Cartographie sur demande sur le web et bases de données multidimensionnelles

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1 Cartographie sur demande sur le web et bases de données multidimensionnelles De la personnalisation par couches cartographiques à la personnalisation par occurrences Eveline Bernier - Yvan Bédard - Mélanie Lambert Centre de recherche en géomatique Pavillon Louis-Jacques Casault Université Laval, Québec, CA {eveline.bernier;yvan.bedard;melanie.lambert}@.scg.ulaval.ca RÉSUMÉ. Depuis quelques années, plusieurs applications web permettent aux internautes d accéder à de l information géographique, soit comme complément à une requête descriptive, soit à des fins de visualisation et de production de cartes. Cependant, les applications existantes n offrent pas toute la flexibilité recherchée. Cet article propose de revoir et d enrichir le concept de «cartographie sur demande» (Map-on-demand). On y présente notamment les limitations des applications existantes et on propose une nouvelle structure de bases de données permettant le développement d applications de cartographie sur demande d une flexibilité accrue. Basée sur le concept de VUEL cette structure supporte trois formes de multiplicités au niveau de la classe d objets ainsi qu au niveau de l occurrence: géométrique, sémantique, graphique. Afin de tester et de démontrer toute la flexibilité d une telle structure, une application de cartographie sur demande en cours de développement est présentée dans cet article. ABSTRACT. Recent years have witnessed the emerging of web mapping applications. These applications allow a user to have access to spatial data, to support a descriptive query or map visualization and production. However, existing applications are rather limited regarding the flexibility offered to the user. This paper proposes to revisit and enrich the Map-on-Demand concept. We present the limitations of existing applications and suggest a new database structure allowing the development of more flexible on-demand web mapping applications. Based on the VUEL concept, this structure supports three types of multiplicities at the class level as well as at the occurrence level: geometric, semantic, graphic. In order to test and demonstrate all the flexibility of such a structure, we present an on-demand web mapping application currently under development. MOTS-CLÉS: cartographie sur demande, représentations multiples, VUEL, cartographie sur le web, base de données spatiales, base de données multidimensionnelle. KEYWORDS: map-on-demand, multiple representations, VUEL web mapping, database structures, multidimensional data bases. Géomatique 13/2003. Les SIG sur le web, pages 339 à 359

2 Géomatique 13/2003. Les SIG sur le web 1. Introduction L avènement du web a révolutionné la manière d obtenir de l information et celle de nature géographique n y fait pas exception. Que ce soit dans le but de déterminer un parcours entre deux endroits, de représenter cartographiquement un phénomène à saveur socioéconomique ou encore d appuyer les touristes dans leurs recherches de restaurants ou d hôtels, ces sites exploitent tous la nature géographique de l information. Des sites comme MapQuest 1 et Yahoo!Maps 2 sont visités par des dizaines de milliers d internautes quotidiennement. Pour la très grande majorité d entre eux, peu d options sont offertes à l utilisateur afin de personnaliser la carte. Ils permettent en général d activer ou de désactiver certaines couches d information, de modifier le style de la carte (en sélectionnant un agencement prédéfini de couleurs) et d ajouter des symboles. Les fonctions de navigation sont également réduites à des opérations de déplacement (pan) et d agrandissement (zoom in) ou de réduction (zoom out) de l échelle d affichage. À noter que ces dernières n engendrent pas systématiquement de modifications au niveau du contenu de la carte. Le plus souvent, elles ne font qu agrandir ou diminuer la taille des éléments sans égard à la lisibilité de la carte résultante. Le concept de cartographie sur demande sur le web peut impliquer beaucoup plus que ce qui est démontré par les applications actuelles. En fait, le terme sur demande lui donne tout son sens et amène de nouvelles considérations. Il implique que la carte soit produite en fonction de l ensemble des besoins et désirs des utilisateurs. La carte affichée devrait donc correspondre aux spécifications émises par ces derniers, spécifications pouvant être plus fines que ce qui est actuellement offert sur le web. Etant donné la limitation des applications actuelles, elles représentent une première génération de cartographie personnalisable sur le web. Evidemment, le contexte web requiert que la carte soit produite interactivement et immédiatement disponible. Cet article débute avec un survol de l évolution de la cartographie sur le web afin d identifier les fonctionnalités et limitations des applications actuelles en ce qui concerne la cartographie sur demande. Par la suite, l article présente une structure de données de type multidimensionnel qui permet d offrir une flexibilité supérieure à celle retrouvée dans les sites actuels. Enfin, le tout est illustré par une application de cartographie sur demande sur le web (UMapIt) développée à l aide de cette structure dans le cadre du projet GEMURE 3 Le tout est complété par une discussion sur la suite des travaux et les défis à relever pour une implantation à plus grande échelle. 2. La cartographie sur le web, d hier à aujourd hui La démocratisation d internet dans les années 90 a entraîné une toute nouvelle façon de publier les données géographiques. De par son potentiel, le web s est vite démarqué des solutions existantes, notamment en ce qui a trait à l accessibilité et à l actualité des données (van Elzakker, 2001). Une fois publiées sur le web, les données peuvent être consultées de fr.maps.yahoo.com 3 Financé par le Réseau canadien de centres d excellence GEOIDE.

