Comment créer et personnaliser ma carte géographique ?

Carte Michelin 1910 : Lien

Représentations mesurées et vues synoptiques d’un espace généralement terrestre, les cartes ne se limitent pas à donner une image aussi fidèle que possible du réel, elles le transforment. Elles peuvent guider des parcours et proposer plusieurs solutions pour atteindre un même lieu. Deux types d’actions peuvent être considérés avec une carte. Un usage analytique sert au lecteur à se positionner sur la carte et à localiser les informations à distance. Il s’agit simplement de lire une carte, d’observer un positionnement et d’avoir une idée des alentours. Un usage synthétique est ici considéré. Il est de nos jours possible d’aisément modifier une carte existante pour la personnaliser et la faire connaître via le web. Comment construire ma carte avec mes points d’intérêt, et bien sûr la partager avec quelques amis et collègues ? Des services et logiciels de cartographie généralement gratuits ou open-source sont ici listés en 10 parties et testés de manière rapide.

  1. Cartographie en ligne
  2. Inkscape
  3. Les systèmes d’information géographique
    • 3.1 Google Earth
    • 3.2 QGIS
    • 3.3 ArcGIS Explorer
  4. Langages informatiques
    • 4.1 Bibliothèques JavaScript cartographiques
    • 4.2 Le langage R
    • 4.3 Python
  5. La 3D, cartes interactives et augmentées
  6. Géolocalisez à l’aide de votre gestionnaire de contenu
    • 6.1 Omeka Classic, plugin OpenMap
    • 6.2 Omeka S, plugin Mapping
    • 6.3 Avec WordPress
    • 6.4 GOGO Carto
    • 6.5 GeoCMS
  7. Serveurs de cartes géographiques
  8. Navigation hors-ligne
  9. Autres ressources
  10. Conclusion

1. Cartographie en ligne

Avec la mise au point du GPS, l’augmentation progressive de la puissance des ordinateurs et du débit des réseaux, les applications dédiées à la visualisation et à l’édition de cartes se sont multipliées. La carte devient personnalisable en quelques clics et des services gratuits sont proposés par divers acteurs :

  • Géoportail constitue une ressource de choix pour cartographier la France et ses territoires. Le particulièrement riche fond de carte comprend des photos satellite, les cartes IGN, les parcelles cadastrales, les cartes de Cassini, la carte d’État-major, des photographies aériennes datées de 1950 à 1965, des cartes géologiques. Le bouton 3D permet de visualiser les reliefs naturels depuis le navigateur. Pas de modèle 3D des bâtiments cependant. Les développeurs ne sont pas oubliés. Les données sont diffusées à l’aide des bibliothèques javascript Leaflet, OpenLayers, iTowns (IGN, 3D), Google Maps, Cesium (globe virtuel). Des kits de développement sont proposés (SDK) : Wiki, Lien, Doc développeur, Ma Carte
  • Umap est un logiciel web open source déployé en plusieurs instances en accès libre basé sur un fond OpenStreetMap. Ainsi, il est possible d’utiliser umap-openstreetmap.fr ou framacarte.org pour créer en une minute une carte et l’afficher sur le web. Des lots de données peuvent être importés ou exportés : Wiki, Umap, Framacarte
  • Khartis, créer des cartes en 3 étapes, export en PNG ou SVG. En ligne ou logiciel de bureau, Sciences Po. Applications universitaires : Lien
  • Magrit, application web, CNRS. Applications universitaires : Lien, Tutoriel
  • WorldMap, service libre, Harvard, solution libre basée sur ArcGIS : Wiki, Lien
  • Palladio, service web développée par Stanford, exposé par Jules Henri Greber et testé pour le projet Cirmath. Cette solution concerne essentiellement les universitaires amenés à étudier l’histoire dans ses aspects géographiques et sociaux : Lien
  • Google Maps : Créez avec Exel une carte affichant la localisation d’une collection d’items : Wiki, Tutoriel
  • Bing Maps : Tutoriel, Lien
  • HERE WeGo : Lien

