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Plan d’orientation à l’EPFL



Claude Philipona


Introduction

Avant de présenter quelques aspects techniques de la mise en place du nouveau système d’aide à l’orientation sur le site de l’EPFL (http://plan.epfl.ch ), cet article propose certains points de vues sur la gestion des données à caractère spatial dans les sites Web.

L’information spatiale dans les sites Web

Actuellement, la plupart des sites Internet sont dynamiques et puisent les informations dans des bases de données. Ceci facilite grandement la gestion de l’information et permet d’offrir des fonctionnalités plus avancées aux utilisateurs. La présentation des informations reste souvent proche du paradigme des bases de données relationnelles utilisées en arrière plan, c’est-à-dire que l’information est essentiellement présentée textuellement sous forme de listes et de fiches. En analysant les données traitées par les sites Web dynamiques, on s’aperçoit qu’une partie souvent importante de ces données comportent des caractéristiques spatiales, avec un lien plus ou moins direct à des objets spatiaux tels que des points, des lignes ou des surfaces. Malheureusement cet aspect spatial de l’information n’est souvent que faiblement exploité, même si cela peut souvent apporter certains avantages au niveau de la navigation ou de la clarté de présentation des données. Cet état de fait peut certainement s’expliquer par le clivage qui a régné jusqu’à aujourd’hui entre le traitement des données dites conventionnelles et des données dites spatiales : on considère que le traitement spatial des données est de la seule compétence de Systèmes d’Information Géographique (SIG) coûteux et lourds à mettre en place, par conséquent difficilement à la portée des sites Web.

Suite à cette constatation camptocamp SA a entrepris d’étudier le traitement de l’information spatiale avec une approche plus orientée sites Web dynamiques que SIG. Cette analyse a permis de mettre en évidence les caractéristiques que devrait réunir un système de traitement de l’information spatiale sur le Web dont voici les principaux points :

  • Fonctionnalités de visualisation et d’édition des informations spatiales, permettant non seulement de présenter les informations dans un contexte spatial (cartes, plans, photographie), mais aussi de créer, modifier ou supprimer des objets géographiques tels que des lignes, points ou surfaces.
  • Intégration simplifiée au maximum dans les sites Web avec peu ou pas de programmation permettant de mettre facilement en lien les données spatiales avec toutes les autres sources de données utilisées par le site dynamique (bases de données externes).
  • Symbiose entre les données spatiales et non spatiales. Possibilité de visualisation spatiale dynamique (cartes dynamiques) dans n’importe quelle page contenant des informations nécessitant ce soutien spatial. Trop souvent encore, la cartographie interactive sur le Web est déconnectée du contenu informationnel du site et se limite à présenter, dans des fenêtres pop-up quelques données présentes dans un SIG classique, sans lien direct avec le contenu informationnel du site.
  • Coûts abordables. Il est nécessaire d’offrir l’exploitation spatiale des données à des coûts raisonnables. Pour ce faire, il s’agit d’optimiser les coûts d’implémentation (limitation des coûts de développements, de l’infrastructure hardware et software) et des données (possibilités de fédérer les coûts de location des données spatiales nécessaires, tels que les fonds de carte).
  • Compatibilité avec les SIG client-serveur classiques. Le système doit fonctionner sans utiliser une infrastructure SIG client-serveur, mais il doit toutefois être capable d’exploiter les données produites par la plupart des SIG du marché.
  • Compatibilité avec les GPS et les PDA, afin d’optimiser l’utilisation des informations spatiales, souvent très utiles dans le cadre de l’informatique mobile.
  • Respecter les spécificités du Web, à savoir offrir une architecture souple permettant des cycles de développement très courts, tout en gardant une séparation claire entre les données, les traitements et la présentation.

CartoWeb

L’analyse des solutions existantes par rapport aux points présentés ci-dessus n’a pas permis de trouver un système répondant à l’ensemble de ces critères. Après une étude de faisabilité, camptocamp SA a entrepris le développement de la solution CartoWeb basée sur des librairies et applications Open Source et correspondant aux besoins spécifiques du Web. CartoWeb utilise notamment Mapserver comme moteur cartographique (http://mapserver.gis.umn.edu ), PostgreSQL (http://www.postgresql.org ) et PostGIS (http://postgis.refractions.net ) comme base de données géographiques.

Du point de vue de l’utilisateur CartoWeb se présente sous la forme de deux modules fonctionnels :

CartoView

  • fournit toutes les fonctionnalités de visualisation des données spatiales, avec possibilité de faire des requêtes spatiales. Tous les outils standards de navigation (zoom, choix des couches thématiques, déplacements, échelles, vignettes de localisation,...) sont disponibles à la fois dans une version pure html afin d’assurer un haut niveau de compatibilité et dans une version complétée par une applet Java offrant une approche plus conviviale.