3 Cartographie sur demande sur le web (presque) tous les coins du monde et ne sont désormais plus restreintes aux spécialistes mais peuvent être consultées par tout internaute, si néophyte soit-il. De plus, une mise à jour des données peut être automatiquement reflétée sur la carte web contrairement aux cartes papiers qui ne sont souvent plus à jour lors de leur parution. À ses premiers balbutiements, la cartographie sur le web était limitée à l affichage de cartes statiques de format matriciel. Une fois générée sous forme d image du côté serveur, la carte était par la suite transférée au client d une manière compressée afin de ne pas encombrer le réseau. Certains formats offrant de bonnes capacités de compression (par exemple JPEG, PNG), cette technique était alors toute indiquée pour la diffusion de données géographiques sur le web. Malheureusement, ces images «statiques» présentent plusieurs désavantages notoires dont le manque d interactivité et la dégradation de la qualité de l image lors d un changement d échelle. Afin de contrer le manque d interactivité des cartes de format matriciel, la cartographie vectorielle sur le web a fait son apparition au milieu des années 90. Contrairement au format matriciel où les entités sont des pixels de dimension fixe, celles d une image vectorielle sont définies par des équations mathématiques, ce qui permet de redimensionner l image sans qu elle ne subisse d altération. À l heure actuelle, les formats vectoriels généralistes les plus utilisés sont le Flash et le SVG (Scalable Vector Graphic). Ayant été la première à être stabilisée, la solution Flash est la plus répandue aujourd hui (Neumann et al., 2003). Bien qu elle requiert l installation d un plugin sur le navigateur (déjà intégré dans les dernières versions des fureteurs), celui-ci ne pèse que 400 Ko contrairement aux autres plugins qui peuvent facilement dépasser les 2 Mo (allant jusqu à 10 Mo pour les solutions JAVA), Le principal inconvénient de cette solution est que son format, le SWF, est un format propriétaire. Quant au SVG, il s agit d un standard recommandé par le W3C (World Wide Web Consortium) dont la version 1.1 a été fixée le 14 janvier 2003 (W3C, 2003). Bien qu il soit relativement jeune, il semble prometteur pour les données géographiques puisque son modèle géométrique est plus complet que celui du Flash. Le SVG intègre les motifs, les symboles et propose une plus grande souplesse de description des types de contour (Neumann et al., 2003). De plus, étant donné que le SVG est basé sur la technologie XML, il est compatible avec toute la gamme de technologies entourant le XML (XSL. XLINK, GML, etc.). La compagnie Adobe 4 fournit un viewer SVG pouvant être téléchargé gratuitement à partir de son site web. Finalement, les solutions de cartographie sur le web les plus abouties sont basées sur les technologies des grands éditeurs SIG tels que ESRI, Intergraph et MapInfo Les applications existantes et leurs limites Encore aujourd hui, plusieurs applications sont basées sur l utilisation de cartes statiques. Telle que mentionnée à la section précédente, cette solution ne permet que très peu d interactivité. Elle consiste en général à afficher une étiquette lorsque la souris survole une «zone sensible». Evidemment, la présente section met l emphase sur les applications dites interactives. Ces dernières sont très similaires quant aux fonctions offertes à l utilisateur. Sans prétendre à l exhaustivité, nous avons étudié plusieurs applications et répertorié les différentes 4