Une carte interactive Umap : Voir en plein écran

2. Inkscape

Inkscape est un éditeur libre d’images vectorielles pour Windows, Mac OS X et Linux. Créez ou éditez des images vectorielles complexes telles que des illustrations, des diagrammes, des logos, des cartes. Les effet de pixellisation liés aux agrandissements n’apparaissent pas avec un tel format. Le format vectoriel supporté est principalement Scalable Vector Graphics (SVG). Doc, Vidéo 12:14, Lien

  • Télécharger et modifiez une carte vectorielle déjà existante : Lien

3. Les systèmes d’information géographique

Outils professionnels d’édition des cartes, les systèmes d’information géographique (SIG) peuvent être classés en logiciels libres, logiciels propriétaires gratuits et logiciels propriétaire payants. Le choix d’un logiciel ou d’une application web dédiée se pose lors de l’établissement d’une carte. Les fonctionnalités de quelques logiciels sont ici évoquées.

3.1 Google Earth

Google Earth Pro constitue le SIG historiquement le plus utilisé. Plus qu’un SIG, il s’agit en fait d’un globe virtuel, logiciel représentant ou modélisant en 3D la terre ou toute autre planète. Un autre produit analogue est Nasa Worldwind. Les produits de la firme de Mountain View présentent l’avantage d’être en grande partie gratuits. Mais ils sont également propriétaires et les droits d’usage peuvent être modifiés. Cela marche plutôt bien en ce moment pour ce SIG et tout un écosystème d’applications liées.

Les logiciels et applications web Google relatifs à l’exploration géospatiale et à l’imagerie satellite incluent en 2019 le logiciel de bureau Google Earth Pro, une interface web de création de vidéos géographiques Google Earth Studio. Les services Google Earth Engine, Google Earth VR, Google Earth Solidarité constituent quelques autres possibilités. Un simulateur de vol GeoFS conclue de manière ludique la série.

Un test de Google Earth Pro montre qu’il est possible d’aisément passer en zoomant sur un lieu de la 2D à la 3D et à Street View. La 3D présente une bonne définition en environnement urbain grâce à une couche générée à l’aide de photographies réalisées par avion et régulièrement renouvelées. Au niveau technique, une carte de profondeur est calculée par photogrammétrie et texturée avec des séries d’images sources, aboutissant à la création et au rendu du modèle 3D. La même interface permet d’explorer la terre, le ciel, mars ou la lune.

Google Earth Pro : l’interface utilisateur
Google Earth Pro : Street View de la Place Stanislas en octobre
Earth Pro : la lune, images de la NASA

Mais revenons sur terre. Avec Earth Studio, il est possible de manipuler une caméra et d’aisément produire une vidéo incluant des plans urbains animés.

Google Earth Studio : vue satellite de la ville de Nancy via Chrome exclusivement
Google Earth Studio, Nancy modélisé en 3D
Tour Thiers, une vue cavalière du modèle numérique de Nancy avec Google Earth Studio.
Vidéo, 8:08, imagerie 3D d’Earth Pro pour la cartographie

Le service Google Earth Engine (GEE) constitue une plateforme de  cloud computing dédiée au traitement des images satellites et autres données géospatiales visant essentiellement les professionnels de l’information géographique. GEE fournit l’accès à des bases de données d’images et à la puissance informatique nécessaire aux traitements en vue d’en extraire et synthétiser des cartes mises à jour. Des questions hydrologiques, agricoles, d’urbanisme ou environnementales peuvent ainsi être abordés.

Les universitaires, les ONG, les organismes gouvernementaux de même que des services de météorologie, des entreprises constituent les principaux publics visés. La plateforme héberge et rend public des collections d’images en provenance de Landsat (NASA) et Sentinel-2 (ESA) dont certaines datent de plus de 40 ans. Un exemple d’application accessible au grand public et fort spectaculaire est Timelapse. Des images issues de photographies satellites datées de 1984 à 2019 sont traitées et montrées de manière cinématographique. Il convient d’ôter de manière programmée la couverture nuageuse. Les images peuvent être explorées par date, donnant à la carte un intéressant aspect dynamique. Le service inclut :

