820 likes | 1.01k Views
Quelques problèmes d’intéropérabilité de SIG : raboutement et ontologies. Robert Laurini INSA de Lyon http://lisi.insa-lyon.fr/~laurini. Table des matières. I – Généralités sur l’intéropérabilité 2 – Raboutement des BD géographiques 3 – Interopérabilité sémantique 4 – Projet Towntology
E N D
Quelques problèmes d’intéropérabilité de SIG : raboutement et ontologies Robert Laurini INSA de Lyon http://lisi.insa-lyon.fr/~laurini
Table des matières • I – Généralités sur l’intéropérabilité • 2 – Raboutement des BD géographiques • 3 – Interopérabilité sémantique • 4 – Projet Towntology • 5 – Conclusions
Intéropérabilité • Intéropérabilité des données et des traitements • Rêve des utilisateurs, cauchemar pour les informaticiens • Interopérabilité totale: impossible actuellement • Open GIS
Problématiques de l’intéropérabilité • Problèmes • Définition • Niveaux d’intéropérabilité
Nécessité de l’intéropérabilité • "Legacy systems" • Variété des logiciels, des applications, des gestionnaires • Difficulté de réécriture et de réutilisation • Connexion entre les sites
Définition de l'intéropérabilité "Capacité technique des applications d’organismes différents à coopérer sans conflits de systèmes, de logiciels ou de contenu.". Bien évidemment, on se refuse de créer totalement un nouveau système à partir des autres ; mais on accepte de créer des méthodes et/ou des outils pour permettre l’intéropérabilité
Niveau sémantique Niveau syntaxique Niveaux d’intéropérabilité I N T Applications Applications E R Accès aux bases de données Accès aux bases de données O P E R Appel des procédures distantes Appel des procédures distantes A B Fichiers I Fichiers L I Protocole de réseaux Protocole de réseaux T E
Niveaux d’intéropérabilité • Syntaxique: • au niveau des types abstraits des attributs (valeur) • au niveau des schémas (relations) • Sémantique: • au niveau de la signification des données • définition des données et des attributs • géométrie et topologie
Exemple des routes • Distances (km ou miles) syntaxique • Routes et autoroutes sémantique • Mais qu’est ce qu’une rue (du point de vue informatique) ?
Le fichier des rues ? Oui, nous l’avons Le fichier des rues ? Oui, nous l’avons! « Nous avons le fichiers des rues ! » Le fichier des rues ? Oui, nous l’avons
« Nous avons le fichiers des rues ! » Eboueurs Postiers Gaziers Rues privées Non Oui ?? Rues publiques Oui Oui Généralement oui ? ? Oui Rues avec gaz ? Non Rues sans gaz ? 251 241 234
Multiplicité des représentations Rue représentée Rue représentée par deux par un graphe polylignes Responsable Responsable du cadastre du trafic routier Responsable Responsable du revêtement des réseaux des chaussées souterrains Rue représentée Rue représentée par une comme un surface volume
Modèle de l'OpenGIS • Consortium d’entreprises, de centres de recherches et d’administrations • Intéropérabilité des applications géographiques • Standards • http://www.opengis.org
Diversité des couches d’information BD du gaz BD des bâtiments BD Cadastre
Couvertures géographiques BD Zone B BD Zone A BD Zone C
Thématiques et couvertures • Même couverture spatiale, diverses couches de données • Couvertures spatiales différentes, couches de données similaires • Couvertures spatiales contiguës, couches de données similaires
Exemples • Pollution du Léman • Suivi du Rhin • Méditerranée • Projets transfrontaliers • Transports internationaux • Croisement de diverses sources de données • …
Hypothèses communes • Existant • Contiguïté des couvertures géographiques, ou bien légères superpositions • Couches de données similaires • SGBD ou SIG différents • Pas de changements dans les BD locales • Objectifs : transparence • Une seule couverture géographique • Langue(s) de travail • Définition consensuelle des attributs
Problèmes à résoudre • Raboutement des BD géographiques • Cartographique • Sémantique • Sémantico-géographique • Topologique • Création d’une ontologie de domaine
2 – Raboutement des BD géographiques • Importance du raboutement des cartes • Raboutement des BD géographiques • Projections, et systèmes de références différents • Tenir compte de la qualité de l’information • Erreurs de mesure
Différences géométriques Tubi per Tuyaux d’eau il gas BD de la Comp. du Gaz BD de la Compagnie des Eaux Superposition
