Un exemple d’implémentation Open Source : le catalogue de données géospatiales MEGAPHONE
MEGAPHONE est un groupe de recherche en santé publique du Centre de recherche du Centre hospitalier de l’Université de Montréal (CHUM). MEGAPHONE, c’est l’acronyme pour « Modèles épidémiologiques et géographiques d’analyse des populations humaines pour l’optimisation de nos environnements ». Il s'agit d'un petit groupe de recherche formé de chercheurs issus de disciplines diverses: épidémiologistes, géomaticiens, statisticiens, etc. Par extension, MEGAPHONE est aussi le nom de l’interface Web qu’ils ont élaborée. Le catalogue MEGAPHONE est une infrastructure de données spatiales développée pour soutenir le travail de documentation, d’analyse et de compréhension de l’influence du milieu sur la santé des populations dans la région de Montréal.
Pour les fins de leur recherches, les chercheurs ont rassemblé un ensemble de bases de données spatialement référencées et travaillé à l’élaboration d’un catalogue en ligne permettant notamment de faire de la gestion des métadonnées, de les classifier, les créer, les éditer, les visualiser, les décrire et les publier, en plus d’offrir les outils pour faire des recherches sur ces métadonnées. Rappelons que ces métadonnées, quant à elles, peuvent être définies comme des informations permettant de décrire et de localiser (dans le temps et dans l’espace) une donnée ou une information, et de faire en sorte qu’il soit facile de retrouver les sources sur lesquelles elle porte. En somme, les métadonnées sont des données sur les données – dans ce cas-ci des données spatiales. Ce qui suit est donc une description du catalogue MEGAPHONE.
Pourquoi un catalogue MEGAPHONE?
MEGAPHONE est un SIG qui gère une variété de bases de données géospatiales et aspatiales. Ces données caractérisent les facteurs environnementaux (pollution atmosphérique, mauvaise qualité de l’air intérieur, problèmes d’aménagement urbain, etc.) impliqués dans les mécanismes influençant les habitudes de vie menant à des problèmes sociaux (1) . Ainsi, MEGAPHONE contient des outils et méthodes permettant de faire toutes sortes d’analyse spatiale (autocorrélation spatiale, Krigeage, Tesselation, kernel, etc.). Les chercheurs utilisent souvent des méthodes statistiques telles l’analyse multi-niveaux, la régression multiple, etc.
Le but de ce SIG est de répondre à des questions du genre : comment les caractéristiques Socio-économiques d’un quartier peuvent-elles modifier les relations entre l’environnement bâti et les habitudes de vie (par exemple, proximité d’établissements de restauration rapides des écoles)? Quels sont les processus qui mènent à des modifications des politiques et des environnements et quel est le rôle pour la recherche et les données probantes dans ces processus? Etc. Ce faisant, MEGAPHONE offre aux chercheurs les finalités suivantes :
- Mesurer les caractéristiques sociales et environnementales de certaines unités spatiales ;
- Soutenir l’élaboration de plans d’échantillonnage tenant compte des caractéristiques sociales et environnementales de la région métropolitaine de recensement (RMR) de Montréal, et plus particulièrement de la ville de Montréal même;
- Analyser les liens entre les différentes caractéristiques en utilisant les méthodes et les outils appropriés.
Description
La réalisation du catalogue a nécessité une démarche complète de développement de systèmes d’information. Une partie de l’analyse permet de déceler les besoins immédiats des chercheurs, que l’on peut résumer comme suit :
- Outils permettant de faire la collecte, structurer et analyser des informations en tenant compte de leurs caractéristiques géographiques;
- Environnement distribué, permettant de connecter de nombreuses bases de données provenant de différentes sources et utilisant des standards, interopérabilité, flexibilité, etc.
- Interface d’utilisation - plateforme Web - du géocatalogue, avec liens entre les catégories d’information et visualisation cartographique.
- Possibilité d’échange et transfert de connaissance avec les partenaires.
Étant donné les critères mentionnés plus haut, les contraintes financières, le temps alloué et les avantages envisagés, notre équipe a opté pour un « framework » Open Source. GeoNetwork (GN) sert d’ossature et supporte le catalogue de données, qui pourra être enrichi au fur et à mesure de l’ajout de nouvelles données. En partant, GeoNetwork présente les fonctionnalités suivantes :
· Service de portail. GeoNetwork fournit l’accès et l’administration des usagers (authentifications, contrôle d’accès, gestion de privilèges, etc.). Ce module fournit aussi un éditeur de métadonnées (Dublin-Core, FGDC et ISO) en plus d’un outil de visualisation de cartes géographiques. GeoNetwork suit, à ce niveau, les standards de l’OGC (Open Geospatial Consortium). GeoNetwork peut aussi se connecter à des applications ESRI en utilisant les protocoles d’ArcIMS.
· Service de catalogage. Il est possible de faire la saisie, l’enregistrement et la maintenance de métadonnées stockées dans des bases de données selon le standard CSW 2.0. Le service de catalogage fournit un outil pour faire des recherches d’information sur des données spatiales faites par d’autres outils (protocoles Z39.50, WebDAV, etc.) et vice versa. Cela signifie que GeoNetwork peut aussi, à son tour, être accédé à distance par d’autres applications (on parlera ici de nœuds).
· Service de traitement des données. GeoNetwork fournit l’accès au contenu spatial des bases de données et autres registres de données, pour en permettre le traitement. Ce service peut être local ou distribué à travers l‘Internet. Le stockage de donnés est fait (dans notre catalogue) dans une base de données PostgreSQL avec l’extension PostGIS.
