La géoinformatique se libère - Panorama des solutions libres dans les Systèmes d'Informations...
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Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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La géoinformatique se libère
Panorama des solutions libres dans les Systèmes d'Informations Géographiques
David JONGLEZNicolas RIBOTcamptocamp SA
[email protected]://www.camptocamp.com
2Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Société de services en Logiciels Libres - SS2L● Géomatique
➢ SIG bureautique➢ Web-SIG
● Interopérabilité● Mobilité
● Administrations● Collectivités● Grands comptes
3Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Société de services en Logiciels Libres - SS2L
● Etude de faisabilité● Assistance à maîtrise
d'ouvrage● Mise en oeuvre du projet
● Maintenance● Transfert de compétences● Hébergement
4Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Quelques références
Et beaucoup d’autres encore …
Camptocamp est membre de :
5Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Agenda
● Caractéristiques générales de l'offre
● Panarama des principaux logiciels
● Quel logiciel choisir ? Comment ?
● Focus sur les Interfaces HTML-AJAX
● FOSS4G
● Questions - Réponses
6Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Caractéristiques générales de l'offre
7Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Caractéristiques principales du libre en Géomatique● Un réseau mondial :
➢ laboratoires et d'universités, d'entreprises privés, d'experts et d'organismes publics
➢ favorisant développement coopératif, autonomie des utilisateurs, mutualisation des moyens, promotion des solutions libres, etc.
● Une R&D distribuée et partagée● Un modèle d'évolution coopératif et darwinien● Une très grande dynamique de l'offre● Le passage de l’expérimentation (2003 - 2004) à la
généralisation (2005 - 2006) des solutions libres par la commande publique
8Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Particularités de l’offre libre en Géomatique● Bibliothèques logicielles de base solidement éprouvées
et largement ré-utilisées
● Grande diversité technologique➢ Environ 295 logiciels au 30 juin 2006 référencés sur FreeGIS.org
● Ensembles de composants à assembler pour fabriquer des logiciels métiers sur mesure
● De nombreux projets non libres utilisent des éléments libres ...
9Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Evolutions de l'offre● Logiciels libres SIG présents de longue date● Jusqu'à récemment
➢ Pas d'offre complète➢ Librairies➢ Applications web
● Actuellement➢ Spectre fonctionnel couvrant presque l'ensemble des besoins➢ Utilisation de nombreuses briques à assembler➢ Interface (GUI et/ou API) pas toujours cohérentes
● Problématique des données
10Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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OSGeo – vers une maturation de l'offre● Création de l'Open Source Geospatial Foundation
➢ Promotion des logiciels de qualité
➢ Favoriser les synergies
➢ Contribue à la maturation de solutions SIG libres intégrées
11Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Segmentation de l’offre libre
● Pas d’éditeurs ou solution globale
● Offre bâtie par assemblage de composants
● L’offre peut être segmentée comme suit:➢ Les bibliothèques logicielles (Libraries)➢ Les bases de données spatiales➢ Web-SIG
✔ Les moteurs cartographiques (serveurs)✔ Les applications (clients)
➢ SIG Desktop➢ Les données libres
12Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Atouts des Logiciels Libres● Transparence (code source, orientation des dev., ...)
● Autonomie➢ Autonomie interne (transfert de compétences)➢ Indépendance du prestataire
● Qualité du code (effet de communauté)
● Interopérabilité (respect des normes)
● Un coût total de possession (TCO) inférieur aux logiciels propriétaires pour des performances et une évolutivité souvent meilleures
13Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Panorama des principaux logiciels
14Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Panorama des composants logiciels libres
● Les bibliothèques (librairies)● Base de données Spatiales● Les moteurs cartographiques
➢ Applications Web➢ SIG Desktop
● Fonctionnalités 3D● Mobilité
15Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Les bibliothèques (Librairies)● Les bibliothèques logicielles à assembler sont nombreuses dans
l’utilisation des SIG libres
● Bibliothèques importantes en Géomatique : ➢ OGR : pour la manipulation des formats vectoriels➢ GDAL : pour la manipulation des formats raster➢ PROJ4 : conversions de systèmes de coordonnées, datum,
projections ➢ Geos : fonctions topologiques (MapServer et PostGIS)➢ GeoTools : librairie Java généraliste➢ Etc.
