Memoire Online - Conception et réalisation d'une application de webmapping d'analyse territoriale sur des SIG et bases de données open source : cas du territoire camerounais

Master en Informatique Approfondie Option Conception et Management des Systèmes d'Informations

Conception et réalisation d'une application de Webmapping d'Analyse Territoriale sur des SIG et Bases de Données Open Source : Cas du territoire Camerounais

Sous la direction de BATCHAKUI Barnabé Enseignant chercheur à l'Ecole Nationale Supérieure Polytechnique

Dédicaces

Remerciements

C A M WANTOU SIANTOU Lucien, Président Fondateur du Complexe Universitaire Siantou, je vous exprime ma gratitude.

C A Docteur KANGUELIEU TCHOUAKE Mesmin, Directeur des études, vos encouragements et votre bénédiction m'a permis de toujours avancer.

C A M TAPIGUE Delphin, Chef du département Informatique, votre disponibilité et votre confiance à mon égard me ragaillardissent toujours.

C A mon encadreur académique Ingénieur Chercheur BATCHAKUI Barnabé, enseignant au Département Informatique de l'Ecole Nationale Supérieure Polytechnique de Yaoundé et au Complexe Universitaire Siantou, je tiens à lui rendre un hommage tout particulier.

C A mon encadreur professionnel M TONGO Landry, Chef service Informatique au Service National de la Cartographie et consultant à CGICOM, votre sacrifice et votre rigueur sont les fondements de ce travail.

C A tous les enseignants pour leur soutien indéfectible notamment Docteur NDJEYA Sélestin, M SOH Zéphyrin, Docteur NDOUNDAM René, M SOH Mathurin, M MBATCHOU Guy, Mme ATATA.

La réalisation de ce travail n'aurait sans doute pas été possible sans le soutien dont j'ai bénéficié tout au long de mon séjour à la société CGICOM Yaoundé.

C Mes remerciements vont ainsi tout droit à Monsieur FOMEKONG Josué, Directeur Général de CGICOM.

C Mes remerciements vont également à Monsieur PELIGUILE ONDAFE MOLENG pour son assistance capitale.

C A tout le personnel de la Direction des Etudes et Développement et de la Direction des Opérations, trouvez ici le résultat du parfait climat de collaboration que vous avez entretenu. Il s'agit de DEMANOU Alain, FOTSING Michel, FOUEJIO David.

C Toute ma reconnaissance à tous mes amis KENMOUE WOUABE Ronald, TCHOULA Alain, TCHAMBA Michaëlle pour tous les encouragements qu'ils n'ont jamais cessés de manifester à mon endroit.

«For a modern country, the geographical information is a central element for the national infrastructure, to the same level that transportation and communication systems. It is nowadays an increasingly important element in economic growth term.» (COSIG report, center of geographical data coordination to the Canadian Federal Council , April 2001)

To facilitate its manipulation, panoply of solutions has been proposed by the development of a technology called geomatic. With the advent of the Internet, Webmapping, or distribution of maps by web sites, is in full expansion due to the development of Open Source solutions.

This report presents the result of works led on the idea and the implementation of a Webmapping application of territorial analysis on Open Source GIS. Around Mapserver, the work has undertaken in two phases. The first phase has consisted in understand the functioning of GIS and to conceive an architecture for the web application. The second phase has ended to the realization of the application in Open Source environments.

Résumé

« Pour un pays moderne, l'information géographique est un élément central de l'infrastructure nationale, au même titre que les réseaux de transports et de communication. Elle est de nos jours un élément de plus en plus important en terme de croissance économique » (Rapport COSIG, centre de coordination de données géographiques au Conseil Fédéral Canadien, avril 2001).

Pour faciliter sa manipulation, un ensemble de solutions ont été proposées par le développement d'une technologie intégratrice appelée géomatique. Avec l'avènement d'Internet, le Webmapping, ou diffusion de cartes via la toile, est un domaine en pleine expansion grâce au développement des solutions Open Source.

Ce mémoire présente le résultat des travaux menés sur la conception et la mise en oeuvre d'une application de Webmapping d'analyse territoriale sur des SIG Open Source. Autour de l'incontournable Mapserver, le travail s'est effectué en deux phases. La première phase a consisté à comprendre le fonctionnement des SIG et à concevoir une architecture pour l'application web. La seconde phase a aboutit à la réalisation de l'application dans les environnements Open Source.

FIGURES

INTRODUCTION GENERALE

La valeur stratégique des informations relatives au territoire (ou information géographique) est reconnue depuis très longtemps. Mais la globalisation des phénomènes à prendre en compte aujourd'hui la rend encore plus précieuse et indispensable. En effet, les grands systèmes actuels (tels que l'environnement, les villes, les transports...) appréhendent un grand nombre d'éléments complexes, variés et interdépendants.

Le recours aux sciences de l'information géographique permet de modéliser et d'analyser l'espace géographique à l'aide de représentations numériques. La création de cartes et l'analyse géographique à l'aide des SIG procurent une plus grande vitesse et proposent des outils sans cesse innovant dans l'analyse, la compréhension et la résolution des problèmes. Des outils existent, mais en raison de leur coût et de notre situation de pays en voie de développement, il est important pour nous d'étudier la mise en place d'un tel système en utilisant des produits libres qui existent.

Ce mémoire présente les travaux menés dans le cadre de la « Conception et réalisation d'une application de Webmapping d'analyse territoriale sur des outils libres» dans la société CGICOM. Le mémoire est divisé en trois chapitres. Le premier chapitre présente l'état de l'art en matière de SIG avec les concepts moteurs, les technologies et leur utilisation quotidienne. Le deuxième chapitre traite de la modélisation de l'application avec le langage UML appliqué aux SIG et la démarche à suivre. Le troisième chapitre quant à lui développe la mise en oeuvre de la solution.

CONTEXTE DU STAGE

Dans le cadre de notre formation de Master Professionnel I en Informatique Approfondie, il est prévu la rédaction d'un mémoire sur un thème attribué dans l'ordre de demande par le responsable de la formation ou par l'entreprise. Il nous a été attribué le thème Conception et réalisation d'une application de Webmapping d'analyse territoriale sur des outils libres.

Nos recherches ont été effectuées sous la supervision et l'encadrement de M. BATCHAKUI Barnabé sur le plan académique et M TONGO Landry sur le plan professionnel, qui, en plus de leurs multiples engagements et tâches professionnelles, nous ont suivi de bout en bout tout au long de la formation. Que Dieu vous bénisse.

Sur le plan de la rédaction proprement dite, nous avons profité du fait que la formation en soi nécessite un ordinateur connecté à Internet. Ainsi, tout au long de l'année académique, nous avons fouillé, parcouru et exploité plusieurs documents et sites web que nous avons mentionné en bibliographie et webographie. Aux propriétaires de ces oeuvres, nous tirons également notre révérence.

D'autres parts, il reste à noter les conditions difficiles de suivie de la formation : Il n'est pas évident de travailler en entreprise et de réserver 6h par jour pour lire les cours, faire ses devoirs, discuter avec l'enseignant. Il faut un sacrifice énorme.

Enfin, il faut noter le soutien de la composante organisationnelle du Complexe Universitaire ESIG Siantou. Toujours attentifs aux questions et remarques, répondant toujours au plus tôt, bref de quoi les pays comme le notre (Cameroun) ont besoin pour lutter contre les multiples lenteurs que l'on rencontre dans nos services.

CHAPÎTRE I : ETAT DE L'ART SIG

Les SIG, outils de gestion, d'analyse et de représentation cartographique de données 2D et 3D sont devenus incontournables dans le contexte actuel. Ils permettent, entres autres, le partage de l'information géographique, la coordination et la gestion de situations suivant différents scénarii (simulations), la culture de l'échange et la pratique de nouveaux usages auprès du grand public. Après avoir défini le concept de SIG, nous présenterons les concepts clés et les technologies SIG et nous bouclerons avec l'utilisation de ces outils dans notre vie quotidienne.

I.I Généralités sur la cartographie et les SIG

Préambule :

I.I.1 QU'EST CE QU'UN SIG ?

a. Définition

Un système d'information géographique (SIG) est un outil informatique permettant d'organiser et présenter des données alphanumériques spatialement référencées, ainsi que de produire des plans et cartes (Wikipédia).

Ses usages couvrent les activités géomatiques de traitement et diffusion de l' information géographique. La représentation est généralement en deux dimensions, mais un rendu 3D ou une animation présentant des variations temporelles sur un territoire sont possibles.

Le rôle du système d'information est de proposer une représentation plus ou moins réaliste de l'environnement spatial en se basant sur des primitives graphiques telles que des points, des vecteurs (arcs), des polygones ou des maillages (raster). À ces primitives sont associées des informations attributaires telles que la nature ( route, voie ferrée, forêt, etc.) ou toute autre information contextuelle (nombre d'habitants, type ou superficie d'une commune par ex.).

L'information géographique peut être définie comme l'ensemble de la description d'un objet et de sa position géographique à la surface de la Terre.

En France, dans son acception courante, le terme fait référence aux outils logiciels. Cependant, le concept englobe l'ensemble constitué par les logiciels, les données, le matériel et les savoir-faire liés à l'utilisation de ces derniers. On peut aussi parler de système d'information à référence spatiale (SIRS) pour les données et leur structuration. L'acronyme SIT (système d'information sur le territoire) est aussi utilisé dans quelques pays francophones. Enfin, les sigles BDU (banque de données urbaine), voire BDT (banque de données sur le territoire), plus anciens, peuvent se rencontrer ici et là.

Les SIG offrent toutes les possibilités des bases de données (telles que requêtes et analyses statistiques) et ce, au travers d'une visualisation unique et d'analyse géographique propres aux cartes. Ces capacités spécifiques font du SIG un outil unique, accessible à un public très large et s'adressant à une très grande variété d'applications.

Les enjeux majeurs auxquels nous avons à faire face aujourd'hui (environnement, démographie, santé publique...) ont tous un lien étroit avec la géographie.

De nombreux autres domaines tels que la recherche et le développement de nouveaux marchés, l'étude d'impact d'une construction, l'organisation du territoire, la gestion de réseaux, le suivi en temps réel de véhicules, la protection civile... sont aussi directement concernés par la puissance des SIG pour créer des cartes, pour intégrer tout type d'information, pour mieux visualiser les différents scénarios, pour mieux présenter les idées et pour mieux appréhender l'étendue des solutions possibles.

Les SIG sont utilisés par tous ; public, entreprise, écoles, administrations utilisent les SIG. La création de cartes et l'analyse géographique ne sont pas des procédés nouveaux, mais les SIG procurent une plus grande vitesse et proposent des outils sans cesse innovant dans l'analyse, la compréhension et la résolution des problèmes.

Aujourd'hui, les SIG représentent un marché de plusieurs milliards d'euros dans le monde et emploient plusieurs centaines de milliers de personnes

Les SIG sont enseignés dans les écoles, les collèges et les universités du monde entier. Les professionnels dans leur très large majorité sont directement concernés par les apports de la dimension géographique dans leur travail quotidien.

b. Historique

On cite souvent comme première application des SIG l'étude menée avec succès par le docteur John Snow pendant l'épidémie de choléra dans le quartier de Soho à Londres en 1854 : ayant représenté sur un plan la localisation des malades et l'endroit où ils puisaient leur eau, il détermina que c'était l'eau d'un certain puits qui était le foyer de contamination. On peut faire du SIG sans ordinateur.

Le développement des SIG dans la science et l' aménagement du territoire a été permis par l'avancée de la technologie informatique, et encouragé par prise de conscience environnementale et de nouvelles approches scientifiques transdisciplinaires, intégratrices. Depuis les années 1970, notamment depuis le sommet de la Terre à Rio de Janeiro en 1992 qui a généré une demande croissante de cartes présentant l'état de l'environnement et utiles pour mesurer les impacts du développement.

Maguire et al. (1991) distinguent trois périodes principales dans l'évolution des SIG :

F fin des années 1950 - milieu des années 1970 : début de l'informatique, premières cartographies automatiques ;

F milieu des années 1970 - début des années 1980 : diffusion des outils de cartographie automatique/SIG dans les organismes d' État (armée, cadastre, services topographiques, ...) ;

c. Questions auxquelles peuvent répondre les SIG

Un SIG doit répondre à cinq questions, quel que soit le domaine d'application :

F Où : où se situe le domaine d'étude et quelle est son étendue géographique ?

F Comment : comment les objets sont-ils répartis dans l'espace étudié, et quelles sont leurs relations ? C'est l' analyse spatiale.

F Quand : quel est l'âge d'un objet ou d'un phénomène ? C'est l'analyse temporelle.

d. Limites des SIG

F La pertinence, la richesse, et l'occurrence de mise à jour de leurs bases de données, mais aussi parfois les restrictions d'accessibilité ainsi que les droits d'auteur sur certaines données et informations qui peuvent empêcher la diffusion de cartes, ou empêcher leur réalisation pour les travaux partageant les données de plusieurs SIG.

F L'accessibilité peut également souffrir de mesures prises pour protéger des entités particulières lorsque la taille de l'échantillon est trop petite (secret statistique), ou par la présence sur une couche de données d'informations stratégiques et/ou protégées.

F Enfin certaines requêtes demandent un temps ou une puissance de calcul non disponibles.

I.I.2 ARCHITECTURE ET FONCTIONNEMENT D'UN SIG

a. Les composants d'un SIG

Un SIG est constitué de cinq composants majeurs tels que présentés par le schéma ci-dessous:

Les SIG fonctionnent aujourd'hui sur une très large gamme d'ordinateurs des serveurs de données aux ordinateurs de bureaux connectés en réseau ou utilisés de façon autonome. Des systèmes client-serveur en intranet, extranet voire via Internet facilitant ensuite et de plus en plus la diffusion des résultats.

