les logiciels open source dans la geomatique

Fiche du CNIG n°105 - 2007
LES LOGICIELS OPEN SOURCE
DANS LA GEOMATIQUE
PREAMBULE
La fiche n° 77 élaborée en 2004 intitulée «Le
logiciel «libre» et les systèmes d’information
géographique» constitue un pré requis à la
lecture de celle-ci.
INTRODUCTION
L'ensemble des définitions, du statut de logiciel
libre et de la place de ces outils dans le monde
de la géomatique décrit dans cette précédente
fiche, n'a pas fondamentalement évolué au
cours de ces dernières années. Par contre le
marché du libre dans la géomatique, le
développement des portails cartographiques via
l'émergence du « Webmapping » (définit à la fois
le processus de distribution de cartes via un réseau
Internet ou Intranet et leur visualisation dans un
navigateur), fait une place particulière aux
plateformes Open Source dans le domaine de
la géomatique. Cette fiche va donc développer
les nouveaux enjeux stratégiques de l’Open
Source dans ce secteur et faire un état le plus
exhaustif possible des outils et des moyens
identifiés pour déployer des services libres.
L'évolution technologique portée par la formidable énergie des développeurs (15% de
particuliers, 20% dans les entreprises et 20%
dans le secteur public) est estimée à 131 000
années/hommes de travail soit 12 milliards
d'euros d'après l'étude "Impact économique des
logiciels libres et Open Source sur l'innovation
et la compétitivité du secteur informatique de
l'UE", commandée par la Commission
Européenne à l'université UNU-MERIT le 20
Novembre 2006.
Ce chiffre ne s'applique pas, bien évidemment,
qu'au secteur de la géomatique mais celui-ci
bénéficie de ces avancées, et à ce jour nous
pouvons considérer les logiciels libres comme
des solutions dont les points forts sont la
gratuité des licences, la simplicité et le partage.
De nombreuses applications existent aujourd’hui sous cette forme, comme des sites Web
pour la diffusion de données localisées, des
outils de gestion de petits travaux sur la voirie,
de gestions de réseaux électriques ou
d’éclairage public.
LES AVANTAGES
Cette technologie présente plusieurs avantages :
-
diffusion et partage des données à
moindre coût (licences gratuites)
-
publication des formats des principaux
éditeurs de SIG du marché (ESRI
Shapfile, MapInfo, etc…) ainsi que des
images raster aux principaux formats
du marché (Jpeg, Tiff, ECW, etc…)
-
implémentation sur la majorité des
serveurs Web du marché (Apache,
Microsoft Internet Information Server,
etc…).
…/information/exemple/sensibilisation/réflexion/méthodologie/état des lieux/point de
vue/technique/…
page 1
Fiche du CNIG n°105 - 2007
-
interopérabilité (capacité de systèmes,
éventuellement hétérogènes, à partager de
l’information entre eux). En effet, il s’agit
Dans ce secteur d'activités, les éditeurs
traditionnels de logiciels ont acquis une
connaissance des métiers non négligeable,
mais, au fur et à mesure des évolutions
technologiques, certains ont perdu peu à peu
ce lien vers les utilisateurs au bénéfice de
développements informatiques lourds, de
migrations onéreuses.
Mapping Service : standard pour un service
Web en vue de production de cartes
géoréférencées)
Parallèlement, la diffusion de l'information
géographique s'accélère de manière exponentielle, des nouvelles fonctionnalités émergent
liées au foisonnement des données et des
traitements, de nouveaux textes européens
comme INSPIRE prônent la diffusion et le
partage des données et des connaissances et
ce à moindre coût.
d’une des rares technologies du
marché qui permette de réaliser une
carte unique à partir de données issues
de différents serveurs. L’OGC (Open
Geospatial Consortium) qualifie cette
propriété par la norme WMS (Web
-
disponibilité des fonctionnalités SIG
standards : navigation, consultation,
impressions, GDA
-
émergence des fonctionnalités thématiques : gestion foncier et urbanisme,
exploitation réseaux (eau, électricité,
télécom…), GMAO (gestion et maintenance d’équipement assistée par ordinateur…)
Ce type d’outil permet de publier et de
manipuler dans un environnement WEB des
données cartographiques issues des formats
des principaux éditeurs de SIG du marché
ainsi que des images raster aux principaux
formats du marché (Jpeg, Tiff, ECW, etc…).