● Librairies non directement liées à la Géomatique➢ Représentation graphique pour la Géostatistique➢ etc.
16Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Bases de données spatiales
● Stockage de l’information géographique et attributaire
● Traitement, analyse et outils d’administration
● Une solution majeure dans le monde du Libre PostgreSQL avec PostGIS (cartouche spatiale)
● Des développements en cours pour MySQL (MyGIS)➢ MySQL n'est cependant pas un SGBD R O
17Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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PostGIS - Fonctionnalités● PostGIS ajoute le support d'objets géographiques à la base de
données PostgreSQL
● Respect des normes de l'OGC (Open Geospatial consortium)
● Richesse des formats de sorties : AsSVG (), …
18Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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PostGIS - Fonctionnalités● Requêtes spatiales et/ou attributaires complexes● Changements de projections "à la volée"● Données 2, 3 ou 4d● Opérations "topologiques"
➢ Calculs de buffers, intersections, unions, d'enveloppes, etc.
● Richesse des connecteurs➢ Emulation ArcIMS, FME, ArcGIS, …
19Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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PgAdmin
Exemples PostGIS
MapserverJump
GRASS QGIS
20Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Moteurs cartographiques● Moteurs cartographiques orientés Web
➢ Serveur de données spatiales➢ Distribution des fonctionnalités SIG via le protocole http
● Autres moteurs cartographiques➢ Logiciels SIG "Desktop" (Grass, Geotools, ...)➢ Développement d'applications "métier"
● Des web-services standardisés➢ Normes de l'OGC, « bas niveau »➢ WMS Web Mapping Service (Raster)➢ WFS Web Feature Service (Vecteur)
21Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Moteurs cartographiques Web● Principaux moteurs cartographiques web:
➢ UMN Mapserver✔ le plus renommé et le plus utilisé✔ Client et serveur WMS, WFS, WCS✔ L'un des meilleurs outils de web-mapping. ✔ Web-GIS puissant en association avec PostGIS.
➢ GeoServer : serveur WFS transactionnel➢ Mapguide Open Source
✔ Nouveau logiciel libre crée par Autodesk.➢ Deegree, geotools, ...
22Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Les applications web● Applications Web SIG
➢ Couche exploitant les moteurs cartographiques➢ Offre une interface et des fonctionnalités étendues.
● Exemples d'applications web SIG:➢ Chameleon➢ CartoWeb➢ MapLab➢ MapBender➢ MapBuilder➢ iGeoPortal
23Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Applications « Desktop »● Jump – Open Jump
➢ SIG-desktop Java complet:➢ Administration des données➢ Analyse thématique➢ Analyse spatiale➢ Connexion PostGIS➢ Connexion WMS
● Udig (User-friendly Desktop Internet GIS) ➢ Visualisation et édition des données spatiales
sur un poste de travail➢ Technologie Java
● Et d'autres encore ... (GvSIG, OSSIM, ...)
24Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Application Desktop● GRASS
➢ A la base spécialisée Raster
25Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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En réponse à Google Earth ...● NASA World Wind :
http://www.worldwindcentral.com/wiki/Main_page➢ L'équivalent de Google Earth en libre➢ Sous une licence libre NASA
● Terravision : http://www.tvgeo.com/index.shtml➢ Visualisateur de données 3D (VRML et GeoVRML) orienté Web
Services
● OsgPlanet : http://www.ossim.org/osgPlanet.html ➢ Interface de visualisation de données 3D➢ Orienté Web Services
26Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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D'autres composants pour la 3D● Open 3D GIS - http://www.open3dgis.org/
➢ permet d'exploiter les données sous PostGIS pour une représentation 3D dans mapServer
➢ Des réflexion en cours pour enrichir le modèle 3D de PostGIS (expl : navigation dans un bâtiment 3D)
● Virtual Terrain Project - http://www.vterrain.org/index.html➢ À la convergence de la CAO, des SIG et de la réalité virtuelle
● Open Cascade - www.opencascade.org ➢ une librairie CAO/DAO 2D et 3D
● A noter une conférence spécifique sur la thématique dans le cadre de la FOSS4G
27Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Applications sur PDA
● Jump➢ interfaces simples de visualisation et de saisie pour tous les
PDA compatibles Java.● QGis fonctionne également sur PDA:
● Copies d'écrans réalisées sur HP Ipaq
28Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Grass sur PDA● Grass sur Sharp Zaurus SL 5000:... et iPAQ 3870 (Linux)
29Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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● Cartoweb sur PDA➢ mode connecté
✔ sans fil, par réseau Wifi à petite distance ou par GPRS, UMTS, ou EDGE à grandes distances)
Cartoweb sur PDA
30Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Face à cette richesse :Quel logiciel choisir ?