Ils assurent les 6 fonctions suivantes (parfois regroupées sous le terme des `6A'):

Les données sont certainement les composantes les plus importantes des SIG. Les données géographiques et les données tabulaires associées peuvent, soit être constituées en interne, soit acquises auprès de producteurs de données.

Un SIG étant avant tout un outil, c'est son utilisation (et donc, son ou ses utilisateurs) qui permet d'en exploiter la quintessence. Les SIG s'adressent à une très grande communauté d'utilisateurs depuis ceux qui créent et maintiennent les systèmes, jusqu'aux personnes utilisant dans leur travail quotidien la dimension géographique. Avec l'avènement des SIG sur Internet, la communauté des utilisateurs de SIG s'agrandit de façon importante chaque jour et il est raisonnable de penser qu'à brève échéance, nous serons tous à des niveaux différents des utilisateurs de SIG.

La mise en oeuvre et l'exploitation d'un SIG ne peut s`envisager sans le respect de certaines règles et procédures propres à chaque organisation. Un SIG fait appel à une connaissance technique et à divers savoir-faire et donc divers métiers qui peuvent être effectués par une ou plusieurs personnes. Le « sigiste » doit mobiliser des compétences en géodésie (connaissance des concepts de système de référence et de système de projection), en analyse des données, des processus et de modélisation (analyse Merise, langage UML par exemple), en traitement statistique, en sémiologie graphique et cartographique, en traitement graphique. Il doit savoir traduire en requêtes informatiques les questions qu'on lui pose

b. Objets géographiques et Représentations

L'information géographique contient soit une référence géographique explicite (latitude & longitude ou grille de coordonnées nationales) ou une référence géographique implicite (adresse, code postal, nom de route...). Le géocodage, processus automatique, est utilisé pour transformer les références implicites en références explicites et permettre ainsi de localiser les objets et les événements sur la terre afin de les analyser.

F les données géométriques ou attributaires renvoient à la forme et à la localisation des objets ou phénomènes ;

F les données descriptives (qui font partie des données attributaires) renvoient à l'ensemble des attributs descriptifs des objets et phénomènes à l'exception de la forme et de la localisation ;

F les données graphiques renvoient aux paramètres d'affichage des objets (type de trait, couleur...) ;

F les métadonnées associées, c'est-à-dire les données sur les données ( date d'acquisition, nom du propriétaire, méthodes d'acquisition...).

À l'heure actuelle, aucun SIG ne gère complètement les polyèdres, ou volumiques. Dans le meilleur des cas, celui des logiciels dits 2D½, à un point (x,y) peut être associé une cote (z) et une seule. Le schéma ci-dessous propose une représentation des entités géographiques.

Les Systèmes d'Information Géographique exploitent deux différents types de modèles pour représenter l'information géographique:

Dans le modèle vecteur, les informations sont regroupées sous la forme de coordonnées x, y. on associe une localisation à une entité descriptive. Le terrain est représenté par des primitives graphiques (points, lignes, surfaces). Seuls les endroits renseignés sont stockés. Il existe une notion d'objet.

Les objets de type ponctuel sont dans ce cas représentés par un simple point. Les objets linéaires (routes, fleuves...) sont eux représentés par une succession de coordonnées x, y. Les objets polygonaux (territoire géographique, parcelle...) sont, quant à eux, représentés par une succession de coordonnées délimitant une surface fermée.
Le modèle vectoriel est particulièrement utilisé pour représenter des données discrètes.

Le modèle raster, quant à lui, est constitué d'une matrice de points pouvant tous être différents les uns des autres. C'est un mode maillé fondé sur un quadrillage régulier du terrain. L'information est stockée en lignes-colonnes. Chaque pixel contient une information (c'est-à-dire que le vide est également codé). Il n'y a pas de notion d'objet.

Il s'adapte parfaitement à la représentation de données variables continues telles que la nature d'un sol.... Chacun de ces deux modèles de données dispose de ses avantages.

Un SIG moderne se doit d'exploiter simultanément ces deux types de représentation. Nous donnons ici une représentation graphique de ces deux modèles :

c. Mise en place d'un SIG

La mise en place d'un SIG est une opération qui se déroule en plusieurs phases :

Si l'on considère un Système d'Information Géographique comme un moteur, il est essentiel pour qu'il fonctionne de l'alimenter avec un carburant. Dans l'univers des SIG, ce carburant ce sont les données. Si vous n'êtes pas familier avec les données cartographiques, posez-vous d'abord la question " quel est l'usage de ces données et qu'elle en est la finalité ? "

Nous vous proposons de découvrir ici quelques grands thèmes de données disponibles aujourd'hui sur le marché sachant que de nombreux projets SIG aujourd'hui dans le monde s'appuient sur ces catalogues

Elles incluent les routes et autoroutes, les limites administratives, les noms de communes, les cours d'eau, les espaces verts et d'une façon générale toutes les informations habituelles disponibles sur une carte papier. Ces données sont majoritairement disponibles sous la forme raster.

Elles intègrent des informations sur la démographie, les habitudes de consommation, les aspects financiers, la santé, les télécommunications, la criminalité, la sécurité civile, les entreprises, les transports et de nombreuses autres informations sectorielles. Ces données sont disponibles suivant les cas en format cartographique ou sous forme de données tabulaires.

Elles réunissent les informations sur l'environnement, le climat, les risques liés à l'environnement, les images satellitales, la topographie et les ressources naturelles.

Elles illustrent une représentation mondiale intégrant les frontières et toutes les informations liées à chaque pays (populations, revenus, PIB, économie...).

S'il existe plusieurs offres de données dans le Monde, celles ci ne sont pas toujours exhaustives et compatibles les unes avec les autres. C'est pourquoi il existe au Cameroun, L'Institut National de la Cartographie (INC), dont la vocation est de bâtir et de proposer les catalogues de données les plus cohérents et opérationnels sur l'ensemble du territoire.

L'INC n'étant pas producteur de données, c'est au travers de coéditions avec les plus grands producteurs français et européens qu'il vous propose un catalogue unique sur le marché.

Le nouveau site cartographique du " National Geographic Society " (http://www.nationalgeographic.com/maps/index.html) illustre parfaitement la diversité et la richesse des données disponibles. Vous trouverez sur ce site un véritable atlas géographique interactif intégrant une partie des données évoquées ci dessus.

Un SIG ne peut fonctionner que s'il contient des données. L'acquisition de ces données est la phase la plus coûteuse dans la mise en place d'un projet SIG. Il y a donc tout intérêt à bien définir ses besoins et à comparer l'ensemble des données disponibles

Avant d'utiliser des données papier dans un SIG, il est nécessaire de les convertir dans un format informatique. Cette étape essentielle depuis le papier vers l'ordinateur s'appelle digitalisation.

Les SIG modernes sont capables d'automatiser complètement ces tâches pour des projets importants en utilisant la technologie des scanners. D'autres projets moins importants peuvent se contenter d`une phase de digitalisation manuelle (table à digitaliser). Aujourd'hui de nombreuses données géographiques sont disponibles dans des formats standard lisibles par les SIG. Ces données sont disponibles auprès de producteurs de données et peuvent être directement intégrées à un SIG

.A partir du moment où l'on a défini les informations nécessaires à notre besoin, il reste à régler la question du choix du mode d'acquisition des données : si les données existent déjà, les importer ou dans le cas contraire, les saisir.

L'importation de données est la première manière d'acquérir des données. Les SIG offrent généralement trois types de moyens d'importer des données :
- importer une base de données structurée dans un format interne à un SIG. Ce moyen convient entre les SIG d'un même type mais est plus délicat entre des SIG de types ou de versions différentes.

- importer un fichier "à plat", simple fichier textes contenant toutes les informations structurées de façon simple. Néanmoins un important travail de structuration des données est nécessaire pour coïncider avec la structure interne du SIG.

- passer par une des normes d'échange disponible sur le marché. Ce troisième moyen est le plus économique à long terme.

D'une façon générale, l'importation des données sémantiques est plus simple : import de simples fichiers Excel ou Access....

La géométrie des objets provient essentiellement de vectorisation d'images existantes : fonds de carte, photos ou images satellitales redressées. Mises comme fond d'écran en mode raster, les objets peuvent être saisis à la souris ou bien installés sur une table à digitaliser, ils sont saisis avec un curseur. Pour passer une carte ou une photo en mode raster, on utilise un scanneur.

La numérisation consiste à suivre avec le curseur le contour d'un objet sur le document à numériser (carte sur table ou image à l'écran), en enregistrant les points caractéristiques (début, points intermédiaires, fin). Elle peut être issue de relevés GPS ou de la photogrammétrie.

Le géocodage est une façon de créer des objets géométriques très utilisée en géomarketing. A partir de données sémantiques (n° de commune, adresse, etc.) associées à un enregistrement, le logiciel va rechercher dans une base de données existante la commune, la rue...noter les coordonnées géométriques (X, Y ou latitude, longitude) et positionner ainsi un nouvel objet géométrique. Un client est ainsi correctement positionné dans la bonne rue de sa commune. Après avoir numérisé la géométrie des objets, l'opérateur remplira selon ses besoins une fiche attributaire pour chaque objet, il entrera alors les données alphanumériques dites sémantiques

Les sources d'informations (comme celles décrites précédemment) peuvent être d'origines très diverses. Il est donc nécessaire de les harmoniser afin de pouvoir les exploiter conjointement (c'est le cas des échelles, du niveau de détail, des conventions de représentation...) Les SIG intègrent de nombreux outils permettant de manipuler toutes les données pour les rendre cohérentes et ne garder que celles qui sont essentielles au projet.
Ces manipulations peuvent, suivant les cas n'être que temporaires afin de se coordonner au moment de l'affichage ou bien être permanentes pour assurer alors une cohérence définitive des différentes sources de données.

Si pour les petits projets il est envisageable de stocker les informations géographiques comme de simples fichiers, il en est tout autrement quand le volume de données grandit et que le nombre d'utilisateurs de ces mêmes informations devient important. Dans ce cas il est essentiel d'utiliser un SGBD (Système de Gestion de Bases de Données) pour faciliter le stockage, l'organisation et la gestion des données.

Un SGBD n'est autre qu'un outil de gestion de la base de données.
Il existe de nombreux types de SGBD, mais en Système d'Information Géographique, le plus utilisé est le SGBDR (Système de Gestion de Bases de Données Relationnel). Les données y sont représentées sous la forme de tables utilisant certains champs comme lien. Cette approche qui peut paraître simpliste offre une souplesse et une flexibilité sans équivalent permettant aux SIG de s'adapter à tous les cas de figure.

Disposant d'un SIG et de données, vous allez pouvoir commencer par poser des questions simple telles que :

Les SIG procurent à la fois des outils simples d'interrogation et de puissantes solutions d'analyses accessibles à tous les publics. Les SIG modernes disposent de nombreux et puissants outils d'analyse, mais deux d'entre eux apparaissent comme particulièrement essentiels :

- Combien existe-t-il de maisons dans une zone de 100 mètres de part et d'autre de cette autoroute ?

- Quel est le nombre total de client dans un rayon de 10 km autour de ce magasin ?

Pour répondre à ces questions, les SIG disposent d'algorithmes de calcul appelés " buffering " afin de déterminer les relations de proximité entre les objets.

L'intégration de données au travers des différentes couches d'information permet d'effectuer une analyse spatiale rigoureuse. Cette analyse par croisement d'information, si elle peut s'effectuer visuellement (à l'identique de calques superposés les uns aux autres) nécessite souvent le croisement avec des informations alphanumériques.

Croiser la nature d'un sol, sa déclivité (obliquité, inclinaison), la végétation présente avec les propriétaires et les taxes payées sont un exemple d'analyse sophistiquée que permet l'usage d'un SIG

Pour de nombreuses opérations géographiques, la finalité consiste à bien visualiser des cartes et des graphes. Une carte vaut mieux qu'un long discours. La carte est en effet un formidable outil de synthèse et de présentation de l'information.

Les SIG offrent à la cartographie moderne de nouveaux modes d'expression permettant d'accroître de façon significative son rôle pédagogique. Les cartes créées avec un SIG peuvent désormais facilement intégrer des rapports, des vues 3D ; des images photographiques et toutes sortes d'éléments multimédia.

d. Fonctionnement d'un SIG

Un SIG stocke les informations concernant le monde sous la forme de couches thématiques pouvant être reliées les unes aux autres par la géographie. Ce concept, à la fois simple et puissant a prouvé son efficacité pour résoudre de nombreux problèmes concrets. Il est illustré par la figure ci-dessous :

I.I.3 LES TECHNOLOGIES LIEES AUX SIG

S'il n'existe pas de règles établies pour positionner toutes les technologies liées aux SIG les unes par rapport aux autres, nous vous proposons néanmoins ici d'évoquer leurs principales différences.

a. CAO (Conception Assistée par Ordinateur)

Un système de CAO a pour vocation d'aider à la conception et à la modélisation de bâtiments, d'infrastructures et de produits manufacturés. Un système de CAO procède par assemblage d'éléments dont les caractéristiques sont fixes pour réaliser une infrastructure globale. Ces systèmes requièrent quelques règles (spécifiant comment assembler ces composants) et des capacités d'analyse très limitées. Si certains logiciels de CAO sont proposés pour la mise en oeuvre de solutions SIG, leurs capacités demeurent très réduites et inadaptées pour l'analyse et la gestion d'importantes bases de données géographiques.

b. Traitement d'image et GPS

Le traitement et l'interprétation d'image sont à la fois l'art et la science permettant de mesurer notre planète grâce aux satellites, à la photographie aérienne et à l'utilisation des GPS. Ces différentes sources d'images et de mesures, permettent la collecte d'informations qui seront traitées, visualisées, analysées et interprétées. Ils ne peuvent être comparés aux SIG car ne traitant que les images ils ne permettent pas d'analyser et de gérer les nombreuses autres grandes familles de données. Les solutions de traitement d'images n'en demeurent pas moins des auxiliaires précieux aux SIG dans leur ensemble.

c. SGBD (Systèmes de Gestion de Bases de Données)

Les Systèmes de Gestion de Bases de Données sont spécialisés dans le stockage et la gestion de tous types d'informations y compris les informations géographiques. Les SGBD sont optimisés pour stocker et retrouver des informations. De nombreux SIG s'appuient sur ces capacités des SGBD pour organiser et localiser leurs données. Mais le rôle des SGBD s'arrête là, car ils ne disposent pas des outils de visualisation et d'analyse propres aux Systèmes d'Information Géographique.

d. Bilan

Si les Systèmes d'Information Géographique sont proches d'autres technologies telles que la CAO, le traitement d'image et la gestion de bases de données, ils demeurent les seuls outils adaptés à la visualisation et l'analyse de données géographiques car complétant les imperfections de chacune de ces technologies.