Dans l'environnement Open Source, l'intéropérabilité est une force en s'appuyant sur des
normes comme le WFS, WMS. Celles-ci
permettent le partage des données via
différents serveurs utilisant des technologies
hétérogènes.
D'autre part, il est à noter que les besoins de
fonctionnalités simples comme les outils de
navigation, d'impression ou de gestion des
droits, sont maintenant satisfaits par des
solutions libres.
Le chantier à venir concerne le déploiement
d'outils Web exploitant des thématiques
comme le foncier, l'urbanisme, les réseaux, etc.
Dans ce contexte, au vu de la maturité, nous ne
pouvons plus considérer les solutions Open
Source développées pour les thématiques
comme marginales et destinées seulement un
groupuscule d'experts.
LE MARCHE ET LES SOCIETES DE SERVICE
L'argument de complexité, de solution exotique,
de manque de compatibilité avec les standards
du marché des éditeurs reste encore d'actualité
pour grand nombre de responsables SIG.
Ce secteur économique est représenté par de
nombreuses structures plutôt jeunes, souvent
de petites tailles, avec quelquefois aussi un
discours politique sur une philosophie nouvelle
dans la façon de promouvoir de nouveaux
services dans le monde de l'informatique et de
la géomatique en particulier.
Les éditeurs de solutions packagées ont une
offre de service riche, de plus en plus ouverte
et une connaissance toute aussi importante et
ancienne que la communauté du libre.
Rappelons que ESRI a été fondé en 1969,
Autodesk en 1982, APIC en 1984, et Mapinfo
en 1986 pour ne citer que quelques exemples.
…/information/exemple/sensibilisation/réflexion/méthodologie/état des lieux/point de
vue/technique/…
page 2
Fiche du CNIG n°105 - 2007
Aussi dans cet univers complexe de solutions
informatiques, les sociétés de service en
logiciels libres (SSLL), avec des compétences
métiers et d'intégration de données comme les
SSII, peuvent véritablement apporter des
solutions, une pérennité aux systèmes et des
logiques de développements à façons,
mutualisables, partageables dans une communauté d'utilisateurs identifiés et responsables.
Un marché hybride de solutions logicielles
applicatives s'appuyant sur ces technologies
libres se développe et propose une véritable
offre de service adaptée et sécurisée tout en
cohabitant avec des solutions d'éditeurs.
Le maître d'ouvrage étant propriétaire de sa
solution, et donc libre d'en faire toutes les
améliorations ou corrections, ce n'est plus une
société mais plusieurs centaines qui vont
pouvoir déployer les nouveaux outils ou
fonctionnalités sur le noyau.
Il est important aussi de souligner que des
contrats de maintenance sur ces solutions
existent, et que solutions Open Source ne
riment pas forcément avec veille la nuit et le
week-end sur des forums en anglais pour
maintenir ou faire évoluer sa solution.
Le principe étant qu'une collectivité développant des fonctionnalités sur son site
cartographique puisse les mettre à disposition
d'autres collectivités. Le relevé de propriété ou
le renseignement d’urbanisme étant des
documents maintenant connus, leur formalisme
arrêté, pourquoi ne pas considérer cette
fonctionnalité comme échangeable.
Cette orchestration étant juridiquement
possible, les sociétés de services ont elles
aussi un grand intérêt au regroupement, par la
normalisation de cahiers des charges comme
les PLU, les réseaux, etc.. Le partage de
modèles de données et d'applications permet
d'aller vers une convergence des applications
et la simplification des modèles de données.