Différences aux frontières BD 1 BD 1 Bande de correction à la frontière BD 2 BD 2
Exemple de raccordement Zone B Rivière C Site A RN 75 RD 65 Routes Affluent de la rivière C Bâtiment artificiellement coupé en deux RD 73 Site B RN 7 5 Zone B
Au voisinage des frontières • Les tracés des frontières sont différents • Non alignement des objets (ex routes) • Objets artificiellement coupés (fleuve, bâtiment, etc.) • Objets ou portion d’objets absents à cause de la différence des spécifications des BD
Forçage Z one A Qualité qa RN 75 Sens du forçage Zone B Bâtiment Qualité qb
Points homologues • Choix des points homologues • Calcul des nouvelles valeurs des coordonnées des points homologues (en fonction de la qualité respective des BD) • Alignement des altitudes selon le géoïde considéré
Formules de rubber-sheeting • Rubber-sheeting linéaire • Rubber-sheeting bilinéaire
Exemple de terrains contigus BD A BD B Limite du terrain B Limite du terrain A Zone intermédiaire
Solution Unification du modèle par des triangles. Création de triangles complémentaires dans la zone intermédiaire Extrait des bases de données à raccorder
Bande élastique BD 1 BD 2 BD 3
Forçage des points aux frontières en milieu urbain Commune A Points à forcer Commune B Commune A Largeur de la bande élastique CommuneB
Points homologues Zone B Zone A Zone à transformer élastiquement lorsque A présente une demande à cheval sur B Zone à transformer élastiquement lorsque B présente une demande à cheval sur A Site A Site B Zone sans modification des coordonnées Requête spatiale depuis A Zone avec modification des coordonnées Zone sans modification des coordonnées Points homologues Résolution d’une requête à chevalsur deux BD spatiales
Raboutement et raccordement • Raboutement cartographique • Raccordement sémantique • Raccordement topologique
Raboutement cartographique • Correction des différences • Forçage au voisinage des frontières • Seulement au niveau cartographique • les cartes paraissent belles • pas de requêtes possibles sur la frontière
Raccordement sémantique • Reconstruction des objets artificiellement coupés (rivières, etc.) • ce sont des objets uniques ayant des morceaux dans différentes BD • il est possible de lancer des requêtes sur ces objets • certains traitements sont possibles
Raccordement topologique • Continuité des graphes (continuité topologique) • créer des nœuds dont l’une des arêtes appartient à une base, et l’autre à une seconde • la récursivité devient possible • Les algorithmes de recherche de chemin fonctionnent
Résolution des requêtes et indexation spatiale • Indexation spatiale • Localisation de l’index global • Recherche des sites pertinents • Résolution des requêtes inter-bases
Indexation spatiale distribuée Index spatial global Index local 1 basé sur des quadtrees Index local2 de type grille Index local à la Peano
DB - 1 DB - 2 DB - 4 DB - 3 Bases de données à intégrer Rectangles englobants Rectangles de zone englobants
Où ranger l’index global ? • Deux possibilités • un unique exemplaire sur un site privilégié (en opposition avec la règle de Date) • une copie par site • Aucune difficulté à avoir un index global par site, car il est généralement de petite taille • Prévoir les mécanismes pour y intégrer de nouvelles BD
Index global et locaux - local 1 - global - local 2 - global - local 4 - global - local 3 - global
Résolution d’une requête interbase Exemple de requête de zone à cheval sur plusieurs BD Uniquement 3 rectangles, donc 3 BD sont concernés par cette requête
Résolution d’une requête de chemin Point d’arrivée Point de départ Zones sélectionnées pour la recherche de chemin Ellipse de pertinence
Identificateurs locaux, globaux ; Identificateurs d'objects ; Continuité topologique Site 5 Site 4 ID = 90234 ID = 31970 Site 4 ID = 47308 RD 57 RN 75 RD 38 RD 29 RN 75 RN 75 Site 1 ID = 678 Site 2 ID = 3216 Site 3 ID = 8906
3 - Intéropérabilité sémantique • Métadonnées • Médiateurs • Ontologies
3.1 - Métadonnées • Informations sur les informations • Dictionnaires de données • Les métadonnées sont des informations qui permettent la description de tous types de données : nature, définition, origine, organisation, disponibilité, mise à jour, usage, cohérence, etc ...