I.I.4 FONCTIONS DES SIG AU QUOTIDIEN

L'information géographique numérique est facile à partager et à exploiter. Elle devient une information essentielle dans de nombreuses organisations qui l'utilisent comme cadre référence utilisable par tous.

a. Les SIG, outils d'analyse performants

La capacité des SIG en matière de recherche des données et d'exécution des requêtes d'analyse géographiques a permis à de nombreuses sociétés d'économiser des dizaines de millions de francs. (ESRI France)

§ réduisant les coûts de maintenance de flotte de véhicules par une meilleure organisation logistique

§ analysant plus rapidement les informations, comme le montre l'exemple suivant :

Un agent immobilier peut utiliser un SIG pour trouver des maisons d'une certaine surface, avec 3 chambres et comportant un garage. Il obtient ainsi simultanément une liste des maisons répondant à ces critères ainsi que leur localisation géographique. Cette requête peut ensuite être affinée avec l'aide de 2 nouveaux critères : une location inférieure à 4200 F par mois et située à moins d'une certaine distance d'une école. Le résultat de cette nouvelle requête s'affichera dans les mêmes conditions.

b. Les SIG, outils fédérateurs de l'information

De nombreuses organisations qui ont intégré l'usage d'un SIG, ont constaté qu'un des principaux bénéfices obtenus, concerne la gestion de leurs propres ressources.
Les SIG permettant de lier entre elles toutes sortes d'informations par le biais de la géographie, ils permettent un meilleur partage d'information et une meilleure communication entre les différents services.

Par la mise en place d'une base de données géographique partagée, tous les services de l'organisation pourront profiter pleinement du travail réalisé par tous, une information collectée une fois devenant ensuite exploitable par tous. Plus la communication se développe entre les individus et les départements, plus la redondance de l'information se réduit, la productivité se développe, et l'organisation en générale s'améliore.

Voici un exemple parmi tant d'autres qui illustre cet apport des SIG : dans une société gérant des réseaux, les bases de données clients et les bases de données des infrastructures peuvent être intégrées en une seule et même entité, si bien que, quand il sera nécessaire de procéder à la maintenance d'un tronçon, tous les clients concernés pourront facilement être prévenus par une lettre personnalisée directement produite par le SIG.

c. Les SIG, outils d'aide à la décision

Ce vieil adage " une meilleure information implique une meilleure décision " est vrai pour un SIG autant que pour tout autre système d'information. Un SIG n'est pas un système automatique de décision mais plutôt une série d'outils pour interroger, analyser et cartographier des données tout au long d'un processus de décision.

Dans notre monde actuel, plus vous avez d'information pertinente à votre disposition, plus il est facile de prendre une décision réfléchie et construite. A la différence d'une carte papier, un SIG vous permet de visualiser sous forme de couches structurées toutes les informations dont vous avez besoin et d'exclure celles qui vous sont inutiles. Les relations entre les informations apparaissent plus évidentes, leur apportant une valeur ajoutée indéniable.

Les SIG sont aussi utilisés en tant qu'outil dans de nombreuses tâches telles que la présentation d'études sur le terrain, la résolution de problèmes territoriaux et tous les sujets concernant l'intégration dans un site. Les SIG peuvent aider à choisir la meilleure solution permettant de réduire l'impact d'une construction dans un site, à choisir les zones les moins exposées aux risques naturels et le plus en adéquation avec les réalités économiques.
La qualité et la clarté des différents scénarios possibles produits avec l'aide du SIG contribuent également à une meilleure concertation et une meilleure compréhension des enjeux dans un seul but : prendre la meilleure décision.

d. Les SIG, outils de simulation

La prospective ou anticipation sur des situations futures est une des fonctions les plus utilisés dans les SIG. Les cartes ont une place toute particulière au sein d'un SIG. Le processus de fabrication d'une carte avec un Système d'Information Géographique est beaucoup plus souple qu'une production manuelle ou automatisée. Il débute par la création de la base de données, les informations existant sur support papier peuvent être digitalisées et toutes les autres sources informatiques intégrées au sein du SIG.

L'information contenue dans le SIG est continue sur l'ensemble du territoire et totalement indépendante des problèmes d'échelle. Les cartes issues du SIG sont réalisées en fonction d'une localisation choisie, d'une échelle définie tout en faisant apparaître les informations souhaitées. La mise en évidence de certains phénomènes, la comparaison à différentes époques, la simulation d'hypothèses sont quelques uns des avantages importants des cartes produites par un SIG.

I.II - Le Webmapping

Préambule :

Le Webmapping définit le processus de génération des cartes ainsi que leur diffusion pour visualisation sur le Web. Autour de l'incontournable MapServer, l'objectif du présent article est d'établir un état des lieux des solutions «applicatives» qui facilitent la mise en ligne et la maintenance d'information géographique. Cette expression «solutions applicatives» recouvre en fait différents types de logiciels, bibliothèques de fonctions, ensembles de scripts... Nous détaillerons les briques logicielles les plus abouties qui ont pu êtres testées dans notre environnement de travail. On distinguera le côté client et le côté serveur avant de discuter les résultats de ces tests.

I.II.1 PRINCIPE GENERAL DE FONCTIONNEMENT DU WEBMAPPING

Le serveur cartographique est le guichet automatique auquel l'utilisateur fait appel pour afficher des cartes sur son poste informatique. Par le protocole de communication Internet, TCP/IP, des ordinateurs branchés en réseau peuvent échanger de l'information via un navigateur Web ou transférer des fichiers grâce au protocole FTP. L'architecture est de type client/serveur, c'est-à-dire qu'un ordinateur dit serveur répond aux requêtes d'une série d'ordinateurs dits clients.

L'utilisateur, à partir de son terminal effectue des requêtes pour demander l'affichage d'une carte spécifique; le serveur cartographique interprète cette requête et renvoie la carte sous la forme d'une image matricielle (png, jpg,...) ou vectorielle (svg, swf,...).

Le moteur cartographique peut être contrôlé par des langages de script tels que PHP, Python ou Perl qui lui permettent de générer dynamiquement une carte en réponse à une requête préparée par une interface utilisateur. Le serveur cartographique peut chercher l'information nécessaire à la réalisation de la carte dans ses propres ressources, mais aussi sur des serveurs de données distants.

La diffusion de l'information en ligne requiert une installation côté serveur avec des logiciels tels que Apache (projet Open Source) ou IIS (Internet Information Services, de Microsoft) qui tournent en tâche de fond et donnent accès aux serveurs de cartes à l'Intranet et à l'Internet. Ces logiciels serveurs voient souvent leurs fonctions étendues par des interpréteurs de scripts comme PHP ou ASP. Le serveur cartographique s'appuie sur ces éléments pour recevoir des requêtes et renvoyer des images et des données. Côté client, un navigateur web suffit, accompagné éventuellement par un viewer (visionneuse en français), pour afficher la carte (voir schéma ci-dessus).

Les données peuvent être gérées par des logiciels spécifiques, les SGBDR tels PostgreSQL, MySQL, Oracle, entre autres, qui peuvent être installés directement sur le serveur contenant le serveur cartographique ou sur un autre serveur, distant. Qu'importe le lieu, l'important est de pouvoir consulter et éditer des données à distance.

PostgreSQL et son extension spatiale PostGIS est le système de gestion de bases de données relationnelles le plus abouti dans le domaine du logiciel libre. Actuellement la version 8.1 est téléchargeable sur le site http://www.postgresql.org/download. PostGIS est désormais inclus dans la distribution officielle de PostGreSQL (il est aussi disponible en version 1.0.4 sur son site propre: http://postgis.refractions.net/download/). Il offre des fonctionnalités approfondies pour stocker et traiter les objets géoréferencés et géométriques.

Les différentes briques logicielles ont été testées sous les systèmes d'exploitations Windows XP et Linux Mandrake 10 pour évaluer leur interopérabilité. Pour simuler la situation d'échange de données via Internet, MapServer 4.4, PHP/MapScript, le SGBDR PostgreSQL 7.5 étendu de PostGIS 0.9.1 avec son interface graphique phpPgAdmin ont été compilés sur un serveur Linux dédié.

L'utilisateur-testeur disposait des permissions de lecture et d'écriture dans l'arborescence des répertoires de la machine serveur, pour le stockage des solutions côté serveur tandis que les solutions côté client ont été placées sur la machine locale dans un environnement Windows XP pro.

I.II.2 SOLUTIONS CÔTÉ CLIENT

Les logiciels clients Open Source testés, QGIS, UDIG, THUBAN et JUMP, sont des logiciels SIG en pleine évolution possédant des fonctions qui font d'eux des outils avancés pour la consultation et l'édition de données géographiques à distance.

a. Quantum GIS 0.8.0 "TITAN"

QUANTUM GIS, est disponible sous la forme d'un exécutable sur http://qgis.sourceforge.net/. Doté d'une interface conviviale, QGis permet de se connecter facilement à des sources PostGIS afin de récupérer la géométrie et les valeurs attributaires des couches vectorielles. Des outils d'édition permettent ensuite de modifier les attributs, de rajouter des formes et ces modifications s'inscrivent directement dans les tables.

Par contre, on notera que l'on ne peut pas reprendre la géométrie d'une couche. Par ailleurs, le projet en cours peut être sauvegardé sous forme de mapfile dans l'optique de mettre à jour un serveur cartographique MapServer. Cependant, celui-ci n'est pas généré correctement et nécessite une intervention manuelle notamment pour spécifier le type de connexion. QGis possède des fonctions simples de discrétisation, propose des outils basiques de création d'analyses thématiques. Les différentes cartes sont imprimables. Pour le moment, on ne peut pas effectuer des requêtes attributaires ou spatiales, même en langage SQL. Ainsi, en local, il est possible de récupérer des données distantes stockées dans une base de données, les représenter thématiquement, rajouter des couches diverses, les modifier et les exporter vers un PostGIS distant. En version bêta, ce programme comporte encore de petits bogues comme par exemple dans la gestion des projections, mais la communauté derrière ce projet est active et réactive. QGIS sera présenté plus en détail dans la suite.

b. UDIG (User Friendly Desktop Internet Gis)

UDIG, acronyme de User Friendly Desktop Internet Gis, est construit autour de la plate-forme java Eclipse. Il est une création de Refraction Research Incorporation, la société qui produit PostGIS.

Son installation, dans un environnement Windows, est facilitée car il a été compilé avec tous les programmes java nécessaires à son fonctionnement. L'inconvénient est son poids de 50Mo environ, assez long à télécharger pour une petite connexion Internet. De plus, si certaines applications java comme JRE sont déjà installées sur la machine, cela crée une redondance de programmes et une occupation d'espace disque non négligeable. Ses fonctionnalités sont axées sur la connectivité Web, autrement dit sur les requêtes WMS, WFS ou sur l'import de données distantes géométriques stockées dans PostGIS. Il constitue une implémentation de référence des recommandations de l'OGC. Capable de charger des fichiers shape, il nécessite néanmoins des extensions supplémentaires pour afficher les raster. Son intérêt majeur est de réaliser des modifications géométriques sur les couches chargées en mettant directement à jour la table de données distante. Il ne permet pas de faire des analyses thématiques ni de réaliser des requêtes spatiales. Il semble être en revanche un excellent programme de récupération et de visualisation des données distantes. Il peut constituer une brique dédiée à la mise à jour d'objets géographiques parmi un ensemble de solutions clientes. Son développement est donc à suivre.

c. THUBAN

THUBAN est un programme interactif permettant de visionner des données géographiques. Développé avec les langages Python et en C++, un effort a été fait afin de le fournir compilé pour Windows. Sa version est stable et téléchargeable http://thuban.intevation.org/. Des bibliothèques de fonctions en Python sont nécessaires pour l'installer, mais la documentation en anglais est bien faite. Ses fonctionnalités permettent de se connecter à des bases de données distantes, d'importer des shapefile et des raster, d'effectuer des requêtes attributaires et des jointures, de générer des analyses thématiques en plage de couleurs avec discrétisation automatique et visualisation de la légende. Il peut également charger des systèmes de projection et modifier celles des couches chargées. Les cartes sont enregistrées sous forme d'images wmf ou de session Thuban. Cette dernière permet de récupérer la structure de la carte au format XML

d. OPENJUMP

OpenJUMP est un projet de refonte et d'amélioration des fonctionnalités du logiciel SIG JUMP. Il s'appuie sur un réseau international de thématiciens et d'informaticiens, coordonnés par le Jump Pilot Project. OpenJUMP se déploie en deux niveaux, basique et avancé, le premier se destinant à un public non spécialiste qui souhaite s'initier au monde des SIG. Le logiciel s'organise en effet sous la forme d'un noyau gérant les fonctions SIG de base, sur lequel peuvent se greffer de nombreux plugin lui ajoutant des fonctionnalités diverses, souvent disponibles uniquement dans les logiciels SIG avancés (interpolation, requêtes spatiales, mise en page, représentations graphiques...).