4 Géomatique 13/2003. Les SIG sur le web fonctions qui leur sont communes. Ces fonctions ont été catégorisées selon qu elles servent à la personnalisation de la carte ou à la navigation une fois les données affichées Les fonctions de personnalisation Les fonctions de personnalisation retrouvées dans la plupart des applications actuelles permettent de modifier la grandeur de la carte (i.e. la grandeur de la fenêtre d affichage), de modifier le «style» de la carte (en sélectionnant un agencement prédéfini de couleurs), d ajouter des icônes ou du texte. Certaines solutions permettent également à l utilisateur de sélectionner différentes informations devant être représentées sur la carte. Ces informations, présentées sous forme de («couches», sont en général les grands thèmes servant à habiller une carte. Ceux-ci sont présentés à l utilisateur suivant un seul niveau de granularité (détail) sémantique, normalement le plus général (par exemple le réseau routier, le réseau hydrique et les bâtiments). Il est donc impossible pour l utilisateur de sélectionner des sous-classes pour, par exemple, n afficher que les autoroutes et les bâtiments commerciaux. Afin de mieux répondre à ses besoins, l utilisateur devrait pouvoir sélectionner uniquement les éléments qui présentent un intérêt pour lui. L application devrait donc présenter les données disponibles selon différents niveaux de granularité sémantique. Par exemple, la classe générale Bâtiment pourrait être divisée en sous-classes Résidentiel et Commercial et, de la même manière, la première pourrait être subdivisée en Résidentiel forte densité, Résidentiel moyenne densité et Résidentiel faible densité. Pour ce faire, la base de données sous-jacente à l application doit supporter la multiplicité sémantique, i.e. le fait qu un même objet puisse être associé à différents concepts organisés hiérarchiquement dans la base de données ou à des significations indépendantes les unes des autres (par exemple parc versus forêt). Autre exemple, un polygone représentant une maison pourrait aussi être associé aux concepts de Bâtiment ou de Construction (deux concepts plus généraux que celui de Maison). De ce fait, l utilisateur aurait une plus grande flexibilité lors de la sélection des objets à afficher, de la préparation de la carte et de la légende. Par ailleurs, bien que l utilisateur ait parfois un certain contrôle sur les objets à afficher, il ne jouit cependant d aucune liberté concernant la géométrie à leur associer. Il lui est donc impossible, par exemple, de mettre certains éléments en évidence en les représentant avec une géométrie plus détaillée. Ainsi, l utilisateur s intéressant surtout aux bâtiments commerciaux pourrait les afficher avec une géométrie polygonale détaillée alors que les autres bâtiments pourraient être représentés avec une géométrie ponctuelle. Cette fonctionnalité demande que la base de données supporte une deuxième forme de multiplicité, soit la multiplicité géométrique, ce que les applications actuelles ne font pas. Ainsi, chaque objet peut être associé à différentes géométries pouvant varier ou non selon le degré de détail. Cette capacité à gérer la multiplicité géométrique rendrait également possible les zooms intelligents, c est-à-dire qui impliquent une réorganisation du contenu de la carte en fonction de l échelle d affichage; certains objets disparaissent, certains apparaissent alors que d autres changent de géométrie. Finalement, les capacités offertes par les applications actuelles concernant le volet graphique (i.e. les variables visuelles) sont également très limitées. Telles que mentionnées en début de section, certaines applications permettent de modifier l apparence de la carte, mais d une façon très générale. L utilisateur est invité à choisir un «style», parmi des agencements prédéfinis de couleurs, à appliquer à la carte dans son entier. Il lui est impossible d appliquer certaines propriétés graphiques à des classes d objets ou à des objets en