CartoGeoref

  • fournit toutes les fonctionnalités de saisie et d’édition des objets géographiques directement à travers le Web par l’intermédiaire d’une applet Java. Il est ainsi possible de créer des objets ponctuels, linéaires ou surfaciques directement à travers le Web et de rattacher l’objet ainsi créé à des informations présentes dans des bases de données externes.

Du point de vue de l’architecture, CartoWeb se présente sous la forme de deux modules architecturaux distribués utilisant XML-RPC (XML-RPC est un protocole comportant une spécification permettant l’appel de procédure à distance sur la couche http, pour en savoir plus http://www.xmlrpc.com ), ce qui permet à plusieurs sites Web le partage du même serveur cartographique :

CartoServer

  • est le moteur cartographique proprement dit, en charge du traitement de l’information pour la génération des cartes. Il est capable de lire de nombreux formats raster et vectoriels, de gérer le changement de systèmes de coordonnées et de créer les cartes destinées aux utilisateurs finaux.

CartoClient

  • est un petit module préparant les paramètres nécessaires aux appels XML-RPC. CartoClient est un module léger essentiellement composé d’un client XML-RPC pouvant s’installer sur le serveur Web où l’on désire accéder aux fonctionnalités SIG de CartoServer. CartoClient est actuellement disponible en PHP. La version ASP est en cours de tests. L’utilisation du standard XML-RPC permet d’envisager des CartoClient avec de nombreux langages de programmation.

Lors du développement de CartoWeb une attention particulière a été portée à l’utilisation de normes et de formats standards, afin d’assurer une compatibilité maximale aussi bien au niveau des données que des systèmes. Ainsi, dans une large mesure, CartoWeb respecte les spécifications de l’Open GIS Consortium (http ://www.opengis.org/ ), visant à édicter des spécifications liées au traitement et stockage des données spatiales.

Projet http://plan.epfl.ch

Le projet ayant conduit au site http ://plan.epfl.ch a été initié par l’équipe e-pfl dans le but d’offrir un outil d’aide à l’orientation, aussi bien pour le personnel de l’EPFL que pour les personnes externes au campus. L’outil devait rester léger et souple et utiliser des données existantes (plans de bâtiments, fichiers du personnel et des locaux,...).

Une étude de faisabilité a été réalisée au quatrième trimestre 2001, en portant une attention particulière aux données de base, aspect critique lors de la mise en place de projets SIG. Il a notamment été possible de montrer que l’utilisation des plans du service de bâtiments comme cadre spatial aux informations thématiques servant à l’aide à l’orientation était possible, permettant le démarrage de la réalisation de la première étape avec les fonctionnalités de navigation et la recherche thématique.

Exploitation des plans du service des bâtiments

Le service des bâtiments gère les plans de l’ensemble des bâtiments du campus. Ce sont des plans AutoCAD, obtenus par une épuration et réorganisation des plans d’architectes, où chaque local est représenté par une polyligne fermée. Certaines données visibles sur ces plans (nom du local par exemple) sont extraits de la banque de données des locaux gérée par le SIC/SIG.

Les plans AutoCAD sont essentiellement gérés dans un but de présentation visuelle pour l’impression, sans une gestion directe du sens des données représentées sur les plans.

La mise en place de plans dynamiques performants nécessite toutefois de pouvoir avoir accès à des données très structurées du point de vue de leur signification. Il a donc été décidé de réaliser un traitement des plans permettant d’extraire et d’organiser les informations sous forme de données (plutôt que de dessins) en les complétant avec certaines informations provenant de la base de données de locaux.

Ce traitement est réalisé à l’aide de scripts FME (logiciel Feature Manipulation Engine permettant de manipuler de nombreux formats vectoriels, http://www.safe.com/products/fme/). On obtient ainsi l’ensemble des données dans un format standard facilement manipulable, en l’occurrence Simple Feature Specification de l’Open GIS. Les données des locaux peuvent ainsi être exploitées par la base de données spatiales PostgreSQL/PostGIS. Certaines informations secondaires représentant les détails visuels sont stockées, pour des raisons de performances, uniquement sous forme de Shapefile (format de la société ESRI pour le stockage d’objets géographiques et particulièrement performant avec le moteur Mapserver).

Une procédure de scripts automatiques permet de transformer les plans en données aux moments opportuns (à intervalles réguliers ou par demande spécifique de la personne responsable des plans) de façon à toujours avoir des fonds de plans à jour dans le site Internet (mise en service début octobre 2002).

A ce stade, l’utilisation des données obtenues avec la solution CartoWeb standard, permet déjà d’offrir en consultation sur le Web l’ensemble des plans de l’EPFL, ce qui constitue l’infrastructure de base nécessaire à l’implémentation de l’outil d’orientation. Par exemple la navigation en configuration toiture donne, à différentes échelles, la vue d’avion, sans « entrer » dans les bâtiments. Si par contre on choisit un étage particulier, il possible de visualiser l’ensemble des locaux de cet étage, avec des compléments d’informations s’affichant au fur et à mesure que l’on zoome (numéro de local, utilisation du local).

