Web mapping

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Web mapping

P7 : Projet Bibliographique
Dans le cadre du Mastère ASIG
Web mapping
Clotilde MOHSEN
05 mai 2008
Mastère ASIG / Projet bibliographique 2008
1
TABLE DES MATIERES
INTRODUCTION
5
1
HISTORIQUE
6
2
LES DIFFERENTS TYPES DE CARTES WEB
3
4
5
11
2.1
CARTES STATIQUES
11
2.2
CARTES CREES DYNAMIQUEMENT
11
2.3
CARTES DISTRIBUEES
12
2.4
CARTES ANIMEES
12
2.5
CARTES EN TEMPS REEL
12
2.6
CARTES PERSONNALISEES
12
2.7
CARTES REUTILISABLES
12
2.8
CARTES INTERACTIVES
13
2.9
CARTES ANALYTIQUES
13
2.10
ATLAS EN LIGNE
13
2.11
CARTES ETABLIES EN COLLABORATION
14
UN PEU DE TECHNIQUE
15
3.1
LE WEB MAPPING STATIQUE
15
3.2
LE WEB MAPPING DYNAMIQUE
16
3.3
LE WEB MAPPING 2EME GENERATION
16
AVANTAGES DU WEB MAPPING
18
4.1
UNE INFORMATION GEOGRAPHIQUE PLUS ACCESSIBLE
18
4.2
UNE INFORMATION GEOGRAPHIQUE PLUS JUSTE
18
4.3
UNE MULTITUDE DE POSSIBILITES TECHNIQUES
18
4.4
DES PROJETS EN COLLABORATION
19
INCONVENIENTS DU WEB MAPPING
20
5.1
5.1.1
5.1.2
5.2
5.2.1
5.2.2
5.2.3
PROBLEMES TECHNIQUES
20
Au niveau du hardware
Au niveau du software
20
20
ATTENTION AU CONTENU
20
Les copyrights
La confidentialité
La fiabilité des données
20
20
20
2
5.2.4
La démocratisation de l’information
20
CONCLUSION
21
GLOSSAIRE ET SIGLES UTILES
22
BIBLIOGRAPHIE
23
3
TABLE DES ILLUSTRATIONS
FIGURE 1 : LOGO DE L’ATLAS NATIONAL DU CANADA EN LIGNE
6
FIGURE 2 : LOGO DE L’ATLAS NATIONAL DES ETATS-UNIS EN LIGNE
6
FIGURE 3 : LE MONT EVREST SUR NASA WORLD WIND
7
FIGURE 4 : PLACE DES QUINCONCES, BORDEAUX (OPENSTREETMAP)
8
FIGURE 5 : PLACE DES QUINCONCES, BORDEAUX (GOOGLE MAPS)
8
FIGURE 6 : PROJET WIKIMAPIA
9
FIGURE 7 : PLACE DES QUINCONCES, BORDEAUX (GEOPORTAIL)
10
FIGURE 8 : UNE CARTE STATIQUE
11
FIGURE 9 : API VIAMICHELIN
13
FIGURE 10 : PLACE DES QUINCONCES, BORDEAUX (WIKIMAPIA)
14
FIGURE 11 : ITINERAIRE D’UNE REQUETE
15
FIGURE 12 : SCRIPT COTE SERVEUR - PHP
16
FIGURE 13 : ARCHITECTURE 3 TIERS UTILISANT UN WEB SERVICE
17
FIGURE 14 : APPLICATION UTILISANT UNE API
17
FIGURE 15 : RESULTATS DES MUNICIPALES 2008
18
4
INTRODUCTION
Avant l’apparition du web mapping, la cartographie était réservée à quelques entreprises
et instituts. Elle nécessitait du matériel et des logiciels extrêmement chers et complexes
ainsi que des cartographes et des géomaticiens compétant. A présent, générer, mettre en
forme et mettre en ligne une carte sur Internet est accessible et quasiment gratuit pour
tous. N’importe qui avec un ordinateur et une petite expérience en informatique peut
devenir fournisseur de données géographiques.
