IGN

Géoservices IGN

les nouveautés à venir du Géoportail : 1 - les tuiles vecteur

8 Juillet 2018

L'IGN a inscrit dans son programme qu'il comptait "proposer la mise en place d’un entrepôt et de services de tuiles vecteur 2D pour une meilleure visualisation des cartes".

Le programme peut-être consulté ici : programme 2018

Qu’en est-il à mi-parcours de l’année 2018 ?

Tuiles vecteur : de quoi parle-t-on ?

Le principe des tuiles vecteur est simple : le tuilage vecteur est un mode de diffusion des données analogue au WMTS (de la tuile “image”), mais qui transmet des objets plutôt que des pixels. Il ne remplace pas les flux aujourd’hui disponibles via le Géoportail tels que le WFS ou le WMS ou même les tuiles “image”. Le tuilage vecteur vient apporter de nouvelles possibilités d’affichage des données.

Comme pour un service WMTS, les données sont pré-découpées par le serveur et diffusées sous forme de dalles vecteur adaptées à l’échelle de visualisation, ce qui permet à l’utilisateur de ne charger que les données sur la zone concernée, d’avoir des données suffisamment généralisées pour être affichées aux petites échelles et de conserver les dalles calculées dans un cache.

IMAGE MANQUANTE

le principe des tuiles vecteur

Les tuiles vecteur : qu’est-ce que ça change ?

Par rapport à une requête traditionnelle, le tuilage diminue la charge sur la base de données et assure une plus grande rapidité d’exécution de la requête.

Mais le bénéfice n’est pas que pour l’administrateur de l’infrastructure qui sert les données et son comptable : il est aussi et surtout pour l’utilisateur ! Les dalles vectorielles sont en effet beaucoup plus légères que les dalles raster et donc arrivent plus vite, demandent moins de capacité de stockage dans le cache et permettent une meilleure performance d’affichage que le WMTS.

Enfin, comme la gestion de l’affichage est faite par le client et non le serveur, l’utilisateur est sûr d’avoir plus de liberté dans le choix du style.

La personnalisation de l’affichage

Même si les différentes cartographies en ligne proposées par le Géoportail (Scan Express et ses légendes Standard ou Classique, Plan IGN, France Raster, couches thématiques…) répondent à la grande majorité des besoins des utilisateurs, elles ne permettent pas de satisfaire les demandes spécifiques liées aux utilisateurs professionnels. Cela comprend notamment :

  • la personnalisation de la légende (par exemple le choix des couleurs, thèmes à afficher ou masquer) à appliquer aux données,
  • l’affichage des toponymes dans une langue au choix (par exemple pour des cartes touristiques) ou bien leur masquage (fond de carte muet),
  • la sélection des courbes de niveau à afficher (par exemple l’affichage des cotes en pieds, ou la modification de leur densité).

IMAGE MANQUANTE

prototype d'une interface de modification de palette de couleurs sur des tuiles vecteur

La sélection des données

Les tuiles vecteur permettent la sélection fine des données à afficher par filtrage attributaire ou spatial. En effet,
certaines données complexes (telles que les établissmeents d’enseignement ou de santé issus de la BD Uni) sont publiées dans le Géoportail dans des couches distinctes qui regroupent chacune des données hétérogènes (collèges et lycées,
universités et centres de formation professionnelle, écoles privées et écoles publiques, établissements adaptés et écoles « classiques »…).

Mais la classification actuellement choisie par l’IGN pour l’affichage sur le Géoportail ne correspond pas forcément à l’usage qu’en a l’utilisateur : redonnons-lui le pouvoir !

Et même la 3D !

Les tuiles vecteur permettent l’utilisation des données dans les applications 3D (en particulier iTowns). Cela comprend :
- l’affichage d’objets à partir de modèle et des champs des données : par exemple, l’affichage de bâtiments extrudés au lieu de simples « emprises » pour la couche Bâtiments, ou l’affichage d’arbres en 3D selon l’essence connue dans la BD Forêt,
- affichage des pictogrammes et des toponymes en 2D au-dessus de la carte et orientation indépendante de l’orientation de la carte.