Comment ?
31Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Méthodologie● Spécifications techniques et fonctionnelles générales
➢ Intégrées si possible dans le cahier des charges➢ Compétences (ou assistances) techniques nécessaires
● Analyse comparative multicritère➢ Fonctionnelle ET technique
● Prototypage➢ Lever les incertitudes sur les difficultés techniques identifiées➢ Tests de compatibilité ou de performance
● Audit du code source● Analyse globale du produit, du projet et de la communauté (critères
de choix ci-après)
32Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Critères de choix (1/3)
● La licence logicielle➢ Les critères de choix de la licence logicielle ont été détaillés dans
le ‘Guide des choix et d’usage des Logiciels Libres pour les administrations’ disponible à l’adresse : http://www.logiciels-libres.gouv.fr. Ce rapport fait ressortir les critères de :✔ fréquence d’utilisation de la licence,✔ propriétarisation du logiciel,✔ compatibilité des composants.
➢ Les licences GNU GPL ou CECILL sont clairement mises en avant par le rapport de l'ADAE.
33Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Critères de choix (2/3)● La documentation du projet
➢ Accès facile à la documentation ?➢ Est-elle de qualité ?➢ Existe-t-il différents tutoriaux pour chaque type d’utilisateurs
(utilisateur, administrateur ou développeur) ?➢ Les tutoriaux permettent-ils une prise en main rapide du logiciel ?
34Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Critères de choix (3/3)
● Taille et activité de la communauté de développeurs● Taille et activité de la communauté d’utilisateurs● Transparence et la gouvernance de l’équipe de
développement● Respect des normes et standards● Gestion de la qualité● Critères techniques, performances● Architecture de la solution et modularité du code
35Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Focus sur les API DHTML - AJAX
Etat de l'art
36Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Contexte
● OSGeo : mutualisation
● Etude interne en vue d'une refonte de l'API DHTML-AJAX de CartoWeb
37Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Objet de l'étude
● Analyser et comparer les solutions DHTML/AJAX existantes
● Classer ces solutions suivant des critères précis● Intégrer AJAX dans Cartoweb
38Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Définitions
● DHTML : Dynamic HTML➢ Ensemble de techniques (Javascript, CSS, ...) pour contrôler le
comportement de la page Web● AJAX: Asynchronous Javascript And XML
➢ Permet un accès asynchrone au serveur➢ Se base principalement sur un objet XmlHttpRequest
● DOM: Document Object Model➢ Modèle objet représentant un document (HTML, XML) et
permettant d'accéder et de modifier ses propriétés (texte, position, couleurs, visibilité, etc.)
39Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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AJAX
● Avantages:➢ Interaction plus grande des pages Web sans avoir à recharger
la page (arbre dynamique, validation de formulaires, etc.)➢ Formalisation de la technique
● Inconvénients:➢ Problèmes potentiels avec le bouton précédent du navigateur➢ Dépendant de la vitesse du réseau➢ Nécessité d'activer Javascript
40Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Ajax dans les applications SIG
● Meilleure performance:➢ Moins de données échangées entre le client et le serveur➢ Rechargement moins fréquent des pages
● Interaction plus grande: richesse des fonctionnalités➢ navigation plus fluide (déplacement continu, mosaïque)➢ infobulles dynamiques➢ contrôle de nombreuses couches
41Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
Document sous licence GNU FDL
Exemple DHTML: la numérisation
● Numérisation d'objets ponctuels, linéaires, surfaciques● Beaucoup de solutions basées sur Walter Zorn Graphics
(http://walterzorn.com)● Se limite à des objets simples
42Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
Document sous licence GNU FDL
Critères de choix
● Réutilisation des éléments de code● Faible dépendance entre l'API et l'application
cartographique➢ Interactions possibles entre différentes API
● Respects des standards, des normes● Qualité du code et de la documentation● Activité de la communauté
43Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Applications utilisant DHTML/AJAX● AppForMap (http://www.mapuse.net/software/appformap/)● CartoWebCartoWeb (http://www.cartoweb.org)● Community MapBuilderCommunity MapBuilder (http://docs.codehaus.org/display/MAP/Home)● CWC2 Javascript API (http://chameleon.maptools.org/)● dBox (http://maps.dnr.state.mn.us/tools/dbox/)● FIST (http://datashare.gis.unbc.ca/fist/)● Ka-MapKa-Map (http://ka-map.maptools.org/)● MapBender (http://www.mapbender.org/)● MapGuide OpenSourceMapGuide OpenSource (https://mapguide.osgeo.org/)● OpenStreetMap (http://www.openstreetmap.org/)● ...
44Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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API DHTML/AJAX: Community MapBuilder
45Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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● Forces➢ Implémentations des normes OGC (WMS, WFS-T, WMC)➢ Architecture très soignée➢ Pas de cadres (frames, iframe)
● Faiblesses➢ Manque d'ergonomie➢ Utilisation intensive de XML et XSL: lourdeur des échanges
API DHTML/AJAX: Community MapBuilder
46Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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API DHTML/AJAX: Ka-Map
47Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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API DHTML/AJAX: Ka-Map
API Javascript pour développer des interfaces cartographiques
● Forces➢ Bonne architecture objet (MVC, observeurs)➢ Bonne documentation➢ API DHTML supportant plusieurs navigateurs➢ Modules DHTML, XmlHttpRequest, mosaïques,
éléments déroulants.● Faiblesses
➢ Fonctionnalités basiques
48Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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API DHTML/AJAX: MapGuide OpenSource
49Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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API DHTML/AJAX: MapGuide OpenSource
● Forces➢ Nombreux modules: numérisation, mosaïque, menus
contextuels, légendes, requêtes, échelle, etc.➢ Outils d'administration (MapGuide Studio)
● Faiblesses➢ Peu de documentation➢ Certaines parties du code peu lisible (générées par PHP,
mélangées avec des templates)➢ Très intégré à l'application
50Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Comparaison des solutions
MapBuilder(commercial)
FIST OpenStreetMap
OOnon-OO
Decoupled components
Coupled components
Interesting,reusable
arch/ideas
MapGuideOS
MapBender,CartoWeb3ka-Map,CWC2
AppForMap dBox
CommunityMapBuilder
Libusage
Inline logic
Advancedfeatures
Basicfeatures
Interesting,reusable
components
CommunityMapBuilder
MapBenderAppForMap
ka-Map
CWC2JS API
dBox
CartoWeb3MapGuide
OS
Features / library usage OO / Decoupling
51Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Résultats
● Aucune solution n'est utilisable en l'état pour une intégration sans effort
● Les solutions respectant les normes (MapBuilder) sont lourdes
● Le découplage est encore une utopie dans ces environnements de développement
52Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Présentation de Cartoweb
53Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
Document sous licence GNU FDL
Présentation de Cartoweb
● Application de cartographie Internet basée sur MapServer
● Framework de création d'applications cartographiques client-serveur
● Architecture modulaire: notion de projets et de plugins ● Utilisation de templates permettant de créer l'interface
de son choix● Utilisation d'AJAX
54Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
Document sous licence GNU FDL
Architecture de Cartoweb
Client Web
cartoclient cartoserver
HTTP
Plugin 1
Plugin 2
Plugin n
Plugin 1
Plugin 2
Plugin n
SOAP
55Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
Document sous licence GNU FDL
Mise en oeuvre AJAX dans Cartoweb
● Points positifs: ➢ Respect d'une architecture orientée-objet (!)➢ Respect du cadre de développement Cartoweb➢ Les plugins ne supportant pas AJAX restent en mode
synchrone➢ Correspondance entre plugin cartoclient et partie Javascript
● Points négatifs:➢ Pas de solutions prête à l'emploi➢ Ajouts à du code existant: difficulté de maintenance
56Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
Document sous licence GNU FDL
Conclusion
● AJAX: Technologie ancienne formalisée récemment (draft W3C)
● Normalisation bénéfique dans les domaines du Web● Apport indéniable pour l'ergonomie et la performance
des applications cartographiques
57Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Conclusion● Une richesse des solutions de Logiciels Libres pour la Géomatique● Des passerelles entre les différents projets de plus en plus nombreuses
(OSGeo)● Emergence de solutions globales basées sur un ensemble de logiciels
libres● La popularité du libre ne doit pas faire oublier les bases même de son
efficacité : contributions et mutualisation● Limiter les effets de bords :
