が 1 つのノードを表し、ID、緯度、経度を持つ。

まとめ

演習

本文のデータダウンロード手順を題材に、以下の演習を行う。各演習は、本文のコードを変更して実行する。

演習1.取得範囲の変更

手順

  1. 本文「データのダウンロードと表示」のコードを実行し、続いて len(result.ways) でウェイの件数を確認する。
  2. 範囲を ±0.01 度から ±0.02 度に変更して、再度実行する。
    import overpy
    
    api = overpy.Overpass()
    result = api.query("""
        way(%f, %f, %f, %f) [%s];
        (._;>;);
        out body;
        """ % (lat - 0.02, lon - 0.02, lat + 0.02, lon + 0.02, key))
    
    print(len(result.ways))

ヒント

考察ポイント

演習2.取得するタグのキーの変更

手順

  1. 本文「取得するタグのキーの設定」の keyhighway から building(建物)に変更する。
    key = 'building'
  2. 本文「データのダウンロードと表示」のコードのうち、表示部分の参照キーを building に変更して実行する。
    import overpy
    
    api = overpy.Overpass()
    result = api.query("""
        way(%f, %f, %f, %f) [%s];
        (._;>;);
        out body;
        """ % (lat - 0.01, lon - 0.01, lat + 0.01, lon + 0.01, key))
    
    for way in result.ways:
        print("Name: %s" % way.tags.get("name", "n/a"))
        print("  Building: %s" % way.tags.get("building", "n/a"))

ヒント

考察ポイント

演習3.ノードとウェイの対応の確認

手順

  1. 本文「データのダウンロードと表示」のコードを実行する。
  2. 最初のウェイを構成するノード数を確認する。
    way = result.ways[0]
    print(len(way.nodes))
  3. 取得されたノードの総数を確認する。
    print(len(result.nodes))

ヒント

考察ポイント