Jusqu’où le grand public peut aller dans le web mapping ? Quelles sont les possibilités pour
un utilisateur ?
Nous allons voir les évolutions de ce domaine, puis les catégories de cartes utilisables,
nous expliquerons ensuite brièvement comment ça marche et nous finirons par une analyse
des avantages et des inconvénients du web mapping.
5
1 HISTORIQUE
Juillet 1993 : apparition de Xerox PARC Mapserver, le premier serveur de données
géographiques écrit en CGI/Perl. Il permet de définir une projection et l’étendue d’une
carte.
Juin 1994 : parution de l’Atlas National du Canada qui peut alors être considéré comme le
premier atlas en ligne.
http://atlas.nrcan.gc.ca/site/francais/index.html/document_view
Figure 1 : Logo de l’Atlas National du Canada en ligne
Février 1996 : lancement de Mapquest, un annuaire très populaire au Etats-Unis appuyé de
cartes.
Juin 1996 : MultiMap offre à peu près les mêmes services mais sur l’un des sites anglais les
plus visionnés.
Novembre 1996 : sortie de la première version de Geomedia WebMap qui permet déjà
l’utilisation d’images vecteur à travers ActiveCGM.
Juin 1997 : parution de l’Atlas National des Etas-Unis en ligne.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/df/National_Atlas_of_the_United_States_Logo.svg
Figure 2 : Logo de l’Atlas National des Etats-Unis en ligne
Juillet 1997 : UMN MapServer 1.0 est développé dans le cadre d’un projet de la NASA
notamment pour fournir des données de télédétection par le biais d’Internet.
6
Juin 1998 : parmi tous les serveurs géographiques, Terraserver offre des images aériennes
en ligne.
Juillet 1998 : UMN MapServer 2.0 permet de définir un système de projection.
Août 1999 : la sixième édition de l’Atlas National du Canada est introduite par la
conférence de l’Association Cartographique Internationale (ACI) en 1999 à Ottawa.
Février 2000 : ESRI entre sur le marché du web mapping avec ArcIMS.
Juin 2000 : ESRI fonde un réseau « ESRI Geography Network » qui distribue des données
géographiques et autres services web.
Septembre 2001 : SVG devient une préconisation W3C.
Septembre 2001 : sortie de Tiroatlas, un atlas en ligne interactif basé sur la référence
SVG.
Juin 2002 : UMN MapServer 3.5 supporte PostGIS et ArcSDE.
Juillet 2002 : ArcIMS 4.0, version 4 d’ArcIMS
Juin 2003 : apparition d’un globe virtuel libre qui charge les données à partir de plusieurs
sources sur Internet : NASA World Wind. Le sol et les bâtiments peuvent être vus en 3
dimensions. Les utilisateurs ont la possibilité de personnaliser le contenu ou même
d’ajouter leurs propres données. Ce globe virtuel ne fonctionne pas sur un navigateur mais
sur un logiciel spécial.
http://worldwind.arc.nasa.gov/screenshots-sl.html
Figure 3 : Le mont Evrest sur NASA World Wind
7
Juillet 2003 : UMN MapServer 4.0 supporte les formats PDF et SWF.
Juillet 2004 : Steve Coast lance un projet en collaboration pour créer une carte du monde
gratuite : OpenStreetMap.
http://openstreetmap.fr/carte/
Figure 4 : Place des Quinconces, Bordeaux (OpenStreetMap)
Février 2005 : parution de la première version de Google Maps, probablement l’application
cartographique la plus populaire sur le web. Elle utilise des images raster divisées en tuiles
(quad tree) et offre une grande quantité de données.
http://maps.google.fr/
Figure 5 : Place des Quinconces, Bordeaux (Google Maps)
8
Juin 2005 : Google Earth un autre globe virtuel qui ressemble beaucoup à NASA World
Wind : contenu personnalisé, visualisation de la 3D, logiciel à télécharger, etc.