I.II.3 SOLUTIONS CÔTÉ SERVEUR

En pratique ces applications ne se situent pas toujours entièrement côté serveur car elles peuvent nécessiter le téléchargement d'un plugin léger par le client. Elles tendent toutes vers la mise à disposition des fonctionnalités d'un SIG classique sans pour autant les atteindre complètement. De base, les solutions côté serveur Open Source apportent la possibilité à partir d'un navigateur Internet classique de visualiser des couches géographiques générées dynamiquement. Actuellement, de nouvelles fonctionnalités plus avancées apparaissent comme la possibilité d'ajouter ou de modifier de l'information en ligne.

a. MAPLAB

Ce produit de DM SOLUTIONS est disponible à l'adresse http://www.maptools.org/maplab/index.phtml. Dans un environnement Win32, son installation est relativement aisée si on se base sur une installation simplifiée comme MS4W. Sous linux les difficultés peuvent se situer au niveau de l'alias qui recherche le répertoire apps/, dans la configuration du serveur Web. Attention aussi lors de la définition des chemins de répertoires dans l'interface de configuration. MapLab est une suite logicielle intégrée destinée à faciliter le déploiement de solutions de Web Mapping. Avec MapLab on peut construire graphiquement son mapfile (MapEdit), visualiser l'ensemble des données (MapBrowser) et y rajouter, par exemple, des couches d'information provenant d'une requête WMS sur un serveur cartographique distant. Enfin, on peut configurer l'interface proposée à l'utilisateur (GMapFactory). La mise au point de cette dernière reste néanmoins basique et peut être améliorée grâce aux composants de Chameleon.

b. CHAMELEON

Ce produit de DM SOLUTIONS est disponible à l'adresse http://chameleon.maptools.org/index.phtml. Cet ensemble de composants permet de créer simplement une interface HTML, en réservant des espaces à l'affichage de cartes et de données attributaires et à des outils, comme le zoom, la sélection et de déplacement. Ainsi, Chameleon permet, en quelques clics, de construire une base pour le développement d'une application de visualisation cartographique dynamique (php) sur Internet. On peut apprécier ces qualités avec la démonstration en ligne sur îles Hawaï http://www.mapsherpa.com/hawaii2/. Remarquez que la carte se recharge après chaque opération.

c. KA-MAPS

KA-MAPS, ( http://ka-map.maptools.org/) Dernier produit en liste chez DM Solutions, Ka-Maps est très prometteur au niveau de la fluidité de navigation sur la carte. Avec les produits classiques, la carte est régénérée par MapServer à chaque déplacement de la zone de visualisation (Bounding Box); Ka-Map, lui, télécharge progressivement les dalles dont il a besoin et MapServer n'intervient quasiment plus pendant la navigation. Codé principalement en Javascript, il utilise la technologie AJAX pour les transferts d'information (utilisée par exemple pour Google Maps). De plus, chaque dalle n'est générée qu'une fois, et reste dans un cache sur le serveur sous la forme d'une image. Il est plutôt destiné à un public de développeurs. On peut apprécier la démonstration sur: http://maps.dmsolutions.ca/demo/us_streets/

d. CARTOWEB 3

CARTOWEB3 disponible depuis mars 2005 répond à plusieurs demandes dans le monde du Web Mapping libre. C'est la solution qui à ce jour se rapproche le plus des fonctionnalités d'un SIG classique tout en étant adaptée aux caractéristiques de l'Internet. Il s'intègre facilement dans un environnement Apache, php5, Mapserver 4.5 mais n'est pas compatible php4, ce qui empêche pour l'instant une association avec MapEdit. Cartoweb3 fonctionne grâce aux potentialités de php5 en langage objet par un système de plugin et de core-plugin.

En pratique, il apporte une interface de consultation et d'interrogation, des instruments d'annotation et de mesure, mais surtout un ensemble d'outils pour une gestion facilitée et des optimisations multiples (interface multilingue, systèmes de regroupement des couches pour une légende en arbre hiérarchique, systèmes d'optimisation graduelle par cache...).

CartoWeb est une solution conçue pour le web, elle permet par son architecture cartoclient/cartoserveur acceptant simultanément plusieurs utilisateurs, une gestion décentralisée de l'information et est compatible avec une connexion à débit limité.

CartoWeb3 est théoriquement capable de faire de l'édition des éléments géométriques, mais cette fonctionnalité n'est pas encore opérationnelle. Dans la version courante on ne peut que dessiner par-dessus la carte un polygone, une ligne ou un point et tant qu'on est dans la même session, la forme et ses attributs sont conservés. Pour compléter la documentation officielle, vous trouverez des informations en français sur ce sujet sur le site Forum SIG (http://www.forumsig.org/).

I.II.4 BILAN

Le Web Mapping, ou diffusion de cartes via le réseau Internet, est un domaine en pleine expansion grâce au développement des solutions Open Source. Suivant la philosophie GNU qui autorise la copie, la diffusion du logiciel et la modification du code source, ces programmes généralement gratuits et d'utilisation libre émergent à un rythme soutenu.

Au centre de cette sphère en développement permanent: MapServer.
Né au sein de l'Université américaine du Minnesota, ce logiciel permet la publication de données via un serveur Internet et propose un ensemble de fonctions digne des meilleurs outils payants (navigation, requêtes, mais aussi mise à jour à distance).

Dans l'état actuel des choses, les solutions client/serveur peuvent être totalement complémentaires, l'une (serveur) permettant d'effectuer des traitements propres à la problématique des SIG (croisements de couches, requêtes, analyse thématiques), l'autre (client) par l'intermédiaire du mapfile affichant la carte dans une interface accessible sur Internet. Par ailleurs, on voit apparaître des modules Open Source qui se greffent sur les grands SIG commerciaux comme Amein maintenu par Terrestris pour ArCGIS 8 et Wortomap développé par Tydac utilisable avec MapInfo 7.8, qui lui permet d'exporter le mapfile du SIG pour afficher la même carte dans une interface MapServer.

A ce stade encore primaire, les solutions «libres» proposées ne sont que des prototypes et ne répondent pas aux besoins-types d'un utilisateur de SIG. En effet, si quelques logiciels permettent de réaliser des cartes thématiques en aplats de couleurs, la discrétisation se fait souvent manuellement. En outre, quasiment aucune solution ne permet pour l'instant la représentation de symboles proportionnels (sauf OpenJUMP muni d'un plugin). Les requêtes spatiales sont, dans la majorité des cas, faites en langage SQL. Nous présentons ici deux tableaux synthétiques des solutions côté client et côté serveur.

Solutions côté serveur
Nom	Description	Remarques
MAPLAB+CHAMELEON http://www.maptools.org/	Interface graphique pour construire le mapfile. Connexion WMS. Personnalisation de l'interface.	Accessibles aux moins expérimentés. Outils pas toujours fiables.
CARTOWEB3 http://www.cartoweb.org/	Visualisation, manipulation de données vectorielles et raster. Impression pdf, interface multilingue, fonctionnalités Web. Connexion PostgGIS, WMS.	Installation complexe. Nécessite une configuration particulière.
MAPLINK http://maplink.sourceforge.net/	Possibilité d'édition en ligne de la géométrie des couches. Requêtes WMS/WFS.	Installation ardue...

Solutions côté client
Nom	Description	Remarques
JUMP http://www.projet-sigle.org/ http://www.jump-project.org/	Traitements complexes sur données géographiques. Connexion WMS, PostGIS.	Nombreux plugin nécessaires. Accessibles aux moins expérimentés.
Quantum GIS http://qgis.sourceforge.net/	Visualisation, manipulation de données vectorielles et raster. Connexion WMS, PostGIS..	Installation facile. Interface en français et conviviale. Simple d'utilisation. Pas toujours fiable. .
UDIG http://udig.refractions.net/	Édition de la géométrie des couches. Connexion MS/WFS, PostGIS.	Très fort sur les connexions distantes. Nécessite une plateforme Java JRE/JDK.
THUBAN http://thuban.intevation.org/.	Traitements complexes sur données géographiques. Connexion WMS/WFS, PostGIS	Nécessite une plateforme Python.

CHAPÎTRE II : MODELISATION DE LA SOLUTION

La mise en oeuvre de Systèmes d'Information Géographique (au sens large du terme) dans une démarche d'analyse spatiale nécessite la spécification des objectifs à atteindre et la modélisation du domaine d'étude. Reconnue comme un standard pour la conception des systèmes d'information, l'approche UML (Unified Modelling Language) propose de nombreux modèles permettant d'identifier les structures statiques et dynamiques des systèmes informatiques. Après avoir présenté globalement cette approche, nous étudierons son application aux SIG et nous terminerons par la modélisation de notre système.

II.I Modélisation UML et analyse spatiale

Préambule :

La mise en oeuvre de Systèmes d'Information Géographique (au sens large du terme) dans une démarche d'analyse spatiale nécessite la spécification des objectifs à atteindre et la modélisation du domaine d'étude. Cela suppose donc de se forger une représentation de la réalité étudiée en décrivant d'une part les objets géographiques que l'on retient, leurs caractéristiques et leurs relations et, d'autre part, les traitements à réaliser susceptibles de répondre aux objectifs fixés. Reconnue comme un standard pour la conception des systèmes d'information, l'approche UML (Unified Modelling Language) propose de nombreux modèles permettant d'identifier les structures statiques et dynamiques des systèmes informatiques. Cette approche nécessite une analyse et une structuration des différents paramètres et informations nécessaires à la mise en oeuvre de ces outils.

II.I.1. L'approche UML pour la mise en oeuvre des systèmes d'information

UML (Unified Modelling Language) est un langage de modélisation conçu pour construire, visualiser, et spécifier les systèmes d'information (BOOCH et al, 1998), (MORLEY et al, 2000). La notation UML repose sur deux concepts essentiels :

F l'élaboration d'une série de diagrammes facilitant l'analyse et la conception du système d'information, et permettant de représenter les aspects statiques et dynamiques du domaine à modéliser et à informatiser.

L'approche orientée objet a pour but de représenter les objets du monde réel sous forme de classes, sous classes et objets. Une classe est une abstraction du monde réel qui regroupe un ensemble d'objets ayant des caractéristiques et des comportements communs. Chaque classe est définie par un ensemble d'attributs (qui représentent les caractéristiques ou propriétés de la classe), et un ensemble d'opérations qu'elle peut exécuter. Ces opérations représentent un ensemble de traitements. Un objet est une unité élémentaire d'une classe. Il hérite des propriétés de la classe à laquelle il appartient, et il est caractérisé par les valeurs affectées à ces propriétés.

F la relation d'association qui représente les connexions entre les objets de différentes classes. Cette relation précise combien d'objets d'une classe peuvent être liés à l'objet d'une classe associée. Ces associations peuvent être bi-directionnelles.

F la relation de généralisation / spécialisation qui permet d'identifier, parmi les objets d'une classe, un sous ensemble d'objets (sous-classe) ayant des propriétés spécifiques.

F les relations d'agrégation et de composition. L'agrégation est une sorte d'association qui met en relation une classe agrégat et une classe agrégée. Cette dernière étant considérée comme une partie de la classe agrégat. La composition est un cas particulier d'agrégation.

UML propose neuf diagrammes, dont sept interviennent en phase d'analyse du système d'information, et deux en phase de réalisation et sont utilisés exclusivement par les informaticiens. En ce qui nous concerne, nous nous intéressons plus particulièrement aux diagrammes qui ont pour fonction de faciliter la spécification et la compréhension du système au cours de son élaboration. On distingue parmi eux les diagrammes structurels des diagrammes comportementaux :

F Les diagrammes structurels permettent de visualiser, spécifier, construire et documenter l'aspect statique ou structurel du système d'information. Il s'agit des diagrammes de classes, d'objets, mais aussi de déploiement et de composants. Les deux premiers permettent de modéliser les entités qui seront manipulées par le système d'information et qui représentent les objets du monde réel. Les deux derniers sont exclusivement utilisés en phase de réalisation du système.

Les diagrammes comportementaux modélisent les aspects dynamiques du système, c'est à dire les différents éléments qui sont susceptibles de subir des modifications. Parmi eux on distingue, les diagrammes de cas d'utilisation, de séquence, de collaboration, d'états - transitions et d'activités. Ils représentent la dynamique du système, à savoir, non seulement les interactions entre le système lui même et les différents acteurs du système, mais aussi, la façon dont les différents objets contenus dans le système communiquent entre eux. Le tableau suivant résume les objectifs des différents diagrammes comportementaux.