IMAGE MANQUANTE

une vue 3D dans iTowns de bâtiments en vecteur "extrudé"

Et les inconvénients ?

Y a-t-il un prix à payer à utiliser des tuiles vecteur ?

C’est certain : les limitations des outils d’interprétation des données purement vectorielles signifient que certaines possibilités avancées de représentation, possibles avec des outils classiques, ne sont pas encore faisables avec des tuiles entièrement vectorielles.

La carte produite sera plus basique qu’une carte traditionnelle : il ne faut donc pas s’attendre à retrouver le bon vieux SCAN 25 tel quel sur son écran, mais un produit qui s’en inspire mais qui est adapté à cette diffusion.

En outre, la technologie étant relativement nouvelle, les standards ne sont pas encore établis et les logiciels clients (SIG, API JavaScript essentiellement) ne sont pas tous également matures.

Néanmoins, l’émergence de certains standards “de facto” relativement ouverts poussent l’IGN à aborder le sujet avec confiance.

Et à l’IGN ? Quelques contraintes spécifiques à un service de vecteur tuilé du Géoportail

Un service de vecteur tuilé, dès lors qu’il est proposé sur l’infrastructure du Géoportail, doit répondre à des contraintes additionnelles :

(1) Le service doit proposer des temps de chargement et d’affichage au minimum égales à ceux des couches WMTS équivalentes.

(2) Le service doit s’inscrire dans l’architecture de la future Géoinfrastructure.

(3) Idéalement, nous devons rechercher une mutualisation des technologies, des standards et des plateformes d’hébergement et de diffusion des données avec les projets 3D menés en parallèle.

(4) Les flux doivent être compatibles avec les différents clients 2D et 3D du marché afin de toucher un grand nombre d’utilisateurs. Il a donc été choisi d’imaginer deux flux distincts : un flux pour les données 2D, lisible par un maximum de clients, et permettant de faire une 3D “limitée” (parfois qualifiée de 2,5D) et un flux pour les données 3D, plus riche (textures, formes de toits…) mais lisible uniquement par les principaux clients 3D,

(5) Les technologies utilisées ainsi que les formats et clients compatibles doivent pouvoir être maintenus sur le long terme afin d’assurer la pérennité du projet. Il s’agit notamment pour l’IGN d’utiliser au mieux les protocoles et formats standards (ou en passe de le devenir) dans le domaine.

(6) Les limites de tuiles doivent être correctement gérées de sorte à éviter les doublons, les coupures ou les absences de données.

Avancement des travaux de l’IGN

Les formats de données

Il n’existe pas de standard OGC officiel sur les services de vecteur tuilés : le secteur fait donc encore l’objet d’innovations et d’évolutions. Cependant l’IGN, après analyse, a opté pour les formats suivants :

Ces formats, bien que non officiels, sont ouverts. Ils ont été choisis notamment du fait de leur plus grande compatibilité avec les clients-cibles. Le format tuilé GeoJSON a aussi pu être considéré comme format d’appoint pour le service 2D/2,5D, afin d’assurer une solution en cas d’arrêt du support du format Mapbox Vector Tiles par les logiciels clients.

L’outillage pour la fabrication du service

Ce point est peut-être le plus complexe du projet, même s’il est n’est pas visible par l’utilisateur final. L’IGN est en train d’évaluer les différentes solutions techniques possibles, par exemple pour ce qui est du choix du serveur de diffusion, du serveur de calcul de tuiles, de la méthode de publication (moissonnage, tuilage à la volée) ou du encore protocole de diffusion des styles.

Toutes les questions ne sont donc pas encore tranchées à ce stade : même si certains scénarii ont pu être rapidement écartés lorsque nous avons constaté que la performance ou la compatibilité n’étaient pas au rendez-vous, il existe souvent au moins deux solutions “concurrentes” dont il faut peser le pour et le contre.