  • L’environnement pour développeurs Earth Engine Code Editor. L’interface rend possible l’accès à des collections de programmes javascript. Ceux-ci peuvent être aisément modifiés et adaptés à l’aide d’un éditeur de code. Le bas de l’écran contient la carte qui s’affiche lors de l’exécution du code et de la réalisation des traitements dans le cloud.
  • Earth Engine API fournit la documentation sur l’API de GEE. Un environnement de développement Python rend possible la production d’images composites, sur lesquelles des traitements sont effectués.
  • Earth Engine Explorer propose une interface d’exploration de cartes traitées.
  • A noter cependant l’existence de controverses et de critiques en provenance des agences gouvernementales de certains pays.
Vidéo 3:12, tutoriel GEE

3.2 QGIS

Outil des géomaticiens, cartographes professionnels et géographes, le logiciel libre QGIS prend en charge un grand nombre de formats d’images vectorielles parmi lesquelles Shapefile (extension .shp). Il supporte également les formats raster / matriciel comme TIFF, le format d’image comprimée JPEG avec les limites liées à la pixellisation aux forts grossissements. Un système payant concurrent ArcGIS (Esri) constitue une alternative (consulter Huma-Num pour l’obtention d’une licence). Créez, éditez, visualisez, analysez et publiez des informations géographiques sur Windows, Mac, Linux, BSD (et bientôt Android), Test version 3.4, Wiki, Doc, Vidéo 23:07, Lien

Les communes françaises avec QGIS

3.3 ArcGIS Explorer

ArcExplorer is a lightweight data viewer from ESRI for maps and GIS data in these formats:

  • ESRI Shapefile
  • ArcInfo coverages
  • ArcSDE layers
  • Images
  • ArcIMS Services (e.g., Geography Network sources)

ArcExplorer performs a variety of basic GIS functions, including display, query, and data retrieval applications. The ArcExplorer installation can be freely distributed on spatial data CDs so recipients can view data effectively. Esri regards ArcGIS Explorer as superseding ArcExplorer.

4. Langages informatiques

La plupart des langages informatiques intègrent des fonctionnalités de traitement et d’affichage de données géographiques essentiellement couplés à des bases de données relationnelles. Les langages Javascript, R et Python semblent cependant se distinguer actuellement.

  • Enquête Kaggle 2018: Cartes des langages de programmation et répartition des problèmes de reproductibilité, 2019, anonyme : Lien

4.1 Bibliothèques JavaScript dédiées à la cartographie

Fabriquez vos propres cartes et animez les avec Javascript. Exploitez les possibilités d’OpenStreetMap, de GoogleMaps et de BingMaps.

  • OpenLayers is an open-source JavaScript library for displaying map data as tile in web browsers : Wiki, Lien. Exemples avec Bing maps, avec Here maps, avec ArcGIS esri, surcouche OpenCycleMap et OpenSeaMap.
  • Leaflet is an open-source JavaScript library for mobile-friendly interactive maps : Exemples, Wiki, Lien
  • Mapzen : open source mapping platform company focused on the core components of geo platforms, including search (geocoding), rendering (vector tiles), navigation/routing, and data. Mapzen’s components are used by OpenStreetMap, CartoDB, and Remix, amongst others.
  • État de l’art des API Web Cartographiques : Lien
  • TileMil, pour fabriquer et styler vos propres cartes : Lien
  • Mapbox, avec OSM : Lien
  • ngeo is a JS library that aims to ease the development of applications based on AngularJS and OpenLayers : Lien
  • Google Maps dispose d’une API JavaScript. La production de cartes complexes et personnalisées devient possible : Tutoriel

4.2 Le langage R

Le langage R se montre fréquemment utilisé dans une variété de domaines relativement éloignés des mathématiques comme l’histoire ou la géographie, mais reliés par le concept de géomatique.