Diagrammes comportementaux	Objectifs et fonctionnalités
Diagramme des cas d'utilisation	Décrit les fonctionnalités du système, l'application et les différents cas d'utilisation. Assure une communication aisée entre les analystes, les experts et les utilisateurs.
Diagramme de collaboration	Définit les interactions d'un point de vue temporel entre les différents objets du système pour un cas d'utilisation donné. Il complète le diagramme d'objets en présentant la façon dont les différents objets communiquent entre eux. Cette communication s'effectue par échanges successifs de messages entre les objets du système, et ce afin de réaliser une des fonctions du système
Diagramme de séquence	Il s'agit d'une variante du diagramme de collaboration, construit à partir des cas d'utilisation. Il présente l'ordonnancement des messages (aspect temporel) pour une fonctionnalité donnée du système. Il offre une meilleure visualisation des interactions entre objets en présentant les messages échangés entre eux. Il complète et détaille un cas d'utilisation.
Diagramme d'états - transitions	Attaché à une classe ou à un cas d'utilisation, il présente une classe par rapport à ses états possibles et aux transitions qui le font évoluer. Permet de spécifier ce que doit faire l'objet en réponse aux événements (ou traitements) qui lui sont appliqués.
Diagramme d'activités	En s'intéressant ici plus aux actions qu'aux états, il montre l'activité et le fonctionnement d'une opération d'une classe

II.I.2. Application de l'approche UML aux systèmes d'information géographique

Nombreuses sont les tentatives d'application des méthodes de conception des systèmes d'information pour la mise en oeuvre des systèmes d'information géographique. Les raisons de leur inefficacité dans la conception des systèmes d'information géographique sont citées dans l'ouvrage de PANTAZIS et DONNAY. Retenons toutefois les plus significatives.

F Ces méthodes reposent sur deux approches distinctes, privilégiant soit les données, soit les traitements. Or le fonctionnement d'un système d'information géographique repose justement sur une interdépendance étroite entre les données et les traitements.

F L'information géographique s'organise hiérarchiquement et les traitements qui sont appliqués sont souvent complexes et reposent aussi sur des processus d'agrégation de l'information. Or les méthodes proposées par les systèmes d'information d'entreprise ne prennent en compte que des traitements simples de type flux ou échange de données.

F L'utilisation des méthodes de conception des SI présuppose que soient, au préalable, clairement identifiés les besoins des applications et que l'on ait la maîtrise de leur évolution. Or en matière d'analyse spatiale, de gestion et de planification territoriale, les besoins s'identifient le plus souvent en fonction des données dont on dispose, des résultats issus des traitements réalisés, et de l'évolution des requêtes adressées par les utilisateurs.

Il est certain que la modélisation UML ayant été élaborée pour répondre aux besoins des systèmes d'information classiques n'est donc pas conçue, a priori, pour répondre aux spécificités des systèmes intégrant de l'information géographique Ces derniers gérant à la fois des données graphiques et des données non graphiques sont considérés comme un cas particulier des SI. Toutefois, il semble qu'a priori les principaux concepts proposés par UML soient pertinents pour l'analyse et la conception des systèmes de gestion et d'analyse des territoires. Cette approche peut constituer un support intéressant en termes d'acquisition des connaissances, de structuration de l'information géographique à intégrer dans l'outil à concevoir, et de spécification des fonctionnalités de l'outil.

a. Acquisition des connaissances

Par connaissances, nous entendons à la fois les données et l'information géographique mais aussi les relations qui les lient, et les traitements réaliser. UML repose sur l'utilisation simultanée d'un graphisme simple et du langage naturel. UML est un langage qui possède un vocabulaire et des règles ; chaque symbole possède une sémantique bien définie. Les diagrammes proposés sont facilement compréhensibles, ce qui favorise la communication entre les différents acteurs impliqués dans la mise en oeuvre du système d'information, à savoir, analyste, expert du domaine et utilisateurs. De ce fait, ces diagrammes constituent un outil permettant d'acquérir les données et les connaissances à intégrer dans l'outil. Cette acquisition peut s'effectuer de façon incrémentale au fur et à mesure du processus de modélisation.

b. Structuration de l'information géographique

Dans la pratique, force est de constater que la mise en oeuvre d'outils pour l'analyse et la gestion des territoires est trop souvent guidée par l'entrée technologique. La modélisation des données et des connaissances à prendre en compte pour élaborer l'outil est trop souvent occultée ou guidée par les spécificités de l'environnement informatique qui sera utilisé. Ceci ne favorise ni la transposabilité de l'outil à d'autres situations similaires, ni sa mise à jour ou son évolution. Une démarche structurée et modélisatrice s'impose dans la conception d'un système d'information qu'il soit de type géographique ou non. L'intérêt d'utiliser l'approche UML pour la réalisation d'un système d'information géographique (au sens large du terme) réside dans l'association des diagrammes structurels et comportementaux. Ceci permet d'intégrer dans un même schéma conceptuel les données et les traitements à réaliser sur ces données. Ainsi les spécificités des outils pour l'analyse spatiale sont mieux prises en compte, d'une part à travers le diagramme de classes qui offre un cadre conceptuel pertinent pour la structuration des données, d'autre part à travers le diagramme d'états - transition qui permet de prendre en compte les différents traitements effectués sur ces données, et donc leur évolution. Ainsi, l'ensemble des entités qui constituent le domaine d'étude peut être pris en compte.

Par ailleurs, la représentation centré-objet constitue une réponse à la modélisation des faits géographiques dont le caractère d'agrégation et de composition est particulièrement important. Ce type de représentation apparaît comme une possibilité pour la prise en compte des emboîtements spatiaux.

c. Spécification des fonctionnalités de l'outil

Quelle que soit l'application envisagée, la description du problème auquel doit répondre l'outil à réaliser est une phase essentielle dans la mise en oeuvre d'un outil de type système d'information géographique. La pratique se résume trop souvent à élaborer l'outil en fonction des données dont on dispose et non pas en fonction des objectifs que l'on veut atteindre. Ceci a pour conséquence l'accumulation d'une masse de données dont certaines peuvent apparaître peu pertinentes, voire redondantes, compte tenu des objectifs fixés, et contribuent à l'absence de structuration de la base de données. Les diagrammes de cas d'utilisation constituent en fait une aide à la spécification des différentes fonctionnalités du système. Ceci permet donc de déterminer les besoins du système non seulement en fonction des cas d'utilisation définis, mais aussi selon les catégories d'utilisateurs envisagés.

Par ailleurs ces diagrammes présentent l'intérêt de pouvoir être élaborés selon une démarche descendante au fur et à mesure de la modélisation, précisant et complétant ainsi les différentes fonctionnalités, mais aussi les entités du domaine étudié.

d. Bilan

Nous avons ainsi présenté les principales spécificités de l'approche UML et l'intérêt qu'elle peut présenter dans la mise en oeuvre d'outil intégrant de l'information géographique. Plusieurs expériences ont été faites montrant l'intérêt de cette approche pour la conception et la réalisation de système d'information gérant de l'information géographique, SIRVA (VILLANOVA, 2000), SPHERE (COEUR et al, 2000) et (DESCONNETS J-Ch, 2000). Certes, l'approche UML peut aussi être considérée comme une démarche guidée par les besoins. C'est en effet, à partir du diagramme de cas d'utilisation que sont déclinés les autres diagrammes comportementaux, ainsi que la structure des diagrammes de classes et d'objets. Il est aisé de dire, qu'en matière de planification et de gestion territoriale, les fonctionnalités de l'outil sont difficilement identifiables au préalable, et qu'une méthode de conception de système d'information guidée par les besoins n'est pas pertinente. Mais ceci ne peut-il pas s'expliquer par l'absence de cadre conceptuel structuré et global ? L'approche UML peut constituer ce cadre, et même si l'identification des besoins ne peut pas être faite de façon aussi précise et complète que pour un système d'information classique, UML donne la possibilité de modéliser les entités du domaine étudié, permettant ainsi de structurer l'information géographique et assurant une meilleure organisation de la base de données. Ceci a pour conséquence de tendre vers une meilleure lisibilité et compréhension de l'outil et favorise la mise à jour et l'évolution du système.

L'approche UML constitue un cadre pertinent pour la modélisation des espaces et des faits géographiques. Elle permet la modélisation des données non graphiques en prenant en compte d'une part les données, d'autre part les traitements à appliquer sur ces données. Actuellement, des travaux sont menés par l'Université de Laval au Québec pour adapter l'approche UML à l'intégration efficace des données géographiques dans les systèmes d'information.

II.II Mise en OEuvre des Concepts

Préambule

La méthode utilisée ici se focalise à la fois sur l'étude des données et des traitements associés. Après avoir recensé les besoins et les données existantes, nous procéderons à la production du diagramme des cas d'utilisation puis des diagrammes de séquences et nous bouclerons avec le diagramme des classes.

II.II.1. Expression des besoins

a. Besoin d'expérimentation

L'expérimentation de la cartographie dynamique sur Internet est passée par la création d'un prototype axé sur la carte du Cameroun. Cet outil ciblait le public désirant avoir des informations sur le Pays. Les uns recherchant des informations actualisées, les autres recherchant des informations territoriales précises. L'outil devait répondre aux caractéristiques techniques suivantes :

F permettre de visualiser sur une carte du Cameroun, les circonscriptions administratives et le schéma du réseau routier.

F proposer des possibilités de recherches d'informations géographiques et attributaires par le biais de requêtes

F disposer d'un module de mise à jour à distance et de validation des données pour le maintien des résultats cartographiques.

F s'appuyer sur des produits existants, open sources donc libres de modification, documentés et maintenus.

Cette phase, celle qui a pris le plus de temps, a permis de percevoir la complexité d'une telle mise en oeuvre, les ressources humaines nécessaires en termes de développement web et de connaissances SIG.

b. Besoins théoriques et didactiques

Couplé à l'expérimentation, des rapports ont été écrits afin d'expliciter dans le détail les procédures suivies lors de la réalisation et d'établir un état de l'art sur le sujet. Nous avons donc fourni une panoplie de documents électroniques (pdf) didactiques à la bibliothèque de l'entreprise. Les uns permettant de cerner l'offre disponible en matière de programmes informatiques, l'autre servant à circonscrire minutieusement l'ensemble de la démarche en spécifiant les problèmes rencontrés surmontés ou non.

II.II.2. Diagrammes de modélisation

a. Diagramme des cas d'utilisations

b. Diagrammes de séquences

Nous allons ici nous attarder seulement sur le cas d'utilisation réalisé dans le cadre de notre application SIG : Visualiser une carte.

Pour chaque scénario, nous allons adopter la démarche suivante : description textuelle puis réalisation du diagramme de séquence associé.

Scénario 1 : Visualiser la carte d'accueil

Objectif : Visualiser la carte d'accueil

Acteurs principaux : Visiteur

Préconditions : lancement du navigateur

Postconditions : Affichage de la carte d'accueil (succès) ou d'un message d'erreur (échec)

Scénario nominal

1 : le visiteur saisi l'url du site dans la barre d'adresse du navigateur

2 : le système présente l'interface d'accueil du site

3 : le visiteur sélectionne la partie cartographique

4 : le système présente la carte d'accueil

Scénarios alternatifs

2a : le site est indisponible ; l'url est incorrecte ; le serveur subi un dysfonctionnement

2a1 : le système affiche un message d'erreur

Figure 14 - Diagramme de séquence : Ajouter une(des) couche(s) sur la carte

c. Diagramme des classes

Une bonne conception dès le départ n'est pas une perte de temps, bien au contraire elle limite les erreurs futures. Il est important de considérer l'ensemble de données disponibles et le format dans lequel elles sont proposées, de les organiser selon un modèle, de réfléchir à leur type et aux traitements dont elles peuvent faire l'objet. Le type est essentiel. Il défini la donnée, l'espace qu'elle va occuper dans la base et permet la compatibilité des jonctions attributaires sur les contraintes telles que les clés. S'attacher à penser les données permet d'éviter de longues manipulations, souvent dangereuses pour la base.

Après analyse de l'existant, nous sommes parvenus à déterminer cinq classes particulières: les provinces, les départements, les villes, les infrastructures de transport et les types d'infrastructures de transport. Ci-après sont produits le diagramme des classes et le modèle physique des données.

d. Modèle physique des données

Du diagramme des classes précédent, on déduit le modèle physique suivent après application des règles de passage :

CHAPÎTRE III : MISE EN OEUVRE DE LA SOLUTION

Il est question dans ce chapitre de développer l'application cartographique spécifiée dans le chapitre précédent. Il s'agit d'abord de la configuration de l'environnement de travail puis de la présentation des outils utilisés et enfin des résultats obtenus. Cette mise en oeuvre est résumée en deux paragraphes :

III.I Environnement et outils de travail

III.I.1. Outils utilisés

a. Mapserver

Issu de milieux universitaires (Université du MINNESOTA USA) et amélioré par des communautés de développeurs, MapServer est un serveur cartographique open source (à code ouvert) permettant de réaliser des applications de Webmapping. Le Webmapping étant à la fois le processus de génération des cartes ainsi que leur diffusion sur Internet et leur visualisation dans un navigateur web. Mapserver respecte les spécificités de l'OGC. Actuellement, la version 4.4 de Mapserver s'adapte quasiment à tout type d'environnement. Il peut être facilement étendu afin de supporter de nouveaux formats de données, environnements de développement, systèmes d'exploitation ou serveurs Web. En entrée, il accepte une multitude de formats de données géographiques. En sortie, il produit des cartes interactives à destination d'Internet sur plusieurs formats.

Mapserver et Apache

Apache est un programme permettant d'implémenter un ordinateur en serveur Web. Il utilise le module PHP pour interpréter les scripts. Il installé directement lors de l'installation de Mapserver. C'est donc un programme capable d'interpréter les requêtes HTTP arrivant sur le port associé au protocole HTTP (par défaut le port 80), et de fournir une réponse avec ce même protocole. Mapserver peut être utilisé en CGI. Il faut rappeler qu' un serveur web est un logiciel permettant à des clients d'accéder à des pages web, c'est-à-dire des fichiers au format HTML à partir d'un navigateur (aussi appelé browser) installé sur leur ordinateur. Un des principaux intérêts de l'utilisation de CGI est la possibilité de fournir des pages dynamiques.

Caractéristiques

F Il est très fiable car il peut faire face à plus de 150000 connections simultanées.