Les collectivités quant à elles dépensent mieux,
en ciblant plus précisément les développements informatiques par rapport à des
besoins identifiés. L'ensemble des éléments de
l'application finale peut être partagé et enrichi
dans une communauté d'utilisateurs.
L'évolution des applications n'est donc plus
associée à des coûts de portages technologiques, mais à des évolutions souhaitées et
attendues par la communauté des utilisateurs.
LA MUTUALISATION
LES LOGICIELS
Un des maîtres mot de la géomatique, le
principe de mutualisation, maintes fois utilisé et
pratiqué dans le domaine des données et des
compétences métiers, va pouvoir être appliqué
aux développements informatiques, aux portails
géomatiques, aux catalogues de données, aux
traitements de l'information.
Les SIG clients (bureautiques) libres
Le principe même de liberté - utiliser, copier,
étudier et modifier le code source du logiciel ouvre des voies nouvelles dans le partage et la
mutualisation.
A ce jour, les SIG clients bureautiques n'offrent
pas les fonctionnalités, ni ne disposent d'une
ergonomie comparable à l'offre des éditeurs du
marché. Toutefois, il est intéressant de veiller à
leurs évolutions et aux démarches entreprises
par la communauté du libre.
gvSIG : ce projet est né en 2003 sur l'initiative
du conseil d’infrastructure et de transport de la
province de Valence en Espagne. 12 millions
d'euros ont été consacrés à ce projet financé
par l'UE.
…/information/exemple/sensibilisation/réflexion/méthodologie/état des lieux/point de
vue/technique/…
page 3
Fiche du CNIG n°105 - 2007
JUMP : créé en 2002 par le ministère de
l'énergie de la Colombie Britannique et
l'entreprise Vivid Solutions.
GRASS : créé et développé par USA-CERL,
(U.S. Army Corp of Engineering Research
Laboratories) - 1982-1995 - et reconnu comme
un excellent logiciel de traitement et d'analyse
d'images.
UDIG : créé en 2004 par l'entreprise Refractions (créateur de PostGis).
Les SIG serveurs (SGBD spatial – Webmapping - Framework) libres
Contrairement aux SIG bureautiques, les
logiciels libres permettant la création de
serveurs Web, sont aujourd'hui de véritables
solutions concurrentielles face aux produits des
éditeurs.
Les projets déployés sur ces plateformes
démontrent que la richesse des fonctionnalités,
les outils d'administration et l'intéropérabilité
(permettant la cohabitation avec des solutions
éditeurs), répondent aux attentes des
utilisateurs tant par la fluidité des traitements
que par les temps d'affichage.
Les procédures de mise à jour des données
peuvent être automatisées dans les
plateformes libres, ou via des solutions
d'éditeurs comme FME (Feature Manipulation
Engine : logiciel capable d’exploiter en lecture et en
écriture de nombreux formats de données et opérateurs
géomatiques).
L'ensemble des éléments permettant la
réalisation d'un serveur cartographique
comporte plusieurs briques ou couches
logicielles (Système d'exploitation Linux,
Serveur Apache, SGDB, interface cartographique et frameworks).
Cet ensemble Open Source peut paraître
complexe, toutefois il est bon de rappeler que
les éditeurs utilisent ces mêmes couches
structurantes, mais, à la grande différence du
libre, les codes sources propriétaires
permettant l'interaction de tous ces éléments ne
sont pas publics et sont souvent à l'origine de
blocages, d'évolutions, de paramétrages
spécifiques.
Les SGBD (Systèmes de Gestion de Bases
de données)
Ce composant logiciel permet le stockage, le
traitement des données littérales et spatiales.
Les deux SGBD les plus répandus et réputés
sont MySQL avec la cartouche spatiale MyGIS
et PostGre SQL avec la cartouche spatiale
PostGIS.
L’interface cartographique
Ce composant logiciel permet la visualisation,
la définition des affichages des données
stockées dans la partie SGBD.
MapServer a été créé par l'université du
Minnesota.
MapGuide a été créé par Autodesk et
maintenant distribué sous licence libre.