Mai 2006 : lancement du projet en collaboration Wikimapia par les russes Alexandre
Koriakine et Evgeniy Saveliev à l’aide des images satellitaires de Google Maps.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/2/2f/Wikimapia.png
Figure 6 : Projet Wikimapia
Juin 2006 : Lancement du Géoportail. La version 1 offre :
• l’orthophotographie de la France dont une grande partie des DOM-TOM. Les endroits les
plus détaillés atteignent une résolution numérique de 50 cm et les zone rurales sont à
une échelle maximum de 1 :3 000
• la cartographie de toute la France au 1 :25 000
Août 2006 : le Géoportail permet à présent de naviguer au 1 :1 500.
9
http://www.geoportail.fr
Figure 7 : Place des Quinconces, Bordeaux (Géoportail)
Février 2007 : des informations supplémentaires sont disponibles sur la version 1 du
Géoportail : les repères géodésiques et de nivellement en France métropolitaine
seulement, certain département permettent la visualisation du cadastre.
Mai 2007 : la version 2 du Géoportail propose une nouvelle ergonomie et quelques couches
supplémentaires.
Septembre 2007 : la version 3D du Géoportail est disponible à l’aide du logiciel de
navigation TerraExplorer compatible avec Windows 2000, XP et Vista et bientôt sur les Mac
et Linux.
10
2 LES DIFFERENTS TYPES DE CARTES WEB
Le web mapping est un domaine fleurissant et son développement est un peu désordonné.
Par conséquent il existe de nombreux types de cartes sur Internet et il est assez difficile
des les classer. De plus certaines cartes entrent dans plusieurs des catégories citées
ci_dessous.
2.1 CARTES STATIQUES
Les cartes statiques ne peuvent être utilisée que pour la lecture, elles sont sans animation
ni interactivité. Elles sont crées une seule fois, souvent à la main et elles sont très peu
mise à jour. Les formats les plus courants sont :
• pour le raster : PNG, JPEG, GIF, TIFF
• pour le vecteur : SVG, PDF, SWF.
Ces cartes sont parfois scannées, ce qui les rends assez illisibles, surtout lorsque l’échelle
est mauvaise.
http://en.wikipedia.org/wiki/Webmapping
Figure 8 : Une carte statique
2.2 CARTES CREES DYNAMIQUEMENT
Les bases de données sont chargées à chaque rafraîchissement de la page engendrant ainsi
un nouvel affichage des cartes.
11
2.3 CARTES DISTRIBUEES
Les cartes sont générées à partir plusieurs serveurs de données. Le protocole WMS permet
de récupérer les données géoréférencées provenant de différentes sources et de les
combiner en une image. On l’utilise par exemple lorsqu’un serveur offre une base
topologique et qu’un autre fournit des couches thématiques.
2.4 CARTES ANIMEES
Certaines cartes sont modifiées selon des variables graphiques ou temporelles. Les formats
et technologies le permettant avec différents degrés d’interaction sont :
• SVG
• Adobe Flash
• Java
• Quicktime, etc.
A titre d’exemple, un phénomène naturel (courants marins, aériens) ou des flux (humain,
commerciaux, etc) peuvent être représentés sur des cartes animées.
2.5 CARTES EN TEMPS REEL
Lorsque les données sont collectées à l’aide d’un réseau de capteurs, les cartes sont mises
à jour régulièrement, il s’agit quasiment de temps réel (cartes météorologique, état de la
circulation).
2.6 CARTES PERSONNALISEES
Les utilisateurs peuvent choisir le contenu, la symbolisation et faire leurs cartes
personnalisées. Cependant l’OGC (Open Geospatial Consortium) propose une référence,
SLD (Styled Layer Description), abordable par un serveur WMS.
