osmar（R言語）を用いた鉄道路線図の描画例

osmarについて

osmarは、OpenStreetMap（誰でも自由に利用・編集できる地図プロジェクト）のデータをR言語で扱うためのパッケージである。OSM-XMLファイルの読み込み、データの操作、地図の描画の機能を提供する。

注: osmarパッケージは2022年6月20日にCRANからアーカイブされ、2026年5月時点でもinstall.packages("osmar")では入手できない。Windows環境では、次のいずれかの方法でインストールする。
(1) CRANアーカイブからソースで導入する場合（事前に「Rtools」をインストールしておく）:
install.packages("https://cran.r-project.org/src/contrib/Archive/osmar/osmar_1.1-7.tar.gz", repos = NULL, type = "source")
(2) R-Forge（R関連プロジェクトのホスティングサービス）から導入する場合:
install.packages("osmar", repos = "http://R-Forge.R-project.org")
いずれの場合も、依存パッケージであるXMLとgeosphereが必要となる。install.packages(c("XML", "geosphere"))で先に導入しておく。

前準備: OSM-XMLファイルを準備する。OpenStreetMapのウェブサイト（openstreetmap.org）の「エクスポート」機能で対象範囲を指定して取得できる。本記事では、取得したファイルをWindows上の作業フォルダ（例: C:/Users/hoge/Documents/osm/）に保存しているものとする。

福岡市内の西日本鉄道経路図の描画例

上図は西日本鉄道の経路図で、貝塚線と天神大牟田線の駅と路線を表示している。プログラムを以下に示す。

#ライブラリの読み込み
library("osmar")
library("XML")   #xmlParse()を使用するため明示的に読み込む

#地図データの読み込み（Windowsのパスを指定。区切りは / または \\ を使う）
#readLinesでファイルを文字列として読み込み、xmlParseでXMLとして解析する。
#大きいファイルではメモリを多く消費する点に注意。
xml <- readLines('C:/Users/hoge/Documents/osm/fukuoka.xml')
map <- as_osmar(xmlParse(xml))

##貝塚線の駅の座標(node)のみを含むサブセットを作成
##(駅は railway=station で表される前提。キー railway を明示して絞り込む)
kai.id <- unique(find(map, node(tags(v == "貝塚線"))))
kai.set <- subset(map, node_ids = kai.id)
kai_n.id <- unique(find(kai.set, node(tags(k == "railway" & v == "station"))))
kai_n.set <- subset(map, node_ids = kai_n.id)

##貝塚線の路線情報(way)のみを含むサブセットを作成
kai_w.id <- unique(find(map, way(tags(v == "貝塚線"))))
kai_w.id <- find_down(map, way(kai_w.id))
kai_w.set <- subset(map, ids = kai_w.id)

##天神大牟田線の駅の座標(node)のみを含むサブセットを作成
##(駅は railway=station で表される前提。キー railway を明示して絞り込む)
ten.id <- unique(find(map, node(tags(v == "天神大牟田線"))))
ten.set <- subset(map, node_ids = ten.id)
ten_n.id <- unique(find(ten.set, node(tags(k == "railway" & v == "station"))))
ten_n.set <- subset(map, node_ids = ten_n.id)

##天神大牟田線の路線情報(way)のみを含むサブセットを作成
ten_w.id <- unique(find(map, way(tags(v == "天神大牟田線"))))
ten_w.id <- find_down(map, way(ten_w.id))
ten_w.set <- subset(map, ids = ten_w.id)

#グラフの作成
#xlim/ylim は表示する緯度経度の範囲。対象地域に合わせて調整する。
#add = TRUE の重ね描きでは座標範囲は最初の plot_nodes に従うため、
#後続の呼び出しでは xlim/ylim を指定しない。
par(mar = c(5.5, 6, 4.1, 2))
par(mgp = c(4, 1.2, 0))
plot_nodes(kai_n.set, xlim = c(130.18, 130.50),
    ylim = c(33.41, 33.73), main = "福岡市内における西日本鉄道の経路図",
    xlab = "経度", ylab = "緯度", pch = 1, cex.lab = 2,
    cex.axis = 1.8, cex.main = 1.8)
plot_nodes(ten_n.set, pch = 16, xlab = "", ylab = "", add = TRUE)
legend("topleft", legend = c("貝塚線", "天神大牟田線"),
    pch = c(1, 16), cex = 1.5, pt.cex = 2, bty = "n")
plot_ways(kai_w.set, xlab = "", ylab = "", add = TRUE)
plot_ways(ten_w.set, xlab = "", ylab = "", add = TRUE)

