LES LOGICIELS OPEN SOURCE DANS LA GEOMATIQUE

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 ). vue/technique/ page 1

- interopérabilité (capacité de systèmes, éventuellement hétérogènes, à partager de l information entre eux). En effet, il s agit 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 Mapping Service : standard pour un service Web en vue de production de cartes géoréférencées) - 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 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. 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. 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. vue/technique/ page 2

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 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. 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. LES LOGICIELS Les SIG clients (bureautiques) libres 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. vue/technique/ page 3

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. vue/technique/ page 4

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. 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 : 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. 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). vue/technique/ page 5

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. vue/technique/ page 6

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 - Portail collaboratif francophone : voir le projet SIGLE (Systèmes et Infrastructures Géographiques LibrEs) - Compatibilité et intéropérabilité article 4 de la loi n 2004-575 du 21 Juin 2004 pour la confiance dans l'économie numérique - 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. SITES - Références publiques http://www.cdig-83.org/ rubrique SIG INTERACTIF - Pour la version libre de veremap, voir le site de Laurent Blum sur les inondations de Nimes - La Communauté de Communes Rhony Vistres Vidourle. Auteur : François-Xavier Maréchal Chef de projet SIG SICTIAM Sophia Antipolis vue/technique/ page 7