F En terme d'adaptabilité et d'évolutivité, il s'accommode quasiment à tous types d'environnement. Il peut être facilement étendu afin de supporter de nouveaux formats de données, environnement de développement, système d'exploitation ou serveur web.

F Il peut facilement intégrer différents types d'élément cartographiques dans une application tel que l'échelle, la légende, la visibilité des couches dépendant de l'échelle, système de prévisualisation sophistiqué.

Fonctionnalités

F Il est capable de stocker et gérer des données localisées. Le stockage des données attributaires passe par un Système de Gestion de Bases de Données Relationnelles.

F le serveur de carte doit être couplé avec un SGBDR capable de gérer la spatialité.

F Il doit permettre le croisement de données, le calcul et la mesure de longueur et de superficie.

Avantages

F Il Utilise des formats ouverts ou des formats propriétaires (shapefile, geotiff, tab).

Inconvénient :

b. PostgreSQL

Notre sujet s'inscrit dans un cadre Open source, c'est-à-dire logiciels dont les sources sont accessibles et modifiables. Dans ce contexte, plusieurs SGBD nous sont proposés. Les plus connus sont MySQL et PostgreSQL. D'une manière générale PostgreSQL est un Système de Gestion de Base de Données Relationnelles (SGBDR) développé au département d'Informatique de l'université de Californie et fonctionnant sur des systèmes de type UNIX ou WINDOWS. Son architecture est de type client/serveur. Il est ainsi constitué d'une partie serveur, dont le programme est postmaster, traitant les requêtes des clients et d'une partie client permettant d'accéder aux données. PostgreSQL supporte une grande partie du standard SQL tout en offrant de nombreuses fonctionnalités modernes :

De plus, PostgreSQL apporte une puissance additionnelle substantielle en incorporant les quatre concepts de base ci-après afin que les utilisateurs puissent facilement étendre le système. Il s'agit des concepts de classes, héritage, types,fonctions.

D'autres fonctionnalités accroissent la puissance et la souplesse : Ce sont les méthodes d'indexation, opérateurs, contraintes et les fonctions d'agrégat.

Ces fonctionnalités placent PostgreSQL dans la catégorie des bases de données objets relationnelles. Ainsi, bien que PostgreSQL possède certaines fonctionnalités orientées objets, il appartient avant tout au monde des SGBDR.

Vocabulaire

F client/serveur : c'est une architecture dans laquelle plusieurs postes de travail dépendent d'un poste contenant toutes les ressources du système.

F Le super utilisateur (super user) Postgres est l'utilisateur propriétaire des binaires (programmes) et des fichiers de la base de données.

F L'administrateur des bases ou DBA est la personne responsable de l'installation de Postgres et de la politique de sécurité associée. Le DBA peut ajouter de nouveaux utilisateurs et créer des bases.

F Le postmaster est un processus qui reçoit et centralise les requêtes expédiées au système PostgreSQL. Il peut également être défini comme un serveur de bases de données multi-utilisateurs de PostgreSQL.

Caractéristiques de PostgreSQL

PostgreSQL possède de nombreuses caractéristiques faisant de lui un SGBDR robuste et puissant digne des SGBDR commerciaux. PostgreSQL dispose :

F des interfaces graphiques Windows et DOS nécessaire pour gérer les bases de données ;

F PostgreSQL peut-être employé comme base de données spatiale principale pour les Systèmes d'Information Géographique.

F une API ODBC permettant à n'importe quelle application supportant ce type d'interface d'accéder à des bases de données de type PostgreSQL.

Fonctionnement de PostgreSQL

PostgreSQL fonctionne selon une architecture client/serveur. Pour qu'une application cliente accède à une base de données, elle se connecte via le réseau ou localement à un postmaster en cours d'exécution. Ensuite, le postmaster déclenche un processus serveur séparé pour gérer la connexion. Lorsqu'une requête est faite, le processus Postmaster lance un nouveau processus fils appelé postgres qui va établir la connexion entre le client et le serveur PostgreSQL. Une fois la connexion établie, le processus client peut envoyer une requête au serveur. La requête est transmise en texte simple, c'est-à-dire qu'aucune analyse n'est réalisée au niveau de l'interface client. Le serveur analyse la requête, crée un plan d'exécution, exécute le plan et renvoie les lignes trouvées au client par la connexion établie. Ainsi PostgreSQL peut gérer plusieurs connexions à partir des processus fils qu'il génère.

c. Postgis

PostGIS est un module d'extension de PostgreSQL, permettant offrant des fonctionnalités pour les objets géoreférencés et géométriques .PostGIS est développé par Réfractions Research inc., comme projet de recherche spatial de technologie de base de données. Réfractions Research inc. est une compagnie de consultation de base de données se spécialisant dans l'intégration de données et les logiciels personnalisés de développement. PostGIS est une prolongation du système de gestion de base de données PostgreSQL.

PostGIS utilise deux librairies principales GEOS et Proj4. Geos est une librairie qui enrichit ou complète la panoplie des fonctions spatiales de PostGIS tandis que Proj4 est une librairie permettant la re-projection dans les divers systèmes de projection connus. Un système de projection étant une transcription sur un plan d'une surface courbe sans trop altérer ou provoquer des déformations.

Caractéristiques

F PostGIS est implémenté conformément aux spécifications SQL Standard de l'OGC ;

F PostGIS est actuellement à sa version 0.8.0, couplable avec GEOS lui apportant des fonctionnalités bien utiles telles que Within(), Disjoint(), Touches(), GeomUnion(), Intersection(), Buffer()...

F PostGIS permet de créer des bases de données afin de stocker et de traiter les données géométriques ;

F PostGIS interagit avec plusieurs autres langages tel que le C, le PHP, le java ...

L'architecture des applications de Webmapping est illustrée par le schéma suivant.

III.I.2. Implémentation

a. Langages utilisés

F Le Xhtml, (eXtended Hypertext Markup Langage) langage de balisage hypertexte, est le langage informatique créé et utilisé pour écrire les pages Web.

F Le SQL, (Structured Query Langage) langage de requête interprété par le SGBDR.

b. Données mise à disposition

Données vectorielles

Les données mises à disposition par CGICOM sont vectorielles et attributaires.Les plans vectoriels sont au format SHP d'ESRI. Ils correspondent au réseau routier, aux limites provinciales, aux numérisations des limites des communautés de commune. Il a été mis à notre disposition des couches vecteurs de la carte du CAMEROUN aux formats (shapefile) . Ce sont les couches provinces, départements, réseau routier, villes, population, terre.

Données Attributaires

Les données attributaires proviennent des fichiers de formes (.dbf) renseignant les différentes couches géographiques.

c. Installation des logiciels

Les sources disponibles sur le Web peuvent être téléchargées facilement à partir des sites web (voir annexes). Cependant, leur installation et leur configuration ne sont pas toujours aisées. Le suivi des instructions est d'une importance capitale pour le bon fonctionnement de ces programmes. Les diverses installations effectuées concernent PostgreSQL 8.1.3 (Annexe 1), PostGIS 1.1.2 (Annexe 1) et Mapserver (Annexe 3).

III.II. Résultats obtenus

a. Configuration de la base de données

Création de la base de données

La création d'une base « testgis » se fait en tapant depuis la session du super utilisateur sous DOS les commandes suivantes :

Createdb est la commande utilisée pour créer la base. Les fonctions spatiales sont stockées dans la librairie dynamique libwgeom.dll. PostgreSQL accède à ces fonctions à condition de lui spécifier le langage PL/PGSQL. La seconde commande « createlang » permet donc de doter notre base de ce langage. Les définitions des diverses fonctions spatiales sont stockées dans le fichier lwpostgis.sql que doit accepter notre base. On charge les fonctions spatiales de PostGIS grâce à la troisième commande. On assure donc un pont entre notre base de données et la librairie libwgeom.dll.. La quatrième commande permet de charger la base des différents systèmes de projections connus (Lambert I Carto, Lambert II Etendu ...). Ces derniers sont stockés dans une table par le biais du chargement du fichier spatial_ref_sys.sql.

La commande psql est le moniteur interactif de PostgreSQL. Elle permet en outre de faire des requêtes adressées directement à un serveur PostgreSQL. On se connecte à la base de données Testgis en faisant :

Nous lui avons ajouté une troisième colonne où seront stockées nos données géométriques. Ceci peut se faire directement ou en utilisant la fonction AddGeometryColumn() dont la syntaxe est la suivante :

AddGeometryColumn ( [Table], [ nom_Colonne_Geometrique ], [SRID], [ Type ], [Dimension ]);

Importation des couches vecteurs de QGIS vers PostgreSQL

On choisi le fichier à importer à partir du bouton ajouter. Le fichier apparaît et il ne restera plus qu'à l'importer.

b. Interfaces réalisées

F Une barre de titre : elle spécifie le titre et le sujet traité par l'application

F Une barre de menu : elle spécifie l'ensemble des menus accessibles pour manipuler l'application. Ce sont les menus :

F Une boîte à outils: elle contient les outils de manipulation immédiate de la carte. Ce sont les outils :

Elle contient en outre une horloge qui indique l'heure en temps réel, de même qu'un bouton « About » qui présente les auteurs de l'application et un bouton « Aide » qui affiche l'aide en ligne.

F Une zone d'affichage de la carte : elle affiche la carte et dipsoe d'un bouton « refresh » pour réinitialiser la carte à sa taille réelle.

c. Bilan

On a ainsi produit une application cartographique permettant une analyse territoriale de base sur la carte du Cameroun avec des possibilités d'ajout de couches et de déplacement orienté.

Le projet initié a abouti à la création d'une application permettant d'une part de visualiser des informations géographiques sur une interface Web avec les informations attributaires associées et d'autre part elle a permis de se familiariser avec l'utilisation des SIG.

L'objectif principal de ce projet était la compréhension des SIG, systèmes mettant en relation les programmes informatiques de gestion de bases de données relationnelles et de traitements des données géographiques. Outre la réalisation de l'application et dans une optique de reproductibilité ultérieure, nous avons marqué un accent sur les rapports d'explication de la procédure adoptée.

Nous envisageons une extension de l'application avec intégration des modules de mise à jour, le passage du mode GGI au mode Mapscript et l'utilisation des outils de développement plus productifs tels le couple Maplab/Chameleon ou Cartoweb.

S'agissant des perspectives, la géomatique est un champ d'investigation de plus en plus prisé. Les applications SIG se développent rapidement surtout ces dernières années avec l'évolution des performances de l'informatique. Aujourd'hui, leur évolution tend vers une accessibilité pour le Web avec :

F Des SIRS (Système d'Information à Référence Spatiale) partagés sur le Web.

De plus, des outils SIG/SIRS nomades apparaissent grâce au PDA (Personal Digital Assistant) dans le monde de l' agriculture de précision faisant de l'information géographique une ressource vitale.

Articles et annexes

Elle consiste à définir une hiérarchie de répertoires des sources pour pouvoir mieux nous retrouver pour la suite. Nous avons créé les répertoires suivants:

On télécharge les sources de PostgreSQL version 8.1.3 et on copie ce fichier vers le répertoire prévue quelconque de notre machine. Les sources téléchargées se présentent sous une forme compressée. A partir de Winzip, nous avons décompressé ce fichier en destination du lecteur C.

On télécharge les sources respectives de Geos et de Proj et on les copie respectivement vers c :\msys\1.0\home\XXX\sources\Geos et

c :\msys\1.0\home\XXX\sources\Proj. A partir de Winzip, nous avons décompressé ce fichier en destination du lecteur C. Les répertoires C:\proj et C:\geos vont automatiquement se créer.

On télécharge les sources de PostGIS version 1.1.2 et on copie ce fichier vers c :\msys\1.0\home\XXX\sources\PostGIS. Winzip va donc nous permettre de décompresser ce fichier en destination du lecteur C. Cette installation n'est pas souvent nécessaire, car certaines versions de PostgreSql tel que 8.1.3 installe postgis. Une fois les outils installés, il ne reste plus qu'à paramétrer l'environnement de travail de PostgreSQL.

Elle consiste à rendre fonctionnel notre Server PostgreSql. Pour cela, il est nécessaire de définir diverses variables d'environnement.

· PGHOME = C :\PostgreSQL\8.1.3 : permettra à PostgreSQL de savoir où est installée la distribution

· PGDATA = C :\PostgreSQL\8.1.3\data : permettra de connaître le répertoire racine des données des diverses bases.

· PGHOST = localhost : permettra de savoir à quel hôte se connecter et sur quel port.

Il s'agit d'un utilisateur physique de la machine. C'est lui qui crée le répertoire PGDATA qui accueillera nos futures bases de données. La création du super utilisateur consiste à vérifier s'il n'existe pas sur notre machine un utilisateur ayant des droits limités et possédant un mot de passe. Si ce dernier n'existe pas, on le crée. Il est impératif que ce super utilisateur ait des droits limités sur la machine et qu'il ait un mot de passe. Les lignes de commandes permettant de distinguer les deux fenêtres des utilisateurs commenceront par « # sous administrateur : » ou bien '# sous Super-utilisateur :'

Si nous sommes connectés sous la session administrateur. Il est possible de se connecter à une fenêtre DOS sous la session du super utilisateur sans changer de session. Pour cela, on utilise la commande runas de Windows. L'obtention de la fenêtre en question se fait en saisissant dans une fenêtre DOS :

Il suffit alors comme demandé de saisir le mot de passe du super utilisateur. Il est également possible pour l'administrateur de devenir super-utilisateur de PostgreSQL. Il vous suffira de saisir :

L'option -s permet à administrateur non seulement de créer à son tour de nouveaux utilisateurs mais aussi de créer de nouvelles bases de données. Ce code permet de devenir maître absolu de notre PostgreSQL. On n'est plus obligé de saisir la commande avec runas depuis la session administrateur.

