draft - geoSAS - Agrocampus Ouest
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1. L originalit de l outil propos consiste en l int gration de traitements WPS geOrchestra Chaque fonction de MNTSurf pouvant tre con ue comme un WPS le fonctionnement du WPS bassin versant BV pr sent ici pourra tre g n ralis l ensemble des fonctions MNTSurf Outre le fait de simplifier l acc s au calcul des bassins versants simple clic dans un navigateur l int gration du WPS BV une IDG sous la forme d une extension addon permet de rendre les donn es en entr e et sortie interop rables La figure 1 r sume les diff rents types de flux entre les modules ainsi que les solutions logicielles utilis es Orchestra Client side libraries OGC flow between client amp server APIs Server side softwares We Y MapServer external elcre Q ceoserver ETS coce AR fours w Ext JS MNTSurf OpenLayers J internal OGC amp Q Geoserver server Figure 1 Sch ma fonctionnel synth tique de l architecture int grant l addon et le WPS BV Fonctionnement Param trage L addon WPS BV est param trable via le menu Bassin Versant Param tres Il est ainsi possible de modifier le MNT utilis en entr e du calcul la superficie minimum des BV calcul s le mode de lissage des contours de la couche produite le zoom automatique ou non sur la couche produite Ex cution L addon WPS BV se lance partir du menu Bassin Versant accessible via la barre d outils du vi2. WPS Bassin Versant Un outil de mod lisation hydrologique int gr une Infrastructure de Donn es Spatiales R B ra H Squividant P Aurousseau lAgrocampus Ouest F 35000 Rennes France 2INRA UMR1069 Sol Agro et hydrosyst me Spatialisation Rennes France 3Universit europ enne de Bretagne France 4Conseil Scientifique de l environnement de Bretagne R sum Nous proposons de rendre les outils d analyse hydrologique d velopp s dans notre UMR disponibles au travers d une Infrastructure de Donn es Spatiales web interop rable L approche utilis e est celle du d veloppement d extensions addons pour la plateforme OGC geOrchestra Ces addons permettent le d chenchement d algorithmes et la r cup ration en temps r el des r sultats via la norme OGC WPS Nous pr sentons ensuite l exemple du WPS Bassin Versant et son mode de fonctionnement Nous mettons en particulier en vidence que l usage des normes OGC permet simplement partir d une application web accessible par un simple navigateur de lancer le traitement distant sur un serveur de processus de donn es distantes sur un serveur cartographique pour en afficher le r sultat et le cas ch ant de le d poser sur un serveur cartographique tiers ABSTRACT Our proposal is to make accessible the hydrology analysis tools that were developed by our rersearch team in the past years through an interoperable Spatial Data Infrastructure To this aim we chose
3. doc un org DocBox docbox nsf GetFile OpenAgent amp DS A 64 L 63 REV 1 amp Lang F amp Type PDF SdB 2013 Sols de Bretagne Websol Bretagne http tiny cc geosas sdb Squividant H 1994 MNTSurf logiciel de traitement des mod les num riques de terrain Document E N S A R Tortrat F Aurousseau P Squividant H Gascuel Odoux C Cordier M O 2004 Mod le Num rique d Altitude MNA et spatialisation des transferts de surface utilisation de structures d arbres reliant les exutoires de parcelles et leurs surfaces contributives Bulletin SFPT 172 p 128 136 Vidae 2009 VIsualisation de Donn es Agro Environnementales http tiny cc geosas vidae2009 Vidae 2013 http tiny cc vidae2013 Vinson J 2003 Calculs des flux annuels et des flux sp cifiques annuels d azote nitrique des principaux fleuves et rivi res de Bretagne Bretagne Environnement http www bretagne environnement org Media Documentation Bibliographies Calculs de s flux annuels et des flux specifiques annuels d azote nitrique des principaux fleuves et rivieres de Bretagne
4. a a n i u 21004520 LE FREMUR PLESLIN TRI 274380 2403800 Htt hydro eautrance f stat 3800 Zoom Export CSV fig 2 L addon BV et le r sultat du WPS BV dans le visualiseur R utilisation Si la mise disposition de l addon BV sur G oSAS r pond en premier lieu des besoins issus de la communaut scientifique voire de certains gestionnaires de l eau sa diffusion largie incomberait plus naturellement des IDG g n ralistes d inter t public comme le sont les portails r gionaux C est ce qui a conduit G oBretagne 2013 proposer cet outil au grand public facilitant au passage sa visibilit aupr s de publics plus sp cifiques gestionnaires de l eau Un tel d ploiement est transposable sans difficult particuli re sur toute IDG de type geOrchestra c est le cas de G oBretagne et ne n cessiterait qu un d veloppement d interface c t client pour les autres IDG aux normes OGC Conclusion Nous avons d montr l utilisation dynamique d une fonction d analyse hydrologique via un navigateur web faisant un usage intensif des standards OGC par un recours exclusif aux logiciels libres et tirant avantage d IDG ouvertes Cette approche est g n ralisable d autres fonctions et outils d analyse suivant le m me principe l utilisation concomitante de donn es distantes disponibles sur un serveur cartographique aux normes OGC d une part et de processus d analyse et ou de mod lisation spatiale accessible