2.7 CARTES REUTILISABLES
Ce sont les cartes offertes à travers des API. De nombreux organismes proposent des
bibliothèques pour afficher différentes couches (relief, plan, images satellitaire), naviger
(zoom, pan), se connecter à une base de données (contenu personnalisé) :
• Google Map
12
• Yahoo Map
• MSN Virtual Earth
• ViaMichelin, etc.
http://www.viamichelin.com/wswebsite/fra/htm/api/exemple/exemple-carte.html
Figure 9 : API ViaMichelin
2.8 CARTES INTERACTIVES
L’interactivité est un avantage caractéristique des cartes numériques. Elle aide à explorer
la carte (outils de navigation), elle permet de changer les paramètres et elle révèle des
informations suplémentaire (liens).
2.9 CARTES ANALYTIQUES
Certaines cartes en ligne offrent la possibilité de faire des analyses (thématiques,
statistiques, etc) à partir de données fournies ou chargées par l’utilisateur. On commence
là à s’éloigner du web mapping pour entrer dans le webSIG, un domaine souvent assimilé
au web mapping.
2.10 ATLAS EN LIGNE
Les atlas ont connus une révolution depuis qu’ils sont en ligne : ils sont ouverts à un plus
large public, ils sont beaucoup moins chers à produire et surtout à mettre à jour, ils
offrent un plus grand choix de cartes.
13
Quelques atlas ont cessé d’éditer leurs versions papier après être apparu en ligne. Ils
permettent à présent d’imprimer une édition à la demande et sur mesure à partir de la
version en ligne. On peut même parfois télécharger les données brutes (essentiellement
aux Etats-Unis).
2.11 CARTES ETABLIES EN COLLABORATION
Il s’agit d’un phénomène récent mais qui montre un fort potentiel : un groupe de
personnes décident de créer une carte et de l’améliorer sur Internet. Une application
permet une édition simultanée et assure qu’une géométrie éditée par une personne soit
bloquée pour toutes les autres. Un contrôle qualité minimal doit être assuré avant que les
données soient rendues publiques.
Quelques exemples de projet en collaboration :
• OpenStreetMap : les internautes peuvent compléter cette carte encore assez peu
évoluée.
• WikiMapia : ce projet s’appuie sur une API Google Maps, la carte est donc complète, elle
fournit en plus des liens sur les lieux remarquables pour information.
http://wikimapia.org
Figure 10 : Place des quinconces, Bordeaux (WikiMapia)
14
3 UN PEU DE TECHNIQUE
3.1 LE WEB MAPPING STATIQUE
C’est le cas le plus simple, le client et le serveur communique à l’aide de protocoles HTTP.
1 Requête HTTP
www.bidule.fr/truc.html
3
4
affichage
2
Fichier HTML
encapsulé
en réponse HTTP
truc.html
navigateur
serveur internet
IE, Netscape,
Firefox, etc.
Apache
Introduction au fonctionnement du Web
Figure 11 : Itinéraire d’une requête
Le client envoie une requête HTTP pour accéder aux données stockées dans le serveur. Le
serveur renvoie un fichier écrit dans le langage de programmation HTML (un langage à
balises). Le client peut ainsi afficher la page sur son navigateur.
Les serveurs web les plus populaires sont Apache et Microsoft Internet Information Serveur.
Les serveurs stockent les données dans une base de données spatiales. Il existe PostGIS,
MySQL en open source et les solutions commerciales les plus connues sont Oracle Spatial et
les extensions spatiales de Microsoft SQL Server et IBM DB2.
15
3.2 LE WEB MAPPING DYNAMIQUE
Lorsque l’on veut modifier seulement une partie de la page sans recharger toute la page, il
existe deux manières de procéder. On peut utiliser un script coté serveur : du code php est
inclus dans le code html et fait appel à la base de données pour afficher la partie variable.
1 Requête HTTP
www.bidule.fr/truc.php
2
4
affichage
5
Fichier HTML
généré,
encapsulé
dans HTTP
navigateur
3
truc.php
PHP
IE, Netscape,
Firefox, etc.
MySQL
Figure 12 : Script coté serveur - PHP
Javascript est un script coté client, il rend la page HTML interactive sans passer par le
serveur. Par exemple, une infobulle sur une carte qui s’affiche au passage de la souris est
gérée par du code javascript.