Elle consiste à la création du groupe des futures bases de données par défaut. Cela va consister à remplir le répertoire correspondant à la variable d'environnement PGDATA. Le reste des configurations des paramètres du serveur peut par la suite être reprise dans les fichiers .conf de PostgreSQL. Pour l'initialisation, il faut utiliser l'outil initdb. Dans la fenêtre du super utilisateur,

Par défaut ici, nous avons utilisé le jeu d'encodage SQL_ASCII par la commande -E SQL_ASCII et autorisons toute personne voulant se connecter au serveur par le réseau sans demande de mot de passe par la commande -a trust

Le démarrage manuel impose que nous démarrons PostgreSQL à chaque démarrage physique de la machine. Pour cela, nous devons utiliser l'outil pg_ctl .

Ici on ne se souci pas du démarrage de PostgreSQL à chaque démarrage de la machine. Ici nous utiliserons toujours pg_ctl avec l'option register.

Nous allons créer le service nommé postgresqlwin32 depuis la fenêtre DOS de l'administrateur :

pg_ctl register -N postgresqlwin32 -U super-ultilisateur -P « mot de passe »

Une fois le service est installé. Nous devons le lancer. Il s'agit au dessus du mot de passe du super utilisateur. Le lancement du service se fait en tapant :

· créer un répertoire pour recevoir le fichier compressé contenant MapServer (C:\Mapserveur) ;

· Décompresser le fichier C:\Mapserveur\Serveur\gdal-1.2.0.zip dans le répertoire C:\MapDll ;

· Décompresser le fichier C:\Mapserveur\Serveur\libcurl_dll.zip dans le répertoire C:\MapDll ;

· Décompresser le fichier C:\Mapserveur\Serveur\pdfdll.zip dans le répertoire C:\MapDll ;

· Décompresser le fichier C:\Mapserveur\Serveur\xerces_dll.zip dans le répertoire C:\MapDll ;

· Décompresser le fichier C:\Mapserveur\Serveur\ECW_DLL.zip dans le répertoire C:\MapDll ;

· Décompresser le fichier C:\Mapserveur\Serveur\libpq.zip dans le répertoire C:\MapDll ;

· Il faut modifier la variable d'environnement Path pour préciser le chemin des DLL nécessaire au fonctionnement de Mapserver.

Pour la modifier sous Windows 2000, il suffit de faire un clic droit sur « poste de travail », on clique sur « propriétés » onglet « Avancé » puis on clique sur le bouton « variable d'environnement ». On modifie la variable Path en ajoutant dans la liste des répertoires C:\MapDll ;

C:\Apache\Serveur\Apache2\conf\httpd.conf avant la ligne ScriptAlias /cgi-bin "C:/Apache/serveur/Apache2/cgi-bin"

la ligne suivante : ScriptAliasMatch /cgi-bin/mapserv " C:/Apache/Serveur/Apache2/cgi-bin/Mapserveur/mapserv.exe"

BIBLIOGRAPHIE

LIVRES
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[CKB05]	Marie Coutard, Jean-Pascal Klipfel, Samuel Blanc, Article publié en décembre 2005, « La cartographie SIG en ligne ou Webmapping: les outils «libres» État des lieux des solutions «applicatives» autour de MapServer (décembre 2005) ». sur http://mappemonde.mgm.fr/, site visité mai 2008.
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[LEPP07]	Philippe LEPINARD, « Premiers pas avec le tryptique Postgresql/Postgis/Qgis» PDF publié le 13/07/2007 sur http://www.MapTools.org, visité en avril 2008.

Glossaire

American National Standards Institute (ANSI)
L'ANSI est un organisme privé, sans but lucratif, qui administre et coordonne le système américain volontaire d'uniformisation et d'évaluation de la conformité. L'ANSI offre des normes consensuelles sur des produits, des processus et des services qui sont au coeur même de l'économie et de la société américaines.

Applet
Un programme conçu pour s'exécuter au sein d'une autre application. Contrairement aux applications, les applets ne peuvent pas s'exécuter directement du système opérationnel. Un applet bien conçu peut être invoqué de plusieurs opérations différentes.

Application
Un programme qui exécute directement une fonction spécifique pour un utilisateur. Les applications peuvent faire usage des services de l'ICDG.

Architecture
La structure organisationnelle et l'environnement opérationnel de l'ICDG, y compris les relations entre ses parties, ainsi que les principes et les lignes directrices qui régissent leur conception et leur évolution.

Booléen
En programmation, le terme booléen fait référence au système combinatoire conçu par George Boole qui combine des propositions au moyen des opérateurs logiques AND (ET), OR (OU), IF THEN (SI ALORS), EXCEPT (SAUF) et NOT (NON).

Cadastre
Archives publiques d'arpentages et de cartes indiquant la valeur, l'étendue et la propriété des biens-fonds à des fins de taxation.

Catalogue
Une liste complète de choses, habituellement organisées de manière systématique. La plupart des bases de données se composent de catalogues et d'inventaires.

Client
Une composante ou une application logicielles permettant d'accéder à un service.

Collection de données/produits
Les données qui possèdent un ou plusieurs éléments communs et qui ont été regroupées en fonction de ces éléments communs pour former un groupe. Par exemple, la collection de la Photothèque nationale de l'air comprend plusieurs milliers de photos aériennes du paysage canadien prises au fil du temps.

Communauté de praticiens
Un groupe organisé d'utilisateurs qui partagent des intérêts communs sur un sujet ou des séries de problèmes communs ou encore qui ont des besoins communs qu'une infrastructure peut satisfaire. Dans ce dernier cas, au sein de la communauté de praticiens, les utilisateurs ont des exigences communes.

Composante
Logiciel qui facilite l'implantation d'un service chez un client ou sur un serveur et la mise au point d'un ensemble d'interfaces. Une composante consiste en un code logiciel (source, binaire ou exécutable) ou en équivalents tels que des fichiers scripts ou des fichiers de commandes.

Composante réutilisable (RUC)
Un outil cartographique en ligne gratuit pouvant être enchâssé dans les pages Web d'une organisation à partir du Portail de découverte de GéoConnexions. Les RUC permettent aux utilisateurs d'ajouter rapidement à leur site Web des cartes interactives et des localisateurs, ainsi que de coordonner des outils de saisie avec leur site Web. Des interfaces normalisées (assistants) permettent aux développeurs d'intégrer ces outils dans leurs applications. Chacun de ces outils cartographiques interagit automatiquement avec les autres qui sont intégrés dans une même page.

Couverture
Une représentation continue d'une portion de la surface terrestre. Une couverture peut être une collection d'entités (comme un jeu de données vectorielles) ou un ou plusieurs attributs représentés sur une surface rastrée ou maillée.

Descripteur de couches stylisées (Styled Layer Descriptor) (SLD)
Une spécification complémentaire de la spécification de l'interface de serveur cartographique Web (WMS), le SLD offre le moyen de déterminer la représentation des données retournées par un serveur WMS.

Données
Les données sont des éléments d'information distincts, particulièrement de l'information organisée pour permettre l'analyse, le raisonnement ou la prise de décisions. Elles sont habituellement formatées d'une manière spéciale et existent sous diverses formes : il peut s'agir de chiffres ou de texte sur une feuille de papier, de bits ou d'octets enregistrés dans une mémoire électronique, ou encore de faits enregistrés dans le cerveau d'une personne. Les données de l'ICDG comprennent les cartes, l'imagerie satellitaire, les publications et toutes les autres données de caractère géospatial fournies par des organisations canadiennes et internationales.

Données attributaires : Il s'agit de données associées à un objet ou une localisation géographique, soit pour décrire un objet géographique, soit pour localiser des informations : nom d'une route, type d'un bâtiment localisé par son adresse, nombre d'habitants d'un immeuble localisé par ses coordonnées Lambert, débit d'un cours d'eau, tension d'une ligne de transport d'énergie, type d'arbres dans un verger localisé par sa parcelle, etc. Les données attributaires sont reliées à la géométrie de l'objet.

Données vectorielles : Elles définissent le format de représentation géographique de d'un objet; les objets sont représentés par des points, des lignes, des polygones ou des polygones à trous ;

Données-cadres
L'ensemble des données géospatiales qui constituent l'architecture de référence pour toutes les géodonnées conformes à l'ICDG.

Données géospatiales
Géo-info ou géodonnées présentant de l'information explicite de positionnement géographique, comme un réseau routier tiré d'un SIG ou une image-satellite géoréférencée. Les données géospatiales peuvent inclure des données d'attributs qui décrivent les entités contenues dans le jeu de données.

Digitalisation Conversion des données du format papier vers un format informatique

Échelle
L'échelle des cartes représente le rapport entre la distance sur la carte et la distance réelle sur le terrain. À l'échelle de 1/50 000, par exemple, 1 unité de mesure sur la carte représente 50 000 unités de la même mesure sur le terrain. L'échelle des cartes s'exprime souvent comme une fraction représentative ou comme une échelle graphique.

Entrepôt de données
Un entrepôt de données destiné à soutenir le processus décisionnel de gestion. La création d'un entrepôt de données comprend le développement de systèmes permettant d'extraire les données des systèmes d'exploitation, ainsi que l'installation d'un système de gestion de base de données qui permet aux gestionnaires d'accéder d'une manière souple aux données.

Federal Geographic Data Committee (FGDC)
Un organisme du gouvernement américain qui coordonne le développement de la NSDI (National Spatial Data Infrastructure), l'infrastructure américaine de données spatiales. Le FGDC a été mis sur pied pour élaborer la norme CSDGM (Content Standard for Digital Geospatial Metadata).

Géocommerce
Un secteur économique émergent qui exploite les utilisations commerciales des données et des services géospatiaux.

GéoConnexions
GéoConnexions est une initiative nationale Canadienne de partenariat entre les gouvernements fédéral, provinciaux et territoriaux, le secteur privé et les universités qui travaillent à l'élaboration de l'ICDG, afin de faciliter l'accès aux données, outils et services géographiques du Canada sur Internet.

Géomatique
La science et la technologie visant la collecte, l'analyse, l'interprétation, la diffusion et l'utilisation de données géospatiales. La géomatique s'intègre à une large gamme de disciplines, y compris l'arpentage, les systèmes de positionnement global, la cartographie et la télédétection.

Géocodage Le géocodage est une façon de créer des objets géométriques très utilisée en géomarketing. A partir de données sémantiques (n° de commune, adresse, etc.) associées à un enregistrement, le logiciel va rechercher dans une base de données existante la commune, la rue...noter les coordonnées géométriques (X, Y ou latitude, longitude) et positionner ainsi un nouvel objet géométrique. Un client est ainsi correctement positionné dans la bonne rue de sa commune.

Information géospatiale (géo-info)
L'information géospatiale comprend des cartes topographiques, aéronautiques et marines, divers types de cartes telles que des cartes géologiques, agricoles et forestières, des levés officiels, le cadastre, des photographies aériennes et des images-satellites.

Infrastructure
Un environnement logiciel de support fiable, analogue à un réseau routier ou à un réseau de télécommunications, qui facilite l'accès à de l'information géographique en utilisant un ensemble minimal de pratiques, de protocoles et de spécifications normalisés.

Infrastructure canadienne de données géospatiales (ICDG)
Une infrastructure Internet/Web constituée de l'ensemble des développements des partenaires des gouvernements fédéral, provinciaux et territoriaux, ainsi que du secteur privé, lesquels sont en train de créer la technologie, les normes, les systèmes d'accès et les protocoles nécessaires pour harmoniser toutes les bases de données géospatiales du Canada et les rendre disponibles sur Internet.

Infrastructure de données spatiales (géospatiales) (IDS)
L'ensemble de base pertinent des technologies, des politiques et des mesures institutionnelles qui servent à faciliter la disponibilité des données spatiales et l'accès à celles-ci. Une infrastructure de données spatiales constitue une base pour la découverte, l'évaluation et l'application de données spatiales par des utilisateurs et des fournisseurs de tous les niveaux de gouvernement, du secteur commercial, du secteur sans but lucratif et du milieu universitaire, et parmi les citoyens en général.

Infrastructure mondiale de données spatiales (IMDS) (Global Spatial Data Infrastructure, GSDI)
L'IMDS est une organisation mondiale et ouverte qui coordonne l'organisation, la gestion et l'utilisation des données géospatiales et d'activités connexes. La promotion de l'IMDS se fait grâce à plusieurs nations et organisations représentées par un comité directeur de l'IMDS. Ce comité directeur multinational est formé de représentants de tous les continents, et de tous les secteurs (gouvernements, universités, secteur privé). La définition de l'IMDS, adoptée lors de la deuxième conférence sur l'IMDS, en décrit bien les objectifs : « L'IMDS englobe les politiques, structure organisationnelle, données, technologies, normes, mécanismes de livraison et ressources financières et humaines nécessaires afin que ceux et celles qui travaillent à l'échelle mondiale et régionale ne soient pas entravés dans l'atteinte de leurs objectifs ». (http://www.gsdi.org/ )

Information géographique L'information géographique peut être définie comme l'ensemble de la description d'un objet et de sa position géographique à la surface de la Terre.

Interface de programmation d'application (API)
L'interface (conventions d'appel) par laquelle un programme d'application accède à des systèmes d'exploitation et à d'autres services. Une interface API est un outil qui permet de développer des interfaces utilisateurs personnalisées. L'interface Web API offre une interface programmable au Portail de découverte de GéoConnexions.

Inventaire
Un catalogue qui énumère des produits individuels. La plupart des bases de données se composent d'inventaires et de catalogues.

Jeu de données
Un groupement de données par sujet, par thème ou par type.