5. Camp To Camp suivant le cahier des charges de Geobretagne l IDG r gionale op r e conjointement par la DREAL Bretagne et la r gion Bretagne lequel imposait comme bases l utilisation de logiciels Open Source Geoserver Geonetwork Openlayers etc et le versement du code d velopp sp cifiquement en particulier le visualiseur mapfishapp la communaut Open Source dans le but d en assurer la perennit l volutivit int gration facile des innovations et mises jour par exemple services de processus pour la publication largie d outils de m thodes et de mod les On peut aussi ajouter la volont l UMR SAS de valoriser et partager le plus largement possible l expertise accumul e en recherche et mod lisation hydrographique et faciliter l acc s aux outils d velopp s en interne Publics vis s Les publics int ress s par la mise disposition d outils hydrologiques sont vari s les chercheurs mod lisation hydrologique et des transferts des polluants meilleure compr hension du cycle de l eau les gestionnaires de l eau institutions publiques nationales collectivit s locales et commissions locales de l eau etc qui ont pour missions le suivi de qualit et de la disponibilit de la ressource en eau le grand public vulgarisation partage des connaissances conform ment la convention d Aarhus 1998 Technologie Nos choix technologiques sont les suivants geOrch
6. c primordial d am liorer l interop rabilit des syst mes et des outils pour offrir aux utilisateurs une infrastructure de donn es g ographiques permettant l acc s aux donn es sur le territoire l appropriation et l utilisation d outils d analyse et de mod les par des utilisateurs techniciens ou non Nous pr sentons dans cet article une int gration l architecture de donn es spatiales ADS geOrchestra 2009 de fonctions devant faciliter la gestion de la ressource en eau et illustrons cette approche par l exemple du calcul des contours topographiques des bassins versants Partager les donn es et les outils Les contextes technique et l gislatif sont en faveur du partage des donn es et outils directive INSPIRE 2007 disponibilit et accessibilit de la donn e publique Open Data et service public de la donn e au niveau national DGF 2011 mais aussi international et local DC 2013 Open Geospatial Consortium pour l interop rabilit des syst mes et l change des flux OGC 1994 ce contexte s ajoutent d autres crit res qui plaident en faveur du partage l ouverture logiciel libre donn es et outils ouverts l interop rabilit OGC d veloppement inclusif la modularit conception par briques logicielles substituables d ploiement la carte geOrchestra est une architecture de donn es spatiales initialement d velopp e par la soci t
7. estra Nous utilisons l Architecture de Donn es Spatiales ADS Open Source geOrchestra 2009 instanci e en l Infrastructure de Donn es G ographiques IDG G oSAS 2010 qui s appuie sur trois modules principaux Geonetwork catalogue Geoserver serveur cartographique Mapfishapp visualiseur int grant OpenLayers GeoExt ExtJS Web Processing Service Nous tendons les fonctionnalit s de geOrchestra en utilisant la norme WPS OGC WPS standard 2007 G oSAS 2013a laquelle pr cise les modalit s des entr es sorties entre clients et serveurs web pour les outils et mod les appliqu s aux donn es g or f renc es MNTSurf Les fonctions mises en WPS ont leur origine dans le logiciel MNTSurf Squividant 1994 Aurousseau et Squividant 1996 1997 G oSAS 2013b d velopp l UMR SAS d di aux traitements sur les mod les num riques de terrain MNTSurf comporte en particulier des fonctions de calcul du contour du bassin versant l amont d un point donn comme exutoire par d finition tout coulement de surface dans le bassin versant converge vers cet exutoire MNTSurf Unit de Recherche Mixte INRA Agrocampus Ouest 1069 Sol Agrohydrosyst mes et Spatialisation http www rennes inra fr umrsas INRA Institut National de la Recherche Agronomique est la base de nombreuses recherches l UMR SAS Beaujouan et al 2001 2002 M rot et al 2003 Tortrat et al 2004 CSEB 2008