Enrichissement des données et des fonctionnalités

Le développement de l’outil d’orientation est réalisé par l’enrichissement de l’infrastructure de base par des données thématiques complémentaires, ainsi que par le développement de fonctionnalités utilisateurs spécifiques.

Les couches thématiques permettent à l’utilisateur de visualiser sur une carte les points d’intérêts généraux (Administration, Transports, Livraisons,...) sous forme d’icônes. Un clic sur l’icône à l’aide de l’outil i permet d’obtenir des informations complémentaires en rapport avec l’objet (par exemple le nom, les caractéristiques, une url, une image,...). Les couches thématiques ont été constituées par l’équipe de e-pfl, après repérage sur le terrain et mise en relation avec des numéros de locaux.

Une couche thématique de type raster, présente également une photographie aérienne du campus de l’EPFL. Les couches thématiques évolueront en fonction des données disponibles et des besoins des utilisateurs, par exemple avec des couches thématiques de type linéaire ou surfacique.

Plusieurs fonctionnalités de recherche exploitant l’outil d’aide à l’orientation avec des sources de données externes ont été implémentées, notamment avec la base de données du personnel et des locaux :

  • A partir du résultat de la recherche d’une personne (nom ou sciper) dans l’annuaire http://bottin.epfl.ch , il est possible en cliquant sur le nom du local auquel elle est affectée de le visualiser.
  • Dans le sens inverse, il est possible de faire une requête i pour connaître les personnes auxquelles est attribué le local en question.
  • Connaissant le numéro d’un local (par exemple BM 4 112), il est possible de faire une recherche et de visualiser le local sur le plan. Un système d’alias et de mots-clés permet également de se positionner donnant le nom usuel d’un local, d’un lieu ou d’une zone (par exemple Copernic, Vinci, SIC, ...)

Ces fonctionnalités nécessitent des informations provenant de bases de données externes. Les requêtes sur ces données externes se font par des méthodes XML-RPC, garantissant ainsi un certain niveau de sécurité pour les bases de données concernées.

Des fonctionnalités complémentaires sont également disponibles pour faciliter l’accès et l’utilisation de http://plan.epfl.ch depuis des sources externes.

  • Par exemple, pour distribuer facilement par mail ou dans une page html des instructions concernant l’emplacement d’un local, on peut fournir l’url du type : http://plan.epfl.ch/?room=bm4112 .
  • Il possible de faire l’équivalent dans sa signature email en plaçant l’url du type http://plan.epfl.ch/?sciper=123456 , l’adresse restant valable même en cas déménagement dans un autre bureau.
  • Il est possible de placer une image dynamique dans sa page personnelle représentant la zone d’intérêt et permettant l’accès direct à http://plan.epfl.ch dans la configuration adéquate (fonctionnalité en test, disponible dès mi-septembre 2002) ; par exemple :
     <a href="http://plan.epfl.ch/?sciper=123456&... ;
     <img border="0" src= "http://plan.epfl.ch/
     viewmap.php ?sciper=123456" alt="mon bureau">
 </a>

Conclusion et perspectives

La mise en place de http://plan.epfl.ch a permis de remplir les objectifs visés par l’outil d’aide à l’orientation. De nombreuses données, jusque-là faiblement exploitées, sont mises en valeur par les liens croisés avec d’autres informations, ce qui prouve que des collaborations entre différents services et unités permet l’émergence de synergies intéressantes.

Maintenant que l’infrastructure de base gérant les données spatiales existe, il y a des opportunités de mise en place de services ou d’applications métiers plus spécifiques autour de l’acquis, en fonction des besoins de groupes d’utilisateurs spécifiques (unité, services techniques et administratifs,...). Il est par exemple envisageable d’installer des CartoClient remplissant des tâches spécifiques sur d’autres sites Web de l’EPFL. Plusieurs besoins ont déjà été identifiés et l’équipe d’e-pfl procède actuellement à l’évaluation des spécifications de la phase II. Les personnes ayant des souhaits particuliers à ce sujet sont priées de prendre contact avec e-pfl.

Remerciements

La mise en place de http://plan.epfl.ch a nécessité l’implication de nombreuses personnes dans différents services et unités de l’e-pfl. Je tiens donc à remercier les principales personnes qui ont permis un déploiement efficace lors du projet collectif :

  • e-pfl, instigateur du projet d’orientation (Pierre Crevoisier, Tuan Lam, Elaine McMurray, Natalie Meystre)
  • Service des Bâtiments (Florient Deseneux, Roland Fazan)
  • Service Informatique Central (Claude Lecommandeur, Philippe Pichon et Richard Timsit)
  • Institut de Photogrammétrie (Julien Vallet)
  • L’équipe de développement de CartoWeb chez camptocamp SA (Gilles Cherrix, Marc Fournier et Sylvain Pasche).


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