5 Cartographie sur demande sur le web particulier. Cette fonctionnalité serait d autant plus intéressante puisque plusieurs organismes ou disciplines possèdent leurs propres règles sémiologiques. L application pourrait également offrir la possibilité d enregistrer les profils sémiologiques des utilisateurs pour une utilisation subséquente. Dans la foulée des initiatives d interopérabilité, l OpenGIS Consortium (OGC) a développé la norme SLD (Styled Layer Descriptor) qui permet de définir des profils sémiologiques pouvant être interprétés par le serveur cartographique (webmap Server) et pris en compte lors de l affichage des éléments (pour plus de détails, le lecteur est invité à consulter le site web de l OGC 5 ) Les fonctions de navigation Les fonctions de navigation répertoriées dans la très grande majorité des applications permettent d agrandir ou de diminuer l échelle d affichage (zoom in ou zoom out), de déplacer le centre de la carte (pan) et d afficher la vue précédente ou suivante. En somme, la navigation s effectue essentiellement au niveau de la vue. Aucune fonction ne permet de naviguer au niveau du contenu des vues, soit au niveau des classes d objets ou des objets euxmêmes. En supportant les trois formes de multiplicités discutées précédemment, l utilisateur pourrait naviguer parmi les différentes géométries, sémantiques ou sémiologies associées à une même réalité représentée sur la carte. Pour employer le langage SOLAP (Spatial On-Line Analytical Processing), l utilisateur pourrait alors «forer» sur la géométrie ponctuelle d une classe d objets pour afficher une géométrie plus détaillée (pour plus d information sur le SOLAP, le lecteur est invité à consulter (Rivest, 2001 Han et al., 1998 Thomsen, 1997 (OLAP)). L opération inverse, i.e. «remonter» serait également possible. De plus, si ces multiplicités sont gérées au niveau des occurrences, ces opérations pourraient être appliquées aux objets eux-mêmes. Ainsi, une fois la carte affichée, l utilisateur pouffait forer ou remonter sur la géométrie d un objet en particulier pour, par exemple, le mettre en évidence par rapport à ses voisins. 3. Vers une nouvelle structure de base de données optimisant les applications de cartographie sur demande sur le web 3.1. Le concept de VUEL Afin de contrer les limitations des applications actuelles et ainsi mieux répondre aux besoins hétérogènes des internautes, les applications de cartographie sur demande sur le web doivent offrir à l utilisateur la possibilité de décrire une même réalité selon différents points de vue et à des niveaux d abstraction différents. Afin de satisfaire cette exigence, l application doit reposer sur une structure de base de données supportant les trois formes de multiplicités d une manière très flexible. Vu la difficulté des structures relationnelles traditionnelles à gérer ces multiplicités, nous nous sommes inspirés des structures multidimensionnelles afin de développer un nouveau concept et une nouvelle manière de structurer les données à référence spatiale. 5

6 Géomatique 13/2003. Les SIG sur le web Le VUEL, acronyme de View Element, est un concept relativement récent (Bédard et al., 2002) qui représente la composante élémentaire d une vue d une base de données spatiales à l instar du pixel qui représente la composante élémentaire d une image numérique. Conséquemment, une vue spatiale se définit comme étant un agrégat de vuels. Tel que présenté à la figure suivante, chaque vuel est une combinaison unique d occurrences de relation sémantique, géométrique et sémiologique. Figure 1. Le VUEL et ses composantes élémentaires Chaque vuel est donc un agrégat de trois instances : géométrique, sémantique ainsi que sémiologique. Tout changement, ne serait-ce qu au niveau d une seule de ces instances, induit un nouveau vuel. Afin d illustrer ceci, prenons l exemple d un même élément de la réalité qui est représenté différemment sur trois vues distinctes (figure 2). Selon le premier vuel, l élément est associé au concept de «maison» (la sémantique) et représenté avec un polygone rayé (géométrie et sémiologie). Ce même objet sémantique peut être représenté par un carré dans une autre vue ou encore, ce même polygone peut devenir piqué et représenter une bâtisse résidentielle avec des attributs différents pour une autre vue, et ainsi de suite. Figure 2. Une même réalité représentée et définie selon trois vuels différents Une même réalité observée peut donc être définie sémantiquement de façon différente selon l utilisateur, être représentée géométriquement de façon différente selon le type de carte ou son échelle, et finalement être représentée graphiquement de façon différente selon le message cartographique recherché. Une même réalité perçue peut donc donner lieu à plusieurs vuels, le tout en fonction de la vue produite à partir de la base de données spatiales.