8. g Elsevier Vol 137 1 p 93 105 Beaujouan V Durand P Ruiz L Aurousseau P Cotteret G 2002 A hydrological model dedicated to Topography based simulation of nitrogen transfer and transformation Rationale and application to the geomorphology denitrification relationship Hydrological Processes Vol 16 2 p 493 507 Castronova A M Goodall J L Elag M M 2013 Models as web services using the Open Geospatial Consortium OGC Web Processing Service WPS Standard Environmental Modelling amp Software Vol 41 March 2013 p 72 83 Chafcha i A Bargeot L 2013 Document de synth se des travaux de l axe 5 du RMT Sols et Territoires Mettre Disposition des Donn es Sols sur les Territoires Document de travail Chambre r gionale d Agriculture Rh ne Alpes et AgroSup Dijon EDUTER CNERTA DISI CSEB 2008 Portail cartographique diffusant des informations sur la qualit des eaux nitrate pesticides des bassins versants de Bretagne Conseil Scientifique de l Environnement de Bretagne CSEB Aquascop Bureau d tude http tiny cc geosas cseb DC 2013 DataCatalogs org Data Catalogs Dot Org aims to be the most comprehensive list of open data catalogs in the world It is curated by a group of open data experts from around the world A project initiated during the Open Knowledge Foundation Conference 2011 http datacatalogs org DGF 2011 datagouv fr Plateforme fran aise d ouverture de
9. hydrologiques une s lection a t r alis e La table attributaire de la s lection est visible en bas d cran et les objets correspondant sont surlign s en orange sur la carte Les stations s lectionn es sont les exutoires de bassins versants de superficie sup rieure 500 hectares champ bv dans la table attributaire associ e visible dans la derni re colonne affich e On acc de ensuite l addon BV par le menu d roulant bassin versant option calcul BV depuis s lection lequel d clenche la requ te WPS Le r sultat c est dire les bassins versants ayant pour exutoire les stations de la s lection est ensuite ajout sous la forme d une couche OGC apparaissant en bleu sur la carte et ayant un nom de la forme bv date heure visible dans la liste des couches disponibles AIR A al L gende Espace de iravai Couches disponibles 5 E bv 20131205 153903 e actes 1 267 1 559 082 264 source geowww agrocampus 0 amp Bretagne Stations 7 actons gt f 1 267 1 559 082 264 source geowww agrocampus 0 amp OpenStreetMap CE Q Actions 1 1 066 1 34 942 572 source osm geobretagne fr a 1 1091958 x 20km Coordonn es en WGS 84 Lon 3 14544 Lat 48 59571 w code Ivete pe x y fiche iv LL m mr TR ET RUE me 7 ue DER A S mr 114 35212110 LE BLAVET PLOUNEVEZ D 187150 2384101 tip hvdro eaufrance fristati 10400 T a Meme ci
10. our la Bretagne SdB 2013 La disponibilit future de WPS nombreux et vari s rend pertinente la question du cha nage ou s quentialisation des WPS Cette approche permettra par exemple de construire des traitement complexes WPS et addon de mod lisation faisant appel de fa on ordonn e ses WPS constitutifs L utilisateur pourra ainsi par exemple extraire automatiquement la composition des sols sur un bassin versant par simple clic sur son exutoire C est pourquoi nous mettons cette probl matique au c ur de nos d veloppements futurs Bibliographie Aarhus 1998 Convention d Aarhus http www unece org fileadmin DAM env pp documents cep43f pdf Aurousseau P Squividant H 1996 Use of tree and graph structures for computation modelling of derived variables in digital elevation model software http tiny cc spanum use of tree Unit de Recherche Mixte INRA AgroM IRD Laboratoire d tude des Interactions Sol Agrosysteme Hydrosyst me AgroM cole Nationale Sup rieure Agronomique de Montpellier IRD Institut de Recherche pour le D veloppement http www umr lisah fr Aurousseau P Squividant H 1997 Correction of Digital Elevation Models using drainage pattern constraints http tiny cc spanum correction of DEM Beaujouan V Durand P Ruiz L 2001 Modelling the effect of the spatial distribution of agricultural practices on nitrogen fluxes in rural catchments Ecological Modellin
11. s donn es publiques Etalab gouvfr Service du Premier Ministre Charg de l Ouverture des Donn es Publiques http www data gouv fr A propos Directive INSPIRE 2007 http inspire jrc ec europa eu Feng M Liu S Euliss N H Young C Mushet D M 2011 Prototyping an online wetland ecosystem services model using open model sharing standards Environmental Modelling amp Software Vol 26 Issue 4 April 2011 p 458 468 G oBretagne 2013 http geobretagne fr geOrchestra 2009 http www georchestra org G oSAS 2010 http tiny cc geosas G oSAS 2013a Les WPS en bref http tiny cc geosas les WPS en bref G oSAS 2013b Un peu d histoire MNTSurf http tiny cc geosas MNTSurf G oSAS 2013c Addon et WPS Bassin Versant Fonctionnement et mode d emploi http tiny cc geosas addon wpsbv G oSAS 2013d http tiny cc geosas wps metadonnee G oSAS 2013e http tiny cc geosas demo2013 M rot P Squividant H Aurousseau P Hefting M Burt T Maitre V Kruk M Butturini A Thenail C Viaud V Testing a climato topographic index for predicting wetlands distribution along an European climate gradient Ecological Modelling 163 p 51 71 2003 OGC 1994 Open Geospatial Consortium http www opengeospatial org OGC WPS standard 2007 http www opengeospatial org standards wps ONU 2010 Projet de r solution A 64 L 63 Rev l de l Organisation des Nations Unies http