3.3 LE WEB MAPPING 2EME GENERATION
Ajax permet d’interroger le serveur sans recharger toute la page. C’est en fait un
groupement de technologies classique :
• HTML pour la structure du fichier
• CSS pour le style de la page
• DOM et Javascript pour la partie interactive de la page
• XMLHttpRequest pour récupérer des données présentes sur le serveur
Les Web Services sont des pages destinées à être intégrées dans une autre page. Les Web
Map Serveur génèrent des cartes à partir de paramètres prédéfinis : ordre des couches,
symbolisation, format des données, projection, extension, etc. Les formats des cartes ainsi
crées sont la plupart du temps png, jpeg, gif et SVG.
16
Le serveur fait appel à un autre serveur, le web service, pour charger la page entière. On
parle donc d’architecture 3-tiers et le serveur est souvent appelé middleware.
Middleware
1
2
6
Page dynamique
3
Web service
Navigateur
5
4
7 affichage
Figure 13 : Architecture 3 tiers utilisant un web service
Les Web Map Serveur disponibles sont : UMN Mapserver en open source, ArcIMS et
Intergraph Geomedia Web Map dans le commerce.
Les API sont des bibliothèques conçues pour répondre à des requêtes qu’un programme
pourrait lui faire. Elles sont souvent écrites en Java, C, C++ et C#.
Deux requêtes sont lancées : l’une vers le serveur cartographique, l’autre vers le serveur
qui héberge le reste de la page. Les deux réponses sont fusionnées avec javascript.
Page Dynamique
1
3
2
Page dynamique
Serveur de l’API
Navigateur
4
5
6
affichage
Figure 14 : Application utilisant une API
17
4 AVANTAGES DU WEB MAPPING
4.1 UNE INFORMATION GEOGRAPHIQUE PLUS ACCESSIBLE
La majorité des outils associés au web mapping sont en open source, ainsi les logiciels et le
matériel informatique sont bon marché. De plus, ils répondent aux standards et
fonctionnent sur n’importe quel navigateur ou système d’exploitation. La visualisation,
l’utilisation et la création de cartes ne sont plus réservés à une minorité d’experts. Le
domaine de l’information géographique se démocratise et devient abordable pour tous.
4.2 UNE INFORMATION GEOGRAPHIQUE PLUS JUSTE
Avec la numérisation des cartes, les mises à jour sont devenues plus faciles, moins chers et
plus rapide. Elles sont donc plus souvent réalisées. On a même vu que si la carte est
générée à partir d’une base de données, elle peut être modifiée quasiment en temps réel
(cartes météorologiques, circulation routière, résultats des élections, etc.).
http://elections.leparisien.fr/elections-municipales-2008/resultats-municipales-cantonales-2008/
Figure 15 : Résultats des municipales 2008
4.3 UNE MULTITUDE DE POSSIBILITES TECHNIQUES
On peut combiner différentes sources de données à condition que le système de
projection, l’échelle et la qualité des données correspondent. Ceci s’avère très utile lors
de la création d’une carte : on peut partir d’un fond de carte déjà existant, charger
facilement des outils de navigation et on s’économise ainsi une grande partie du travail.
18
De plus, il est possible de concevoir une carte personnalisée tant au niveau du contenu, en
apportant ses propres données, qu’au niveau du style (symbolisation). Il est aussi facile
d’intégrer des liens et des multimédias. La plupart des navigateurs acceptent les vidéos,
les bandes sons et autres animations (SVG, SWF, Quicktime).
4.4 DES PROJETS EN COLLABORATION
Ces projets permettent la participation d’utilisateurs provenant de n’importe quel pays. Ils
ont en général pour but d’offrir une carte bénévolement et gratuitement à tous les
internautes. Ils participent ainsi à la démocratisation de l’information géographique à
l’aide d’un effort collectif, et c’est beau !
19
5 INCONVENIENTS DU WEB MAPPING
5.1 PROBLEMES TECHNIQUES
5.1.1 Au niveau du hardware
Les applications liées au web mapping nécessitent une bande passante assez large.