7 Cartographie sur demande sur le web Le concept de VUEL ainsi que son métamodèle, qui sera présenté brièvement à la section suivante, représentent le coeur d un engin de gestion des vues cartographiques pouvant être exploité par une application de cartographie sur demande. De plus, il s agit à notre avis de la seule solution théorique fondamentalement exacte pour décrire le concept de représentation multiple malgré une littérature assez riche sur le sujet (Kilpelainen, 1997; Rigaux, 1994; Timpf, 1998 ; Vangenot, 1998; Weibel et al., 1999). La plupart des travaux précédents ont étudié la représentation multiple dans le cadre de projets en généralisation automatique. Le concept de VUEL innove à plusieurs points de vue Le métamodèle du vuel Le métamodèle structure d une manière plus formelle les différentes composantes du VUEL en vue de son implantation. Il a été développé à l aide de l outil de modélisation Perceptory (Bédard, 1999) et est basé sur le formalisme UML (figure 3). Inspiré des structures multidimensionnelles, ce métamodèle se compare à un schéma en flocon. Il supporte les trois types de multiplicités aussi bien au niveau de la classe d objets que de l occurrence ellemême. Etant donné que le VUEL fut développé au départ dans un contexte SOLAP, le métamodèle complet inclut les différents éléments composant une application SOLAP (en plus des éléments cartographiques, ces applications se composent d éléments statistiques et tabulaires). Ces éléments ne sont pas pris en compte dans notre application actuelle et ne seront donc pas présentés ici. Par conséquent, la figure qui suit présente une version simplifiée du métamodèle original. Pour tous les détails, le lecteur est invité à consulter (Bernier, 2002). Le VUEL est représenté par une table centrale (à l instar de la table des faits dans les structures multidimensionnelles) reliée à quatre classes d objets: Géométrie, Sémantique, Variable visuelle et Vue Le volet géométrique Premièrement, un vuel est un agrégat de trois instances, dont une est géométrique. Celle-ci peut être une primitive ou une agrégation de plusieurs primitives dans le cas d objets complexes.

8 Géomatique 13/2003. Les SIG sur le web Figure 3. Le métamodèle du VUEL Une relation récursive de généralisation associée à la classe Géométrie du métamodèle permet de lier les différentes géométries d un même élément (par exemple une géométrie détaillée est généralisée par une géométrie linéaire qui, à son tour, est généralisée par une géométrie ponctuelle). Ces relations de récursivité rendent donc possibles les opérations de forage et de remontage sur la géométrie des objets (figure 4). Figure 4. Opérations de forage et de remontage sur la géométrie d un objet

9 Cartographie sur demande sur le web Le volet sémantique Deuxièmement, un vuel doit être défini sémantiquement. Cette sémantique se compose au minimum de la signification d une classe d objets. A l instar de la géométrie, la classe d objets possède une relation de récursivité. Cette relation permet à un même élément d être défini selon différents niveaux de granularité (pouvant être associés ou non à différentes échelles). De par cette relation, l utilisateur pourra forer sur la sémantique associée à un objet (ou à une classe d objets) afin d en préciser sa nature. Selon les besoins, la sémantique peut découler de l utilisation simultanée d un attribut et de la classe d objets à laquelle il se réfère. Ainsi, il est possible d associer à un vuel un sous-ensemble des attributs définis pour une classe d objets donnée. Par exemple, pour une première application, la classe Maison pourrait être associée à deux attributs (par exemple Adresse et Propriétaire) alors que pour une deuxième application, cette même classe pourrait être associée à quatre attributs (par exemple Adresse, Propriétaire, Valeur marchande et Date de construction). Finalement, certains attributs peuvent également exploiter un domaine de valeurs. En fonction des besoins des utilisateurs, un même domaine peut être présenté selon différents niveaux de détails. Par exemple, le domaine de valeurs associé à l attribut Classe fonctionnelle, servant à la classification des routes du Québec, peut être composé de valeurs générales (autoroute, route) pour une application et de valeurs détaillées (autoroute à deux voies, autoroute à quatre voies, route nationale, route régionale, route locale, etc.) pour une autre. Cette structure permet donc de supporter la multiplicité sémantique à différents niveaux, soit au niveau des domaines de valeurs, soit au niveau des choix et significations d attributs et de la signification même des classes d objets (par exemple la signification spécialisée ou généralisée selon la structure de la base de données) Le volet graphique Finalement, une sémiologie graphique est définie pour chaque vuel. Cette sémiologie est déterminée par les variables visuelles que sont la couleur, la valeur, la texture, l orientation, la taille et la forme. Ceci permet d utiliser différentes représentations graphiques dans des vues différentes pour une même géométrie et une même sémantique, donc de supporter la multiplicité graphique, ce qui peut être utile pour faire différentes cartes thématiques ou pour simuler graphiquement une généralisation sémantique en remplaçant deux sémiologies différentes par une même et unique sémiologie (figure 5).