12. s sur un serveur de processus distant lui aussi OGC compatible d autre part afin d ex cuter un traitement spatial b n ficiant au passage des performances propres du serveur dont le r sultat peut tre d pos sur un serveur cartographique OGC tiers et visualis en temps r el dans le navigateur web client On effectue ainsi un traitement spatial sur des donn es d localis es l aide de processus eux aussi d localis s Perspectives Ces travaux peuvent tre tendus la mise disposition de l ensemble des fonctions issues de MNTSurf dont un certain nombre sont d j disponibles en WPS avec pour effet une accessibilit maximale en particulier par l interm diaire d addons geOrchestra mais aussi via tous clients WPS comme par exemple celui du syst me d information g ographique QGIS Il s agit en particulier de proposer en WPS des outils faisant le lien entre mod lisation et mesures en temps r el comme la Macro Flux Vinson 2003 D autre part plusieurs addons sont d j op rationnels comme celui d velopp conjointement avec l UMR LISAH dans le Projet de Visualisation des Donn es AgroEnvironnementales Vidae 2009 2013 ou sur la liste des WPS en cours de finalisation Enfin l usage des WPS n est pas r serv l hydrologie nous proposons ainsi un addon et son WPS associ d interrogation de bases de donn es sur la composition des sols projet Websol Chafchafi et Bargeot 2013 et sa d clinaison p
13. sualiseur Il accepte 4 types d entr es distinctes 1 un clic souris en tout point de la carte 2 une s lection d objets dans une couche WMS diffus e par un serveur OGC tiers 3 une r f rence une couche WMS dans ce cas les donn es transitent uniquement entre le serveur OGC et le serveur de WPS 4 un fichier au format GML import dans le visualiseur partir du poste de l utilisateur R sultat Une fois calcul e la couche produite par le WPS BV est automatiquement d pos e sur un serveur OGC d di puis est ajout e comme une couche WMS la liste des couches disponibles De ce fait elle b n ficie des fonctionnalit s OGC du visualiseur comme l affichage WMS le t l chargement au format SHAPE WFS les requ tes spatiales ou attributaires WMS WFS la cr ation de style SLD la sauvegarde de contexte WMC etc Le menu de l addon comporte une aide G oSAS 2013c qui en d taille plus compl tement le fonctionnement et pr cise la succession des flux OGC correspondant La fiche de m tadonn es de service correspondante peut aussi tre affich e et consult e G oSAS 20134 Exemple La figure 2 illustre l utilisation de l addon et du WPS BV dans l interface disponible sur le site G oSAS G oSAS 2013e Plusieurs couches de donn es y sont charg es WMS et visibles fond OpenStreetMap stations hydrographiques de Bretagne Toutes sont disponibles en flux OGC sur G oBretagne Parmi les stations
14. to develop addons for the geOrchestra OGC compliant platform Such addons trigger algorithms and retrieve their output in real time through OGC standard WPS We then introduce a watershed WPS addon and its functioning modes In so doing we exemplify the fact that the use of OGC standards make it straightforward and transparent to the user operating a common web browser to remotely trigger a process on a distant server then applied to distant data present on a remote cartographic server and drop the outcome on a third part cartographic server while visualising it all on a browser Mors ci s normes OGC Web Processing Service addon Infrastructure de Donn es Spatiales geOrchestra MNTSurf mod lisation hydrologique bassin versant KErworps OGC standards Web Processing Service addon Spatial Data Infrastructure geOrchestra MNTSurf hydrological modelling watershed Introduction Le d veloppement des solutions de g omatique web permet la diffusion des donn es g ographiques et d outils d analyse spatiale en temps r el l ensemble des publics concern s De nombreux outils conceptuels et logiciels ont t r cemment d velopp s dans ce domaine y compris dans le domaine de la mod lisation hydrologique Feng et al 2011 Castronova ef al 2013 Or trop souvent encore ceux ci s int grent imparfaitement les uns aux autres ou font un usage limit ou partiel des possibilit s offertes par les standards actuels Il est don
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