期待した駅・路線が表示されない場合は、入力XMLファイルに必要なタグ（路線名 name=貝塚線 など、および駅を示す railway=station）が含まれているかを確認する。サブセットが空になっていないかは、print(kai_n.set) のように出力して要素数を確認する。

名古屋市内の名古屋鉄道経路図の描画例

上図は名古屋鉄道の経路図で、名古屋本線、犬山線、津島線、小牧線、瀬戸線、築港線、常滑線、河和線の8路線の駅と路線を表示している。プログラムを以下に示す。

#ライブラリの読み込み
library("osmar")
library("XML")   #xmlParse()を使用するため明示的に読み込む

#地図データの読み込み（Windowsのパスを指定。区切りは / または \\ を使う）
#readLinesでファイルを文字列として読み込み、xmlParseでXMLとして解析する。
#大きいファイルではメモリを多く消費する点に注意。
xml <- readLines('C:/Users/hoge/Documents/osm/nagoya.xml')
map <- as_osmar(xmlParse(xml))

##名古屋本線の駅の座標(node)のみを含むサブセットを作成
##(駅は railway=station で表される前提。キー railway を明示して絞り込む)
hon.id <- unique(find(map, node(tags(v == "名古屋本線"))))
hon.set <- subset(map, node_ids = hon.id)
hon_n.id <- unique(find(hon.set, node(tags(k == "railway" & v == "station"))))
hon_n.set <- subset(map, node_ids = hon_n.id)

##名古屋本線の路線情報(way)のみを含むサブセットを作成
hon_w.id <- unique(find(map, way(tags(v == "名古屋本線"))))
hon_w.id <- find_down(map, way(hon_w.id))
hon_w.set <- subset(map, ids = hon_w.id)

##犬山線の駅の座標(node)のみを含むサブセットを作成
##(駅は railway=station で表される前提。キー railway を明示して絞り込む)
inu.id <- unique(find(map, node(tags(v == "犬山線"))))
inu.set <- subset(map, node_ids = inu.id)
inu_n.id <- unique(find(inu.set, node(tags(k == "railway" & v == "station"))))
inu_n.set <- subset(map, node_ids = inu_n.id)

##犬山線の路線情報(way)のみを含むサブセットを作成
inu_w.id <- unique(find(map, way(tags(v == "犬山線"))))
inu_w.id <- find_down(map, way(inu_w.id))
inu_w.set <- subset(map, ids = inu_w.id)

##津島線の駅の座標(node)のみを含むサブセットを作成
##(駅は railway=station で表される前提。キー railway を明示して絞り込む)
tsu.id <- unique(find(map, node(tags(v == "津島線"))))
tsu.set <- subset(map, node_ids = tsu.id)
tsu_n.id <- unique(find(tsu.set, node(tags(k == "railway" & v == "station"))))
tsu_n.set <- subset(map, node_ids = tsu_n.id)

##津島線の路線情報(way)のみを含むサブセットを作成
tsu_w.id <- unique(find(map, way(tags(v == "津島線"))))
tsu_w.id <- find_down(map, way(tsu_w.id))
tsu_w.set <- subset(map, ids = tsu_w.id)

##小牧線の駅の座標(node)のみを含むサブセットを作成
##(駅は railway=station で表される前提。キー railway を明示して絞り込む)
omk.id <- unique(find(map, node(tags(v == "小牧線"))))
omk.set <- subset(map, node_ids = omk.id)
omk_n.id <- unique(find(omk.set, node(tags(k == "railway" & v == "station"))))
omk_n.set <- subset(map, node_ids = omk_n.id)

##小牧線の路線情報(way)のみを含むサブセットを作成
omk_w.id <- unique(find(map, way(tags(v == "小牧線"))))
omk_w.id <- find_down(map, way(omk_w.id))
omk_w.set <- subset(map, ids = omk_w.id)

##瀬戸線の駅の座標(node)のみを含むサブセットを作成
##(駅は railway=station で表される前提。キー railway を明示して絞り込む)
##(ノード・ウェイともに同一の路線名 "瀬戸線" で統一する)
sto.id <- unique(find(map, node(tags(v == "瀬戸線"))))
sto.set <- subset(map, node_ids = sto.id)
sto_n.id <- unique(find(sto.set, node(tags(k == "railway" & v == "station"))))
sto_n.set <- subset(map, node_ids = sto_n.id)

##瀬戸線の路線情報(way)のみを含むサブセットを作成
sto_w.id <- unique(find(map, way(tags(v == "瀬戸線"))))
sto_w.id <- find_down(map, way(sto_w.id))
sto_w.set <- subset(map, ids = sto_w.id)