10 Géomatique 13/2003. Les SIG sur le web Figure 5. Effet graphique d une généralisation sémantique La section suivante présente l application UMapIt (Unrestricted Mapping Interactive Tool), une application de cartographie sur demande sur le web qui est en cours de développement dans le cadre du projet GEMURE et qui exploite pleinement le concept du VUEL et sa structure multidimensionnelle supportant les différentes multiplicités. À notre connaissance, il s agit de la première application développée afin de tirer directement profit d une structure multidimensionnelle à représentations multiples. L objectif d une telle application n est pas l analyse spatiale mais plutôt la création de cartes personnalisées de manière flexible et intuitive où la fidélité thématique est privilégiée par rapport à la fidélité géométrique. 4. L application UMapIt L application UMapIt permet à un utilisateur de créer une carte en fonction de ses propres besoins et ce, d une manière des plus intuitives possibles. À l instar des applications actuelles, les processus de création de la carte et de navigation se font uniquement avec la souris. L utilisateur n a donc pas à maîtriser un langage de requêtes de bases de données spatiales (par exemple SQL).

11 Cartographie sur demande sur le web Figure 6. L interface principale de l application UMapIt À priori, les données ont été emmagasinées dans un entrepôt Microsoft Access (Access Warehouse) via la technologie GeoMedia d Intergraph, qui permet l inclusion de tables géométriques dans une base de données Access. Le tout est structuré conformément à l approche VUEL. L architecture actuelle, sans pour autant y être restreinte, repose sur un serveur web où sont centralisés l application ainsi que l entrepôt de données. L interface est développée en langage ASP et le volet cartographique exploite les capacités de GeoMedia webmap (figure 6). Cette interface se compose de deux principaux volets: un volet sémantique (à droite) et un volet cartographique (à gauche). D une part, le volet sémantique permet à l utilisateur de sélectionner les éléments sémantiques qu il désire visualiser. Cette sélection est effectuée via un «arbre VUEL» (figure 7). Cet arbre présente les sémantiques disponibles selon différents niveaux de granularité ainsi que le lien vers leur(s) géométrie(s) et leur(s) sémiologie(s). L utilisateur peut donc procéder de manière générale en affichant toutes les classes d objets ou il peut raffiner sa sélection en affichant uniquement certaines sous-classes.

12 Géomatique 13/2003. Les SIG sur le web Figure 7. L arbre VUEL de sélection et de personnalisation des classes d objets L arbre est créé dynamiquement à partir des informations contenues dans la base de données. L ajout de nouvelles données est donc automatiquement reflété dans l application web. Puisque le système supporte également les multiplicités géométrique et sémiologique, cet arbre permet aussi d associer une géométrie (parmi celles disponibles) et une sémiologie aux classes sélectionnées. Par exemple, une fois la classe «Bâtiment» sélectionnée, l utilisateur peut cliquer sur le bouton (G) afin de choisir une géométrie parmi celles disponibles (par exemple ponctuelle, linéaire ou polygonale) et sur le bouton (S) pour choisir les variables visuelles à associer à cette classe (actuellement, seuls la couleur et le type de trait sont disponibles) (figure 8). Figure 8. Personnalisation de la géométrie et de la sémiologie d une classe d objets ou d un objet particulier D autre part, une fois les données affichées dans le volet cartographique, l utilisateur peut modifier l apparence de la carte via différentes fonctionnalités. Celles-ci comprennent des fonctions de navigation traditionnelles (zoom in, zoom out, zoom to box, zoom previous et fit), ainsi que des fonctions de navigation de type SOLAP (forage et remontage aux niveaux géométrique et sémantique). Etant donné que l outil supporte la multiplicité géométrique, l utilisateur peut agrandir ou diminuer l échelle d affichage d une manière plus intelligente que ce qui est permis par les zooms purement graphiques retrouvés dans la plupart des applications actuelles. Ainsi, le zoom par occurrence (Occurrence zooming) offert dans cette application implique un changement individuel par occurrence d objet de la carte lors d un agrandissement ou d une réduction de l échelle. Par exemple, lors d un agrandissement de l échelle, certains bâtiments (ceux ayant une plus grande superficie) passeront d une représentation ponctuelle à polygonale, d autres bâtiments deviendront linéaires alors que certains resteront ponctuels étant donné leur petite superficie (figure 9). Tous les bâtiments ne réagiront donc pas tous d une manière identique ni en même temps lors d un changement