GeoServer est une implémentation de service
Java des spécifications du consortium Open
Gis.
Frameworks
Ce mot anglais désigne un ensemble de
bibliothèques permettant le développement
rapide d'applications. Il est constitué de
modules interopérables afin de construire des
applications abouties. Ces composants sont
organisés pour être utilisés en interaction les
uns avec les autres.
…/information/exemple/sensibilisation/réflexion/méthodologie/état des lieux/point de
vue/technique/…
page 4
Fiche du CNIG n°105 - 2007
On peut considérer ce dernier composant
comme l'interface administrateur et l'interface
utilisateur. Le framework est souvent une partie
s'appuyant sur des briques logicielles libres,
souvent développé par des sociétés de
services commercialisant leurs développements. Il est l'interface graphique conviviale,
puissante et offrant des fonctionnalités
thématiques ou spécifiques à l'utilisateur novice
dans l'environnement Open source.
o qu'elle est bien au fait de
l'ensemble des couches de
données disponibles dans
l'organisation,
o qu'elle peut se fier aux
résultats obtenus lors de leur
utilisation,
o qu'elle en maîtrise la gestion
interne,
o qu'elle en maîtrise les coûts
d'acquisition et de mise à jour,
o qu'elle est en mesure, le cas
échéant, de fournir tout ou
partie de ses données à des
tiers, en donnant une visibilité
suffisante sur la qualité de la
fourniture.
L’objectif visé est de fournir un ensemble de
modules capables d’assurer :
-
-
-
-
la collecte des données, soit par
import
de
données
externes
(intégration de nouveaux plans …), soit
par digitalisation, soit par récupération
de données de type GPS, soit par des
fichiers tiers (ITV, MAGIC2, PCI
Vecteur, format SANDRE…), soit par
l’échange de données par Web Service
(WFS, WMS, …),
la modélisation des données :
capacité de définir le modèle physique
de données du système ainsi que son
comportement. On peut ainsi maîtriser
le cycle de vie de la donnée, en
garantir l’intégrité, être capable de
conserver un historique interrogeable
et archiver les données anciennes,
la gestion des données : définition
des acteurs du système et leurs droits
à interagir avec la donnée. La gestion
est la mise en œuvre de la
modélisation,
la qualification des données, du fait
que les données que manipule un SIG
sont issues de sources diverses. Une
organisation qui se dote d'un tel
système doit avoir à cœur de maîtriser
ces sources (gestion des métadonnées), de façon à s'assurer :
Afin de faciliter les échanges de
métadonnées, les données peuvent
être structurées en fonction de la
norme ISO 19115. L’annuaire des
données doit pouvoir faire l'objet de
requêtes.
-
la manipulation des données :
l’ensemble des tâches de base du
système. Il s’agit de pouvoir créer,
mettre à jour, effacer des données.
Croiser ou requêter des informations
pour en créer de nouvelles …
-
l’analyse et l’affichage de données à
référence spatiale : résultat des tâches
de manipulation de la donnée.
L’organisation en frameworks souples et
évolutifs permet de résoudre des problèmes
simples ou complexes tels que la gestion
patrimoniale de réseaux divers, l’aménagement
et la de gestion du territoire tout en respectant
les réglementa-tions en vigueur (CNIL).
…/information/exemple/sensibilisation/réflexion/méthodologie/état des lieux/point de
vue/technique/…
page 5
Fiche du CNIG n°105 - 2007
Quelques attentes à remplir par les
frameworks
Elles sont au nombre de trois :
-
le respect des réglementations en
vigueur. Les systèmes d’information
manipulant des données sur les
personnes sont soumis à des règles
édictées par la CNIL. Ces règles
concernent la sécurisation des serveurs et la limitation d’accès aux seuls
personnels autorisés. Ainsi le système
devra être capable :
o de fonctionner en HTTPS
o d’identifier les utilisateurs
o d’avoir des limitations de durée
de session
o d’avoir un système d’identification physique de la machine
cliente
o d’avoir un système de droits
permettant de limiter l’accès à
des objets et des attributs
o d’avoir un système de droits
par zone de compétence
(limitation selon un filtre
topologique ou non).
