Comment personnaliser votre carte géographique ?

Carte Michelin 1910 : Lien

Représentations mesurées et images synoptiques d’un espace terrestre, les cartes ne se limitent pas à donner une forme aussi fidèle que possible du réel, elles le transforment. Elles guident les parcours et proposent parfois plusieurs solutions pour atteindre un même but. Deux types d’actions peuvent être considérés avec une carte. Un usage analytique sert au lecteur à se positionner sur le support et à localiser des informations situées à distance, à lire la carte. Un usage synthétique est ici considéré. Il s’agit de construire un parcours ou de personnaliser à l’aide d’outils et de techniques, tout cela bien sûr de manière électronique et de préférence gratuite ou mieux en open-source. Comment construire ma carte avec mes points d’intérêt, et bien sûr les faire connaitre à un public ?

Des couches d’informations et des légendes sont ajoutées à un fond généralement préexistant. Une sémiologie graphique est employée afin de rendre visible des éléments. Des marques et icônes, lignes, traits, couleurs, images, réseaux, ombres portées, symbolisent des lieux, des trajets, des aires, des reliefs. Une carte peut de nos jours être aisément personnalisée et partagée. Sans être un spécialiste mais armé de patience, le simple particulier dispose de nombreux outils tels qu’ordinateurs et smartphones.

Des sites web permettent la cartographie en ligne. Quelques solutions gratuites ou open-source sont ici décrites. Des logiciels de bureau incluent l’éditeur d’images vectorielles, le système d’information géographique (SIG). Les gestionnaires de contenus proposent des plugins dédiés à la géolocalisation. Question fonds de carte open-source, OpenStreetMap (OSM) semble se démarquer actuellement.

Plan

  1. Cartographie en ligne
  2. Inkscape
  3. Les systèmes d’information géographique
  4. Bibliothèques JavaScript cartographiques
  5. La 3D, cartes interactives et augmentées
  6. Géolocalisez à l’aide de votre gestionnaire de contenu
  7. Serveurs de cartes géographiques
  8. Navigation hors-ligne

Conclusion

1. Cartographie en ligne

Avec l’augmentation progressive de la puissance des ordinateurs et du débit, de multiples applications web sont récemment apparues, dédiées à la visualisation de cartes. La carte devient personnalisable en quelques clics. Plusieurs solutions existent.

  • Géoportail constitue une ressource de choix pour cartographier la France et ses territoires. Le particulièrement riche fond de carte inclue des photos satellite, la carte 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 peuvent être 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
  • Palladio, service web développée par Stanford, exposé par Jules Henri Greber et utilisé pour le projet Cirmath. Cette solution concerne essentiellement les universitaires amenés à étudier l’histoire dans ses aspects géographiques et sociaux : Lien
  • 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
  • Google Maps : Créez avec Exel une carte affichant la localisation d’une collection d’items : Wiki, Tutoriel
  • Bing Maps : Tutoriel, Lien
  • WorldMap, service libre, Harvard : Wiki, 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 deux logiciels, QGIS et de Google Earth sont ici évoquées.

3.1 QGIS

Adapté aux travaux des géomaticiens, cartographes professionnels et géographes, 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

3.2 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. Nasa Worldwind constitue un produit analogue. Les produits de la firme de Mountain View présentent l’avantage d’être en grande partie gratuits. Mais ils sont également propriétaires et susceptibles d’être modifiés ou abandonnés si le succès n’est pas au rendez-vous. Cependant, cela marche plutôt bien en ce moment pour les 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. 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 fusionnée 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 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

Google Earth Engine (GEE) est une plateforme de  cloud computing pour le traitement des images satellites et d’autres données d’observation géospatiale destinée essentiellement aux professionnels de l’information géographique. GEE fournit l’accès à des bases de données d’images et à la puissance informatique nécessaire au traitement de ces images en vue d’en extraire et synthétiser des informations nouvelles. Des questions hydrologiques, agricoles, d’urbanisme ou environnementales peuvent ainsi être abordés.

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

  • 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 critiques en provenance des agences gouvernementales de certains pays.
Vidéo 3:12, tutoriel GEE

4 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
  • 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

5 La 3D, cartes interactives et augmentées

Le cas plus général de la 3D appliquée à la conception de bâtiments ou d’objets est brièvement évoqué dans un autre article de ce blog. Cependant, comme nous l’avons vu avec Géoportail et Google Earth Studio, des solutions de cartographie tridimensionnelle émergent. Globe virtuel, réalité augmentée et photographiée 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

6 Géolocalisation à l’aide d’un gestionnaire de contenu

Des gestionnaire de contenu comme Omeka ou WordPress 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

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 se présenter d’avoir à 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

Conclusion

L’évolution de la cartographie se montre constante. Celle-ci n’a de cesse de devenir plus précise et d’investir de nouveaux médias, d’être disponible sur de nouveaux appareils, de changer de format pour devenir tridimensionnelle et augmentée. Et pourtant, la carte reste identique à elle-même. Elle peut être définie en 3 mots de cette géométrie dont elle est issue :

Une carte est un modèle isomorphe plan d’un espace réel ou imaginaire de plus vaste dimension.

Très bonne cartographie !

  • 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
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