➢ Projets non libres basés sur des briques logicielles libres➢ Dispersions des efforts dans de trop nombreux projets
● Pour des SIG totalement libres, besoin d'accès à des données libres
58Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Pour en savoir plus - FOSS4G 2006● LA conférence mondiale des utilisateurs de logiciels libres
dédiés à la Géomatique➢ Dans la lignée des Mapserver User Meeting➢ 4éme édition➢ Une première en Europe
● 800 experts internationaux réunis● Du 12 au 15 septembre 2006● Campus de l’EPFL à Lausanne - CH● Site Internet : http://www.foss4g2006.org ● Plus d’information : [email protected]
59Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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FOSS4G-2006 Lausanne 12-15 septembre 06
Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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60
Questions - Réponses
61Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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UMN Mapserver
● Mapserver➢ environnement de développement libre pour la création de
Web-SIG
● API disponible pour de nombreux langages➢ PHP, Python, java, C#, Perl, …
● Mapserver est multi-plateformes➢ Linux, Unix, Windows et MacOS X
62Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
Document sous licence GNU FDL
Mapserver - Fonctionnalités Projection à la volée Symbologies et classifications très complètes Moteur d’étiquetage des objets Zoom sémantique Les données sources tuilées, Connecteurs PostgreSQL/PostGIS, ESRI ArcSDE, Oracle Spatial Supporte plus de 20 formats de données raster et de 10 formats de
données vectorielles Légende, barre d'échelle, vignette de localisation
63Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
Document sous licence GNU FDL
Mapguide Open Source Produit offert en Libre par Autodesk à l'OSGeo
64Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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DeeGree● DeeGree
➢ solution modulaire pour la mise en place d’infrastructures de traitement de données spatiales basée sur les normes de l’OGC.
● Implémente plusieurs normes OGC:➢ Web Map Service (WMS)➢ Web Feature Services (WFS)➢ Web Coverage service (WCS)➢ Web Catatalog Service (WCAS)➢ Web Gazeeter Service (WFS-G)➢ Web Terrain Service (WTS)➢ Web Coordinate Transformation Service (WCTS)
65Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
Document sous licence GNU FDL
Geoserver● Geoserver
➢ implémentation JAVA (J2EE) totalement transactionnelle de la norme WFS
➢ sous licence GPL
● Geoserver➢ Aspire à devenir « l’Apache » du serveur de données
géographiques vectorielles
● http://geoserver.sourceforge.net/
66Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
Document sous licence GNU FDL
Chameleon● Chameleon (http://chameleon.maptools.org/)
➢ Application utilisant le moteur Mapserver ➢ Mise en place des applications Webmapping.
● Composé de plusieurs widget (composants d’interface utilisateur), remplissant chacun une fonctionnalité SIG particulière.➢ Import / Export des données➢ Interface Web pour l’ajout de Web Services➢ Interface de navigation en DHTML➢ …
67Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
Document sous licence GNU FDL
Chameleon 2 - Exemple
Portail développé en 6 jours pour DM Solutions à la suite du Tsunami, en janvier 2005.http://www.dmsolutions.ca/solutions/tsunami.html
68Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
Document sous licence GNU FDL
CartoWeb 3● CartoWeb
➢ Environnement pour le développement d'applications de Web-SIG évolué
➢ application client-serveur conçue pour ajouter la dimension cartographique à des applications web.
● Web Services SOAP haut niveau complétant les services OGC➢ mutualisation des données ET ➢ mutualisation des fonctionnalités applicatives.
● Grande modularité➢ fonctionnelle / projet / présentation
69Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Exemple
Plan de Ville de Lausanne
70Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Application de gestion des alertes en cas de crise (risques majeurs). Recherche et sélection de personnes à alerter par diffusion automatisée de messages multimédias.
Exemple CartoWeb
71Logiciels Libres – Toulouse – juin 2006
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Exemple CartoWeb
EPFL, navigation sur le campus : plan.epfl.ch