Langage de balisage géographique (GML)
Une grammaire XML, indépendante du fournisseur, permettant le transfert d'entités géographiques par Internet.

Logiciel de gestion de base de données relationnelles
Un système pour la gestion de bases de données relationnelles, c.-à-d. des bases de données sous forme de tables comportant des rangées et des colonnes permettant d'établir des relations entre les éléments et dans lesquelles l'information permet d'établir des références croisées entre deux éléments ou plus afin de générer une troisième table.

Mécanisme de découverte
Un service en ligne permettant aux utilisateurs de découvrir, évaluer et obtenir des ressources (données, services et organisations). Les mécanismes de découverte font le lien entre les fournisseurs (ceux qui offrent des ressources) et les utilisateurs (ceux qui utilisent les ressources).

Métadonnées Les métadonnées sont des données sur des sonnées. Elles décrivent comment, quand et par qui un jeu particulier de données a été recueilli, et comment les données sont formatées. Elles sont essentielles à la compréhension de l'information enregistrée.

MIME Le type MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions) est un standard qui a été proposé par les laboratoires Bell Communications en 1991 afin d'étendre les possibilités du courrier électronique (mail), c'est-à-dire de permettre d'insérer des documents (images, sons, texte, ...) dans un courrier.

National Information Standards Organization (NISO)
La NISO est une association américaine sans but lucratif qui élabore et promeut des normes techniques utilisées dans un large éventail de services d'information. La NISO a élaboré des normes pour l'extraction d'information, comme le protocole de recherche Z39.50.

Norme de contenu CSDGM (Content Standard for Digital Geospatial Metadata)
Les objectifs de la norme américaine CSDGM du FGDC sont d'offrir un ensemble commun de termes et de définitions pour la documentation des données géospatiales numériques. La norme définit les noms des éléments de données et des éléments composés (groupes d'éléments de données) qui sont utilisés à cette fin; elle définit également ces éléments composés et éléments de données, ainsi que l'information au sujet des valeurs que peuvent avoir les éléments de données.

Numérisation La numérisation consiste à suivre avec le curseur le contour d'un objet sur le document à numériser (carte sur table ou image à l'écran), en enregistrant les points caractéristiques (début, points intermédiaires, fin). Elle peut être issue de relevés GPS ou de la photogrammétrie.

Objet fenêtre
Un objet fenêtre permet d'ajuster la vitesse d'une simulation, et d'arréter, de relancer et de quitter une simulation.

Open GIS® Consortium Inc. (OGC)
L'OGC est une organisation sans but lucratif qui a été créée pour régler le problème d'interopérabilité entre les systèmes qui traitent des données géospatiales. L'Open Geospatial Consortium, Inc. est un consortium d'industrie international composé de 253 sociétés, agences gouvernementales et universités participant à un processus de consensus afin d'élaborer des spécifications d'interface disponibles au grand public. Les spécifications OpenGIS® supportent les solutions interopérables qui ajoutent un élément géospatial aux services Web, sans fil et de localisation, ainsi que la TI courante.

Open source Terme créé par Eric Raymond et utilisé pour désigner les logiciels respectant les points suivants : Libre redistribution, la mise à disposition du code source, la possibilité de distribuer les travaux dérivés, le respect du code source originel, l'absence de discrimination envers les personnes, l'absence de limitation sur le domaine d'application du logiciel, la distribution de la licenece et sa non spécificité à un produit, la non contamination de produits logiciels dérivés. Exemples de licences conformes à l'Open source : GNU GPL, BSD, X Consortium, et Artistic. C'est aussi le cas de la MPL.

Opération
Une interaction entre un client et un serveur, ayant pour résultat un transfert d'information ou une action. Une opération peut être soit une interrogation (p. ex. une requête-réponse), soit une annonce (p. ex. un avis).

Organisation
Dans le Portail de découverte de GéoConnexions, une organisation désigne des ministères fédéraux et provinciaux ainsi que des administrations municipales, des organisations sans but lucratif, des établissements d'enseignement (universités, collèges), de même que des organisations commerciales qui offrent des données, des services et des ressources de nature géospatiale.

Organisation internationale de normalisation (ISO)
Une fédération mondiale d'organismes nationaux de normalisation, représentant plus de 130 pays. La mission de l'ISO est de promouvoir le développement des travaux de normalisation et des activités connexes dans le monde, afin de faciliter l'échange international des biens et des services et d'accroître la coopération dans les sphères de l'activité intellectuelle, scientifique, technologique et économique. Les travaux de l'ISO donnent lieu à des ententes internationales qui sont publiées sous forme de normes internationales.

orthophotographie : Une orthophotographie est une image obtenue par redressement d'un cliché aérien (photo argentique scannée ou photo numérique) pour le corriger des déformations dues au relief du terrain photographié, à la distorsion de l'appareil photographique, à l'inclinaison de la prise de vue. type d'arbres dans un verger localisé par sa parcelle. Les données attributaires sont reliées à la géométrie de l'objet.

Photogrammétrie La photogrammétrie utilise le principe de la vision en relief. Cette technique permet de mesurer des objets à distance avec des images métriques (des photos, le plus souvent) à l'aide d'appareils de restitution.

Portail
Un site Web considéré comme le point d'entrée d'autres sites Web, souvent en constituant ou en offrant l'accès à un moteur de recherche. Le portail peut être universel (comme Yahoo) ou être spécialisé (comme le Portail de découverte de GéoConnexions qui est spécialisé dans le domaine géospatial).

Portail de découverte de GéoConnexions
Un service en ligne gratuit permettant aux individus et aux organisations de trouver des produits et des services géospatiaux du monde entier. Le Portail de découverte de GéoConnexions offre aux organisations la possibilité d'inscrire et d'annoncer leur organisation, leurs données, leurs services et leurs ressources. Le Portail de découverte de GéoConnexions fait partie de l'ICDG et constitue un lien vers d'autres parties de l'ICDG et vers d'autres infrastructures de données spatiales.

Produit
On utilise de manière interchangeable les termes « produits » et « collection de données » pour décrire les données disponibles sur le site Web du Portail de découverte de GéoConnexions. Toutefois, ce qui distingue un produit d'une collection de données, c'est que la collection de données regroupe plusieurs produits. Par exemple, les quatre produits suivants peuvent être groupés dans une même collection de données si on n'indique pas la résolution :
Mosaïque RADARSAT redressée du Canada, conique conforme de Lambert, 250 mètres;
Mosaïque RADARSAT redressée du Canada, conique conforme de Lambert, 500 mètres;
Mosaïque RADARSAT redressée du Canada, conique conforme de Lambert, 750 mètres;
Mosaïque RADARSAT redressée du Canada, conique conforme de Lambert, 1 000 mètres deviennent la
Mosaïque RADARSAT redressée du Canada, conique conforme de Lambert.

Profil
Pour un protocole de recherche, un profil désigne un ensemble de normes de base, avec des options et des paramètres appropriés, nécessaires à l'exécution de fonctions « identifier » à des fins d'interopérabilité et pour une méthodologie de référencement des divers usages des normes de base, de façon à qu'elles soient significatives à la fois pour les utilisateurs et les fournisseurs.
Pour une norme de données : un profil précise les éléments qui doivent être utilisés par un groupe particulier dans la norme nord-américaine, p. ex. le profil nord-américain de la norme 19115 de l'ISO is the International standard adapted to address North American's needs (attributes are added).

Protocole de recherche avec état
Un protocole de recherche avec état signifie qu'un mécanisme de découverte établit la communication avec un serveur de recherche et la maintient active pendant toute la durée de la session de recherche.

Protocole de recherche sans état
Un protocole de recherche sans état signifie qu'un mécanisme de découverte établit la communication avec un serveur de recherche, envoie un peu d'information, en reçoit un peu, puis coupe la communication. Ainsi, la session de recherche comprend une série de ces interactions ouvrir-envoyer-recevoir-fermer entre le mécanisme de découverte et le serveur de recherche. Chaque interaction ouvrir-envoyer-recevoir-fermer est indépendante des autres.

Protocole de recherche Z39.50
Le protocole de recherche ANSI/NISO Z39.50 est un protocole de communication entre ordinateurs conçu pour permettre la recherche et l'extraction d'information, de documents plein texte, de données bibliographiques, d'images et d'information multimédia dans un environnement réseau réparti. Le protocole Z39.50 est actuellement utilisé dans le Portail de découverte de GéoConnexions.

Registre
Une liste des jeux de données ou des services individuels ou d'autres éléments qu'une organisation met à la disposition des utilisateurs de l'ICDG. Il existe deux types de registres : des registres des types (listes de divers types ou classes d'objets, comme des services, des composantes ou des événements que reconnaissent les services ou les applications de l'ICDG) et des registres d'instances (listes de services, de composantes et de jeux de données distincts ou d'autres éléments composant l'ICDG ou qui sont pertinents pour ses utilisateurs. Les registres d'instances permettent d'identifier, de situer et de décrire des instances individuelles).

Répertoire
Un type de catalogue dans lequel des collections de données sont décrites au moyen de métadonnées. Dans le Portail de découverte de GéoConnexions, le répertoire renferme des descriptions de données et de services (incluant des services Web) géospatiaux, ainsi que des organisations qui les offrent. Les utilisateurs peuvent effectuer une recherche dans le contenu au moyen de contraintes spatiales, temporelles, textuelles et par mots-clés, ou encore explorer le contenu du répertoire.

Répertoire GCMD (Global Change Master Directory)
Le répertoire GCMD de la NASA est un répertoire exhaustif contenant les descriptions de jeux de données touchant la recherche sur le changement climatique planétaire. La base de données GCMD comprend les descriptions de jeux de données portant sur le changement climatique, l'agriculture, l'atmosphère, la biosphère, l'hydrosphère et les océans, la géologie, la géographie et les dimensions humaines du changement climatique planétaire.

Ressource
Dans l'ICDG, une ressource désigne des services, y compris des services et des outils Web, des produits et des organisations.

Schéma
Les schémas XML et GML expriment des vocabulaires communs et permettent aux machines d'exécuter des règles humaines. Un schéma permet de définir la structure, le contenu et la grammaire des documents XML et GML.

Serveur
Un ordinateur sur un réseau, qui est consacré à un objectif particulier et qui contient toutes les données et exécute toutes les fonctions essentielles pour ce faire (http://www.congressonlineproject.org/glossary.html#S).

Serveur de recherche
Un serveur de recherche est un programme fonctionnant dans un ordinateur relié à Internet. Il reçoit des requêtes de recherche par l'intermédiaire d'Internet, qui transmet ensuite à une base de données reliée au même réseau local (RL) que l'ordinateur hôte du serveur. La base de données fournit un résultat un serveur de recherche et celui-ci envoie ce résultat au client Internet qui a soumis la requête originale.

Service
Un ensemble d'opérations, accessible par l'intermédiaire d'une ou de plusieurs interfaces, qui permet à un utilisateur de définir une action importante pour lui. Un service est fourni par un serveur. Une « instance de service » est un autre nom pour un serveur.

Dans le Portail de découverte de GéoConnexions, un service est une description de services professionnels, de services et de logiciels en ligne offerts par des organisations ou des individus. Voir l'annexe A2.2.1, Que pouvez-vous annoncer dans le Portail de découverte de GéoConnexions pour obtenir une liste des services du Portail de découverte de GéoConnexions.

Service de cartographie Web (Web Map Service) (WMS)
Un service disponible sur Internet qui permet aux clients d'afficher des cartes et/ou des images possédant une composante géographique et dont les fichiers de données brutes résident sur ou plusieurs serveurs WMS distants. Le WMS est conforme à la spécification de l'interface de serveur cartographique Web de l'OGC.

Service de couverture Web (Web Coverage Service) (WCS)
Une nouvelle spécification pour les couvertures, c.-à-d. les grilles multidimensionnelles irrégulières décrivant de nombreux types de phénomènes terrestres en tous les points d'intersection.

Service d'entités Web (Web Feature Service) (WFS)
Une spécification qui définit les opérations de manipulation des données relatives à des entités géographiques, permettant des opérations de recherche, d'extraction et de transaction (c.-à-d. ajout, mise à jour ou suppression).

Site
Une adresse (p. ex. une URL) permettant d'accéder à un système. Ensemble de fichiers interliés accessibles à partir d'une adresse.

Système d'information géographique (SIG)
Un système informatique pour saisir, stocker, vérifier, intégrer, manipuler, analyser et afficher des données positionnées à la surface de la Terre. Un SIG peut être utilisé pour traiter divers types de cartes. Celles-ci peuvent prendre la forme de plusieurs couches différentes où chaque couche contient des données pour un type d'entité particulier. Chacune des entités est liée à une position sur l'image d'une carte et les couches de données sont organisées de façon à en permettre l'étude et l'analyse statistique.

SIRS, SIT, BDU, BDT Système d'information à référence spatiale , système d'information sur le territoire, banque de données urbaine, banque de données sur le territoire: Ensemble constitué par les données et leur structuration.

Système de projection Un système de projection permet une transcription sur un plan (la carte), une surface courbe (celle de la Terre), sans trop altérer ou provoquer des déformations (distances, angles et surfaces).

Système de coordonnées terrestres : Un système de coordonnées terrestres (sphérique ou projectif) permet de référencer les objets dans l'espace et de positionner l'ensemble des objets les uns par rapport aux autres. Les objets sont généralement organisés en couches, chaque couche rassemblant l'ensemble des objets homogènes (bâti, rivières, voirie, parcelles, etc.).

Variable d'environnement Une variable d'environnement stocke des informations sur le système et/ou son environnement et permet aux programmes d'avoir des informations sur leur environnement.

Webmapping Le Webmapping définit le processus de génération des cartes ainsi que leur diffusion pour visualisation sur le Web.