##築港線の駅の座標(node)のみを含むサブセットを作成
##(駅は railway=station で表される前提。キー railway を明示して絞り込む)
tku.id <- unique(find(map, node(tags(v == "築港線"))))
tku.set <- subset(map, node_ids = tku.id)
tku_n.id <- unique(find(tku.set, node(tags(k == "railway" & v == "station"))))
tku_n.set <- subset(map, node_ids = tku_n.id)

##築港線の路線情報(way)のみを含むサブセットを作成
tku_w.id <- unique(find(map, way(tags(v == "築港線"))))
tku_w.id <- find_down(map, way(tku_w.id))
tku_w.set <- subset(map, ids = tku_w.id)

##常滑線の駅の座標(node)のみを含むサブセットを作成
##(駅は railway=station で表される前提。キー railway を明示して絞り込む)
jkt.id <- unique(find(map, node(tags(v == "常滑線"))))
jkt.set <- subset(map, node_ids = jkt.id)
jkt_n.id <- unique(find(jkt.set, node(tags(k == "railway" & v == "station"))))
jkt_n.set <- subset(map, node_ids = jkt_n.id)

##常滑線の路線情報(way)のみを含むサブセットを作成
jkt_w.id <- unique(find(map, way(tags(v == "常滑線"))))
jkt_w.id <- find_down(map, way(jkt_w.id))
jkt_w.set <- subset(map, ids = jkt_w.id)

##河和線の駅の座標(node)のみを含むサブセットを作成
##(駅は railway=station で表される前提。キー railway を明示して絞り込む)
kww.id <- unique(find(map, node(tags(v == "河和線"))))
kww.set <- subset(map, node_ids = kww.id)
kww_n.id <- unique(find(kww.set, node(tags(k == "railway" & v == "station"))))
kww_n.set <- subset(map, node_ids = kww_n.id)

##河和線の路線情報(way)のみを含むサブセットを作成
kww_w.id <- unique(find(map, way(tags(v == "河和線"))))
kww_w.id <- find_down(map, way(kww_w.id))
kww_w.set <- subset(map, ids = kww_w.id)

#グラフのパラメータ設定
#XLIM/YLIM は表示する緯度経度の範囲。対象地域に合わせて調整する。
#add = TRUE の重ね描きでは座標範囲は最初の plot_nodes に従う。
par(mar = c(5.5, 6, 4.1, 2))
par(mgp = c(4, 1.2, 0))
XLIM <- c(136.7, 137.1)
YLIM <- c(35.0, 35.3)
LEGEND <- c("名古屋本線", "犬山線", "津島線", "小牧線", "瀬戸線", "築港線", "常滑線", "河和線")
plot_nodes(hon_n.set, xlim = XLIM, ylim = YLIM, main = "名古屋市内における名古屋鉄道の経路図",
    xlab = "経度", ylab = "緯度", col = 1, cex.lab = 2, cex.axis = 1.8, cex.main = 1.8)
plot_nodes(inu_n.set, xlab = "", ylab = "", col = 2, add = TRUE)
plot_nodes(tsu_n.set, xlab = "", ylab = "", col = 3, add = TRUE)
plot_nodes(omk_n.set, xlab = "", ylab = "", col = 4, add = TRUE)
plot_nodes(sto_n.set, xlab = "", ylab = "", col = 5, add = TRUE)
plot_nodes(tku_n.set, xlab = "", ylab = "", col = 6, add = TRUE)
plot_nodes(jkt_n.set, xlab = "", ylab = "", col = 7, add = TRUE)
plot_nodes(kww_n.set, xlab = "", ylab = "", col = 8, add = TRUE)

legend("bottomleft", legend = LEGEND, col = c(1:8),
    pch = 1, cex = 1.5, pt.cex = 2, bty = "n")

plot_ways(hon_w.set, xlab = "", ylab = "", col = 1, add = TRUE)
plot_ways(inu_w.set, xlab = "", ylab = "", col = 2, add = TRUE)
plot_ways(tsu_w.set, xlab = "", ylab = "", col = 3, add = TRUE)
plot_ways(omk_w.set, xlab = "", ylab = "", col = 4, add = TRUE)
plot_ways(sto_w.set, xlab = "", ylab = "", col = 5, add = TRUE)
plot_ways(tku_w.set, xlab = "", ylab = "", col = 6, add = TRUE)
plot_ways(jkt_w.set, xlab = "", ylab = "", col = 7, add = TRUE)
plot_ways(kww_w.set, xlab = "", ylab = "", col = 8, add = TRUE)

期待した駅・路線が表示されない場合は、入力XMLファイルに必要なタグ（各路線名、および駅を示す railway=station）が含まれているかを確認する。8路線のいずれかが描画されないときは、その路線のサブセット（例: sto_n.set）が空になっていないかを print() で出力して要素数を確認する。