13 Cartographie sur demande sur le web d échelle. La finesse de cette opération est rendue possible grâce à la gestion des multiplicités qui s effectue au niveau de chaque occurrence. Figure 9. Résultats de l application d un zoom par occurrence depuis la petite échelle de départ (A) jusqu aux agrandissements successifs B, Cet D De par les opérations SOLAP, il est également possible de modifier le niveau de granularité géométrique d une classe d objets ou d un objet particulier plutôt que de la classe au complet. Les figures qui suivent illustrent une opération de forage géométrique au niveau de la classe d objets Bâtiment (figure 10) et une opération de forage géométrique au niveau d un bâtiment particulier (figure 11). Dans le premier cas, les bâtiments sont affichés initialement selon une géométrie ponctuelle. L opération de forage permet ensuite de tous les afficher avec une géométrie linéaire. À partir de cette dernière vue, l utilisateur peut sélectionner un bâtiment particulier et lui appliquer une opération de forage par occurrence, ce qui permet de l afficher selon une géométrie polygonale tout en conservant les autres bâtiments linéaires.

14 Géomatique 13/2003. Les SIG sur le web Figure 10. Opération de forage géométrique sur l ensemble de la classe d objets Bâtiment

15 Cartographie sur demande sur le web Figure 11. Opération de forage géométrique sur une occurrence particulière de la classe d objets Bâtiment

16 Géomatique 13/2003. Les SIG sur le web Figure 12. Information sémantique reliée à un objet Même une fois affichés, il est toujours possible de modifier les caractéristiques sémiologiques des objets. Par exemple, l utilisateur peut sélectionner un objet et modifier sa couleur via l arbre VUEL. Finalement, l application permet également de naviguer parmi les informations sémantiques associées à une classe d objets ou à une occurrence particulière. Par exemple, en sélectionnant un objet, l utilisateur peut afficher ses informations sémantiques (nom de la classe et attributs à l intérieur desquels on peut forer). L application affiche alors une fenêtre d information (figure 12). A l intérieur de cette fenêtre, il est possible de forer ou de remonter sur les informations. Ainsi, l utilisateur peut avoir plus de détails sur le type d objet sélectionné en forant sur le nom de la classe ou même, sur certains attributs. 5. Conclusion À notre avis, le concept de VUEL ainsi que son métamodèle sont un premier pas vers le déploiement de systèmes plus flexibles permettant une meilleure adéquation entre les besoins des utilisateurs et les données disponibles. L application présentée, bien qu elle soit en cours de développement, démontre bien le potentiel offert par une structure de type VUEL supportant à la fois les multiplicités géométriques, sémantiques et sémiologiques. Avec une telle solution, un utilisateur peut facilement créer une carte personnalisée sans avoir recours à un langage d interrogation de bases de données, sans avoir à manipuler des fonctions complexes et sans avoir à attendre après le résultat. La principale difficulté associée à l implantation d une telle structure réside dans le peuplement initial de la base de données. Afin d offrir un maximum de flexibilité, toutes les multiplicités possibles doivent être déterminées a priori et les différents niveaux de détails (d un point de vue sémantique, géométrique ou sémiologique) doivent être reliés entre eux. Pour l application présentée dans cet article, le travail de peuplement s est effectué d une manière manuelle. Evidemment, pour une implantation à plus grande échelle, des processus automatiques devront être développés afin de faciliter le peuplement de la base de données. Des travaux sont actuellement en cours au Centre de recherche en géomatique de l Université Laval relativement à l automatisation