  • Géomatique avec R, 2022, Timothée Giraud & Hugues Pecout : Lien
  • Cartographie avec R, 2022, Timothée Giraud & Hugues Pecout : Lien
  • Le nouveau rideau de fer, Un exemple de carte en 2,5D, 2021, Nicolas Lambert, RZine : Lien
  • GIS and mapping, A lecture on the GIS and mapping ecosystem of R, 2021, Robin Lovelace & Jakub Nowosad : Lien
  • Using Geospatial Data to Inform Historical Research in R, 2021, Eric Weinberg, The programming historian : Lien

4.3 Python

  • Web Mapping with Python and Leaflet, 2021, Kim Pham, The programming historian : Lien
  • Visualizing Data with Bokeh and Pandas, 2021, Charlie Harper, The programming historian : Lien

5. La 3D, cartes interactives et augmentées

Cependant, comme nous l’avons vu avec Géoportail et Google Earth Studio, des solutions de cartographie tridimensionnelle émergent. Globe virtuel, réalité augmentée et photographiée, 2,5D et 3D, animations en tous genres suscitent de l’intérêt.

  • Google Street View : Lien
  • Google Earth VR : Lien
  • Google Maps Augmented Reality, attention la marche ! : Lien
  • WebGL, avec Earth API : Lien
  • Cesium, bibliothèque javascript pour visualiser un globe virtuel : Cesium.js
  • Introducing harp.gl – 3D Vector Maps for the Web, 2019, Dylan Babbs : Lien
  • Urban Computing Foundation : Lien

6. Les gestionnaires de contenu

Des gestionnaires de contenu comme Omeka, WordPress et d’autres rendent possible la géolocalisation d’items (événements, personnes, entreprise ou institution, document). Des “plugins” encore appelés “extensions” ou “modules” viennent augmenter les possibilités de ces logiciels.

6.1 Omeka Classic, plugin OpenMap

Les items géolocalisés peuvent s’avérer parfois nombreux et peu commodes à visualiser sur une carte. Un plugin nommé OpenMap a été mis au point aux Archives Henri Poincaré pour rendre immersive l’expérience utilisateur. OpenMap dépend pour son fonctionnement de l’installation préalable du plugin Geolocation. Le fonctionnement est le suivant: le serveur de tuiles d’OpenStreetMap fournit en retour d’une requête des images de cartes à différentes échelles. Les géolocalisations des items sont entrées manuellement avec Geolocation qui se base pour son fonctionnement sur les API de Google Maps. Une présentation des principes de fonctionnement se trouve ici : Lien

Le site des “Archives de l’Institut d’Archéologie Classique de Nancy” : Lien

OpenMap est mis en place sur plusieurs sites des AHP :

  • Archives de l’Institut d’Archéologie Classique de Nancy, Samuel Provost : Lien
  • Archives Bourbaki : Sources pour l’histoire, Christophe Eckes : Lien
  • Bata Data : archives du site d’Hellocourt, Martine Paindorge : Lien
  • ProsopoMaths : Carte de l’annuaire Laisant, Laurent Rollet : Lien

6.2 Omeka S, plugin Mapping

L’extension Mapping ajoute des fonctionnalités de cartographie au gestionnaire de contenu Omeka S orienté web de données. Mapping est documenté en anglais et fait partie de la bibliothèque officielle des extensions : Aide, Lien

6.3 Avec WordPress

  • Plugins wordpress de cartographie, avec OpenStreetMap : Lien
  • Un plugin recommandé, Leaflet Maps Marker, compatible Google Maps, OpenStreetMap et Bing Maps : Lien

6.4 GOGO Carto

Créé par le collectif Pixel Humain, GoGoCarto permet de publier un site contenant des cartes personnalisées et possibles à modifier de manière participative. Les visiteurs parcourent la carte pour visualiser les données visualisées sous forme de marqueurs. Un clic sur un marqueur permet d’accéder à la fiche contenant ses informations détaillés (adresse, catégorie du marqueur, commentaires, horaires d’ouverture, etc.) ainsi que d’afficher les actions liées au marqueur (enregistrer le marqueur, générer un itinéraire, proposer des modifications, signaler une erreur, envoyer un mail si disponible, etc.).