-
la gestion de plusieurs sources de
données. Afin de garantir l’intégrité des
données, celles mises à jour seront
regroupées entre elles par métier. Ces
données devront provenir de la même
base de données géographiques. Les
données lues sont au format SHP,
ORACLE Locator ou Spatial, du
MIF/MID, du DGN, ainsi que par les
formats rasters géoréférencés TIF,
JPEG, ECW et enfin les Web services
suivants WMS, WFS.
Le système vérifie l’intégrité des
données
soit
par
contraintes
classiques, soit par contraintes
topologiques. Il permet en outre les
accès concurrents.
-
la gestion de données volumineuses.
Par exemple, les données cadastrales
d’un département entier peuvent se
trouver en base, il en va de même pour
le réseau d’eau et d’assainissement. Le
système doit répondre avec des temps
classiques (inférieur à 3 secondes).
CartoWeb, Chamelelon, frapper, kaMap,
MapLab, Veremap, etc sont d'autant
d'applications permettant de consolider et de
combler des fonctionnalités d'administration, de
saisie, de traitement des SGBD et des
interfaces cartographiques décrits ci-dessus.
Serveurs de métadonnées
Dernier élément du serveur cartographique, le
serveur de méta-données permet la consultation de l'ensemble des informations sur les
données.
Un des intérêts majeurs de ce composant libre
étant que la structure s'appuie sur une norme et
non un standard propriétaire, le moissonnage
des données sur les différents géoportails via
GéoSource, deviendra un complément à votre
propre catalogage de données.
On trouve actuellement deux solutions :
-
MDWEB conçu par le Cémagref et
l'IRD, supporte la norme ISO 19115
-
GéoNetwork développé à l'origine pour
l'Organisation des nations unies pour
l'alimentation et l'agriculture (FAO) et
depuis redistribué en Open Source. Il
publie les métadonnées à la norme ISO
19115.
…/information/exemple/sensibilisation/réflexion/méthodologie/état des lieux/point de
vue/technique/…
page 6
Fiche du CNIG n°105 - 2007
CONCLUSION
-
Le débat Open Source - éditeurs est passionné
car il ne s'agit pas seulement d'une nouvelle
forme de concurrence, mais d'une politique de
financement, d'une stratégie nouvelle, où
l'organisation du SIG se recentre sur la
donnée, les services, les traitements, et de sa
diffusion dans un ensemble mutualisé et
partageable. La prochaine étape étant la
donnée libre.
Article publié à HEC en Décembre
2004 : « Les logiciels libres : free as a
beer » valeurs du libre, valeurs de
l'entreprise : une hybridation impossible
http://cyberculture.info
-
Rapport du SMIC 17 « Géo17 Open
source » rédigé par Nicolas Klein
2005/2006
-
Etude du MASTER SILAT
« MapServer, solution de SIG libre en
ligne » en mai 2006.
REFERENCES
SITES
-
Portail collaboratif francophone : voir le
projet
SIGLE
(Systèmes
et
Infrastructures Géographiques LibrEs)
-
Références publiques
http://www.cdig-83.org/ rubrique SIG
INTERACTIF
-
Compatibilité et intéropérabilité article
4 de la loi n°2004-575 du 21 Juin 2004
pour la confiance dans l'économie
numérique
-
Pour la version libre de veremap, voir
le site de Laurent Blum sur les inondations de Nimes
-
-
La méthode de Qualification et de
Sélection de logiciels Open Source
(QSOS) est une méthode d'évaluation
de logiciels libres sous licence libre
GFDL. Les outils logiciels sont sous
licence GPL.
La Communauté de Communes Rhony
Vistres Vidourle.
Auteur : François-Xavier Maréchal
Chef de projet SIG – SICTIAM Sophia Antipolis
…/information/exemple/sensibilisation/réflexion/méthodologie/état des lieux/point de
vue/technique/…
page 7