L’adaptation du site Géoportail

L’arrivée des tuiles vecteur nécessite des transformations du site Géoportail pour qu’il puisse en tirer profit.

Ceci va signifier qu’il faudra doter à l’avenir le site de fonctions telles que :

  1. La possibilité d’affichage de couches vecteur tuilé avec un style prédéfini et une fonction d’affichage d’une info-bulle.

  2. L’import de couches via un flux vecteur tuilé et l’import d’un style.

  3. La possibilité de choisir un style parmi une liste de style prédéfinis et d’afficher la légende correspondante.

  4. La possibilité de choisir une sélection d’objets à afficher, en sélectionnant les entrées de la légende (par exemple, les gares d’un certain type).

  5. La possibilité d’afficher la liste des champs et valeurs (interrogeables) présents dans les tuiles, et de sélectionner les objets à afficher (par exemple, les collèges publics parmi les établissements d’enseignement secondaires).

Ces évolutions arriveront progressivement, car les enjeux ergonomiques sont complexes.

D’autres évolutions sont également envisageables, et il faudra analyser chacune pour savoir si elle a sa place directement dans le site Géoportail ou dans dans un outil spécialisé tel que Macarte :

  • on peut imaginer proposer l’import d’un style fourni utilisateur, l’association de ce style à une couche déjà sur l’infrastructure et l’affichage automatique de la légende correspondante.
  • les utilisateurs avancés pourraient également vouloir modifier en local les paramètres du style par défaut, sur le modèle de l’éditeur de style CSS d’un navigateur. Ceci permettrait, par exemple, de demander la représentation en rouge plutôt qu’en vert des sites Natura 2000.

Les premières données à publier en tuiles vecteur

Toutes les données disponibles sur la Géoinfrastructure ne seront pas proposées en tuiles vectorielles du jour au lendemain. Pour chacune des données, il y a un travail à faire, en particulier pour gérer la représentation aux différentes échelles.

L’IGN a cependant identifié des couches qu’il vise à mettre en ligne prioritairement :

  • un fond de carte multi-échelles et 100 % vectoriel, parfois appelé “pyramide écran” : des travaux ont commencé dessus et la description du projet de constitution de ce futur fond de carte fera l’objet d’articles prochains.
  • les couches des points d’intérêt du Géoportail, tels que les établissements scolaires, afin de les regrouper en un ensemble unique dans lequel l’utilisateur peut “piocher” sa sélection. De nombreux points d’intérêt pourront bénéficier de cette approche.
  • des données socio-démographiques, qui sont caractérisées par leur richesse attributaire.

Cette sélection a priori par l’IGN pourra être adaptée en fonction des priorités de publication qui peuvent être influencées, par exemple, par l’actualité de la donnée publique ou par des besoins pressants exprimés par des partenaires et utilisateurs.

Le calendrier des prochains mois

L’IGN compte effectuer ses ultimes arbitrages techniques pendant l’été, une fois les tests menés.

Ceci devrait permettre de monter des prototypes opérationnels visibles à l’automne 2018. L’objectif que l’IGN s’est fixé est de proposer un service sur la Géoinfrastructure avant la fin de l’année et une entière intégration dans les processus de production en début d’année 2019. Cette solution de “tuiles vecteur” sera alors infogérée et distribuée à l’identique des autres services de l’IGN : les tuiles vecteur pourront par exemple être ajoutées aux contrats API exactement comme des tuiles image.

Comment tester les futurs services de tuiles vecteur ?

En amont du projet d’évolution, l’IGN avait lancé courant 2017 un appel à commentaires sur les tuiles vecteur , auquel ont répondu un nombre d’acteurs expérimentés du secteur.

L’IGN prévoit de mettre à disposition les flux en test sur la clé “beta” du Géoportail et de recueillir à cette occasion les retours des utilisateurs sur leur utilisation de ces nouveaux types de flux ainsi que sur les données qu’il conviendrait de proposer en priorité.