La cartographie numérique présente un inconvénient majeur : la taille de l’écran est
parfois assez petite (surtout sur les solutions mobiles), et la résolution n’est pas toujours
suffisante face à la possibilité infinie de zoom.
5.1.2 Au niveau du software
Les
outils
de
développement
sont
encore
immatures :
les
environnements
de
développement sont en fait des conglomérats de différentes technologies web ce qui rend
la tâche un peu délicate pour l’utilisateur.
Bien que les outils soient gratuits et disponibles, les technologies doivent être maîtrisées
et il est nécessaire d’avoir un petit bagage informatique pour les intégrer.
5.2 ATTENTION AU CONTENU
5.2.1 Les copyrights
On observe parfois une réticence au partage de données géographiques particulièrement
dans les régions du monde où les données sont très chères (en Europe par exemple). La
distribution d’information facilite toujours la violation de droits d’auteur.
5.2.2 La confidentialité
A l’aide des photos satellitaires de haute résolution, il est possible de trouver des
informations privées et personnelles. De plus il est envisageable que les bases de données
qui nourrissent les cartes soient piratées.
5.2.3 La fiabilité des données
A partir du moment où n’importe qui peut créer sa carte, on peut se demander ce qu’il en
est de la qualité des symboles, de l’exactitude du contenu ou de la précision des données.
5.2.4 La démocratisation de l’information
Des
phénomènes
malsains
apparaissent
sur
Internet.
Comme
sur
le
site
http://www.rottenneighbor.com, où l’internaute peut s’adonner aux joies de la délation
en dénonçant le comportement de ses voisins.
20
CONCLUSION
Le web mapping est un domaine très large. Il présente une multitude de possibilités pour
toute sorte d’utilisateur, le public s’élargit et l’information géographique est démocratisée
(du moins dans les pays du Nord où l’accès à Internet n’est pas un luxe). Chacun peut
consulter ou faire une carte. On peut aussi ajouter des données sur une carte déjà
existante s’adonnant ainsi au plaisir du travail en équipe. Mais comme tout ce qui est
distribué sur Internet, nous devons nous méfier de ce qui se présente à nous. En effet, le
grand
public
n’est
pas
formé
à
l’analyse
géographique
et
peut
transgresser
involontairement ou pas les principes cartographiques. Cependant, à condition de vérifier
ses sources, on a à notre portée la plus grande cartothèque.
De plus, le web mapping est encore un phénomène relativement récent. Il promet de
nombreuses évolutions : on peut espérer des améliorations techniques et des changements
radicaux de technologies.
21
GLOSSAIRE ET SIGLES UTILES
ACI : Association Cartographique Internationale.
Ajax : Asynchronous JavaScript And XML.
API : Application Programming Interface.
CGI : Common Gateway Interface, interface normalisée utilisée par les serveurs http
(souvent utilisé avec Perl).
HTML : Hyper Text Mark-up Language.
HTML : Hyper Text Transfert Protocol.
ICA : International Cartographic Association.
OGC : Open Geospatial Consortium, organisation internationale à but non lucratif fondée
en 1994.
PDF : Portable Document Format.
PHP : Hypertext Preprocessor.
SLD : Styled Layer Description.
SVG : Scalable Vector Graphic, format de fichier graphique vectoriel.
SWF : Small Web Format, format de fichier graphique vectoriel.
W3C : World Wide Web Consortium.
WMS : Web Map Serveur.
XML : eXtensible Mark-up Language.
22
BIBLIOGRAPHIE
Sites Internet
http://fr.wikipedia.org
http://www.viamichelin.com/wswebsite/fra/jsp/vmdn/VMDN-Api-Maps-Drive.jsp
http://maps.google.fr/
http://wikimapia.org/
http://www.openstreetmap.org/
http://www.geoportail.fr/
http://worldwind.arc.nasa.gov/
http://earth.google.fr/
Support de cours
Web Dynamique – Web Mapping : Introduction au fonctionnement du Web, Emmanuel
fritsch, Septembre 2007.
23

Web mapping

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