  • Site officiel : Lien
  • Documentation : Lien
  • Code source (Symfony4, MongoDB, Typescript) : Lien

6.5 GeoCMS

GeoCMS is a complete open source solution that allows for the vizualisation of geospatial data on the web built with Ruby on Rails, AngularJS and LeafletJS. It was built to make it easier for people to consume geospatial data from multiple data sources that are Open Geospatial Consortium-compliant like GeoServer, MapServer : Lien

  • You can see real-world applications built with GeoCMS at indigeo.fr

7. Serveurs de cartes géographiques

Plusieurs outils libres permettent aux professionnels de la cartographie de créer des serveurs de cartes géographiques.

  • MapServer est un environnement de développement libre permettant de construire des applications internet à référence spatiale. Il peut être utilisé pour réaliser des applications Web, mais également pour publier des services Web conformes aux recommandations de l’Open Geospatial Consortium (WMS, WFS, WCS). Fonctionne également sur tous OS (Windows, Linux, Mac OS X) : Lien
  • GeoServer est une serveur open-source écrit en Java qui permet le partage, le traitement et l’édition de données géospatiales. Le logiciel a évolué pour devenir une méthode de connexion entre données existantes et globes virtuels tels que ceux fournis par Google Earth, la NASA World Wind, Google Maps et Bing Maps. Intègre la bibliothèque javascript OpenLayers. Implémente le protocole WMS (Web Map Service). Utilisé par l’IGN : Wiki, Lien
  • Mapnik est un logiciel open-source de cartographie pour la fourniture de cartes, disponible en outil de bureau pour tous OS, ou bien en version serveur. Le logiciel très rapide est écrit en C++. L’un de ses utilisateur est le projet OpenStreetMap (OSM). Le logiciel assure le service de tuiles. Intégration possible à Leaflet : Wiki, Lien
  • Kosmtik. Very lite but extendable mapping framework to create Mapnik ready maps with OpenStreetMap data (and more). For now, only Carto based projects are supported (with .mml or .yml config), but in the future we hope to plug in MapCSS too.
  • Fournisseurs privés de cartes spéciales : Stamen, CARTO
Carte dynamique de l’activité sismique des derniers jours en vue accélérée, avec Kosmtik, Mapnik, OpenStreetMap : Lien

8. Navigation hors-ligne

Il peut s’avérer nécessaire dans certaines circonstances de travailler en mode déconnecté. Des cartes OpenStreetMap peuvent être embarquées dans un appareil quelconque comme un RaspBerry pi pour effectuer par exemple des saisies sur le terrain. Des solutions commerciales, partiellement gratuites et également libres sont possibles :

  • OsmAnd, version Android gratuite, Java, C++ : Lien
  • Navit is a free and open-source, modular, touch screen friendly, car navigation system with GPS tracking, realtime routing engine and support for various vector map formats. It features both a 2D and 3D view of map data : Lien
  • geo-poppy, pour Raspberry Pi 3 : Lien

9. Autres ressources

  • Map Projection Transitions, 2015, N Xiao : Lien
  • OpenStreetMap : Lien
  • OpenAdresses : Lien
  • Transitland (transports) : Lien
  • Geonames : Lien
  • Mapzen : Lien
  • Les SIG et les technologies de l’information et de la communication, 2010, Lien
  • Cartographie numérique pour débutant, J. Daniel, 2015, Lien
  • Quels outils pour la cartographie numérique avec les élèves ? ENS Lyon, 2017 : Lien
  • IGN, remonter le temps et comparer : Lien
  • data.gouv.fr : Découpage administratif communal français issu d’OpenStreetMap, couches à télécharger, Lien
  • JADIS, plans de Paris de 1760 à 1949, BnF DataLab : Lien
  • Cherchez une ballade avec Visorando : Lien

Conclusion

Quelques unes des possibilités actuelles de la cartographie grand public sont entrevues. Un aperçu global se montre délicat car l’évolution du domaine s’avère constante. La carte n’a de cesse de nous échapper, de devenir plus précise et d’investir de nouveaux médias, d’être disponible sur de nouvelles applications, de changer de format pour devenir tridimensionnelle et augmentée, participative, programmable. Et pourtant, l’outil reste identique à lui-même, possiblement défini en 3 mots de cette géométrie dont il tire ses origines, simple modèle isomorphe plan d’un espace réel ou imaginaire de plus vaste dimension. Très bonne fabrication de votre carte !

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