Étant donné que ces fonctionnalités ne suffisent pas à répondre aux besoins des chercheurs, la personnalisation commence par l’ajout de deux fonctionnalités suivantes :
· Gestion de signets par les utilisateurs : un utilisateur peut (selon le groupe auquel il appartient et les privilèges qui lui sont assignés) créer, éditer et visualiser des signets des métadonnées les plus visitées selon les catégories existantes dans la base de données.
· Gestion des relations entre les métadonnées : un utilisateur peut chercher à lier des métadonnées entre elles : création, visualisation et édition.
· Le géocatalogue MEGAPHONE utilise aussi un module de visualisation des relations (« Explorateur de relations ») qui permet de mettre en valeur les différentes entités d’un catalogue : il s’agit d’un module Flash (développé en partenariat avec la compagnie montréalaise GeoStem) qui permet, selon un système de classification donné, de visualiser des relations hiérarchiques entre les entités liées. Ce module permet une visualisation des relations à plusieurs niveaux.
De plus, dans l’optique d’avoir un géocatalogue distribué, le groupe MEGAPHONE a développé, pour les besoins de ses recherches, des patrons (templates) de métadonnées pour les catégories « Chercheurs » et « Projets ». Cela permettra aux nœuds partenaires de MEGAPHONE de moissonner notre catalogue.
Dans cet esprit, il n’y presque plus de centralisation de données, il y a plutôt une série de nœuds. Chaque partenaire devient un nœud producteur ou utilisateur, avec des rôles qui peuvent ressembler a ce qui suit :
Nœud producteur :
- Produire des fiches de métadonnées standardisées pour les données
- Associer les données à leur fiche descriptive
Nœud moissonnant ou utilisateur :
- Recherche par type de données
- Recherche cartographique
- Recherche par multicritères (Quoi, Où, Quand)
- Recherche multi-catalogue via le protocole CSW
Architecture
Le « framework » GeoNetwork (développé par un consortium d’organismes des Nations Unies) est conçu selon une architecture J2EE à trois couches, développée en Java/XML/JDBC, et est distribuée sous une licence GPL. Son architecture se compose de essentiellement de trois modules :
- Moteur XML_XSL : ce module appelé Jeeves sépare la couche présentation de la couche application et assure un accès Client-Serveur selon plusieurs modes : HTML, XML, Z39.50, SOAP, etc;
- une couche métier pour la gestion des métadonnées supportant plusieurs standards (FGDC, ISO, Dublin Core et des normes personnalisées) et les services qui permettent l’accès et les manipulations sur ces métadonnées;
- un moteur de recherche pour l’indexation des métadonnées et facilitant les recherches distantes (protocoles Z39.50, etc.).
Le contenu de la base de données visible en ligne reflète une partie des activités des chercheurs. Ces données ont été divisées en trois catégories : « Chercheurs », « Projets de recherches » et « Jeux de données ». Les deux premières catégories ont été implémentées suivant des patrons (« Templates ») MEGAPHONE répondant aux besoins des chercheurs, tandis que la dernière est implémentée selon le patron ISO 19115/19139.
Défis et développements futurs
Plusieurs défis ont été rencontrés durant pour la mise en ligne de la version Beta actuelle. En voici quelques-uns :
- Gérer ce qui est standard et ce qui ne l’est pas au sein du même catalogue. Par exemple, notre catalogue, se voulant répondre complètement aux normes OGC et standards ISO, devait aussi héberger des données qui ne sont pas décrites par des normes reconnues internationalement (comme c’est le cas des catégories « Chercheur », « Projets de recherche », etc.). Un travail important a été réalisé à ce niveau pour essayer de trouver un patron exhaustif qui décrit les données spatiales. Ce patron n’est pas encore implémenté.
- La personnalisation de l’application a requis un temps important : personnaliser l’architecture afin de répondre à nos besoins tout en gardant à l’esprit les mises à jour (une nouvelle version de GeoNetwork est annoncée pour le mois de mars 2009) et les collaborations avec d’autres entités (ou nœuds).
Pour ce qui est des développements futurs, nous en prévoyons plusieurs, dont :
1- Une gestion de l’affichage selon l’usager : dans l’état actuel de notre catalogue une métadonnée est affichée en entier peu importe le profil de l’usager. Il serait pour nous important, dans la deuxième étape, de faire un affichage qui dépend des privilèges de l’usager.
2- Une gestion complète des langues : actuellement, une métadonnée est stockée soit en français, soit en anglais. Puisque l’interface est bilingue, si l’on veut voir une métadonnée dans les deux langues, il faut la stocker en double (comme s’il s’agissait de deux enregistrements différents dans la BD). Nous voudrions éviter ce genre de situation et en arriver à ce qu’un affichage dans les deux langues puisse se faire de manière appropriée.
En conclusion, nous pouvons dire que la première phase de développement du catalogue MEGAPHONE a été réalisée avec succès. Elle nous a permis de voir (et aussi de prouver) à quel point un catalogue de données en ligne peut être utile. Les chercheurs ont dorénavant un outil de mise à jour de connaissances (ce qui est important pour lutter contre l’obsolescence des données) et de se maintenir conformes aux standards internationaux. Ce catalogue permet aux chercheurs (de plusieurs groupes) de travailler sur un système unique et de centraliser les informations, réduire les risques de pertes (échange par email) et les coûts de diffusion (impression papier); garantir l’intégrité, la sécurité et l’exactitude des données.
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