17 Cartographie sur demande sur le web du processus de peuplement des bases de données à représentations multiples. De plus, la prochaine version de l application UMapIt offrira un niveau de flexibilité supérieur à la version actuelle en permettant à l utilisateur de se définir lui-même de nouvelles géométries ainsi que de nouvelles sémantiques. Dans l application actuelle, l utilisateur désirant modifier la géométrie d une classe d objets ou d un seul objet doit nécessairement choisir parmi un ensemble de géométries qui ont été préalablement emmagasinées dans la base de données centralisée. La prochaine version de l application permettra à un utilisateur de se créer luimême de nouvelles géométries à associer à un ensemble d objets ou à un objet unique. Les nouvelles géométries ainsi numérisées seront emmagasinées dans une base de données utilisateur conservée sur le poste client. Egalement, la version subséquente de UMapIt permettra de créer l arbre VUEL à partir d ontologies existantes ou encore à partir de modèles de classes d objets. Finalement, l application telle que présentée dans cet article offre la possibilité à l utilisateur de modifier certaines variables visuelles (couleur et type de trait). Des travaux sont actuellement en cours afin de permettre à l utilisateur de choisir parmi un ensemble de profils sémiologiques, profils répondant aux normes spécifiques de certains produits ou domaine d application. En somme, l application UMapIt présente une amélioration par rapport aux systèmes d information géographique (SIG) en ce qui a trait à la facilité d utilisation ainsi qu une amélioration en termes de flexibilité par rapport aux applications existantes de cartographie sur le web. Remerciements Les auteurs tiennent à remercier le Réseau de centres d excellence GEOIDE pour son support financier via le projet de recherche GEMURE. 6. Bibliographie Bédard Y., «Visual Modeling of Spatial Databases Towards Spatial Extensions and UML», Geomatica, vol. 53, n 2, 1999, p Bédard Y., Bernier E., «Supporting Multiple Representations with Spatial View Management and the Concept of VUEL», Joint Workshop on Multi-Scale Representations of Spatial Data, ISPRS WG IV/3, ICA Com. on Map Generalization. Ottawa, CANADA, July 7 th -8 th Bernier E., Utilisation de la représentation multiple comme support à la génération de vues de bases de données géospatiales dans un contexte SOLAP, Mémoire de M.Sc, Faculté de foresterie et géomatique, Université Laval, 2002, 89 p. Han J., Stefanovic N.,. Koperski K., «Selective materialization: An Efficient Method for Spatial Data Cube Construction», Proceedings of the 1998 Pacific-Asia Conference on Knowledge Discovery and Data Mining (PAKDD 98), Melbourne, Australia, 1998, p Kilpelainen T., Multiple Representation and Generalization of Geo-Databases for topographic Maps, PhD Thesis, Finnish Geodetic Institute, University of Helsinki, 1997.

18 Géomatique 13/2003. Les SIG sur le web Kraak M. J., Brown A., Web Cartography: Developments and Prospects, Taylor and Francis, London, Neumann A., Winter A., Comparing.SWF (Shockwave Flash) and.svg (Scalable Vector Graphics) file format specifications, Rigaux, P., «La représentation multiple dans les systèmes d information géographique», Revue internationale de géomatique, vol. 4, n 2, 1994, p Rivest S., Bédard Y., Marchand P., «Towards better support for spatial decision-making: Defining the characteristics of Spatial On-Line Analytical Processing (SOLAP)», Geomatica, the journal of the Canadian Institute of Geomatics, vol. 55, n 4, 2001, p Thomsen, E., OLAP solutions: building multidimensional information systems, John Wiley & Sons, 1997,608 p. Timpf, S., Hierarchical structures in map series, Thèse de doctorat, Technical University of Vienna, Department of Geoinformation, 1998, Van Elzakker C., «Use of Maps on the web» in Kraak, M. J., Brown, A., web Cartography: Developments and Prospects, Taylor and Francis, 2001, p. 2 l-36. Vangenot C., «Représentation multi-résolution, Concepts pour la description de bases de données avec multi-représentation», Revue internationale de géomatique, vol. 8, n 1-2, I998, p Weibel R., Dutton G., «Generalising spatial data and dealing with multiple representations», dans Longley, P., A., M., F. Goodchild, D., J. Maguire & D., W. Rhind (éditeurs), Geographical Information Systems: Principles and Technical Issues, Second Edition, vol. 1, 1999, p W3C, World Wide web Consortium, Quelques sites internet de cartographique sur le web