Cette semaine, la narration cartographique que j'ai retenue concerne les grandes maladies chroniques en France et les inégalités sanitaires que seule une représentation cartographique peut révéler. Cette Story Map, réalisée par Philippe Tavaud un collègue d'Esri France, fait suite à la publication en 2008 dans le Nouvel Observateur d'un dossier spécial "Les maladies Région par Région" et à la lecture du livre "Toxique Planète" d'André Cicolella.
D'un point de vue technique, cette narration cartographique est basée sur le modèle d'application "Map Journal" d'ArcGIS Online. L'application et ses contenus sont hébergés sur ArcGIS Online.
Je termine aujourd'hui cette série d'articles consacrés à l'utilisation de la 3D dans un SIG. Ce 5ème et dernier article sera consacré aux outils de visualisation 3D et aux capacités de diffusion des données de votre SIG 3D. Comme pour les articles précédents, l'objectif est à la fois de lister les fonctionnalités attendues d'un SIG 3D sur ces thèmes et d'illustrer comment celles-ci sont implémentées dans ArcGIS.
Un SIG complet est composé de multiples applications adressant les environnements bureautiques, web (navigateur) et mobiles (les apps natives). La donnée 3D doit être accessible sur ces différents environnements sans que l'utilisateur n'ai à réaliser de changement de format ou à redéfinir les propriétés de rendu des différentes couches constituant son contexte 3D. Aujourd'hui, aucun SIG ne propose une chaîne complète et directe allant des outils de préparation d'une scène 3D jusqu'à son exploitation "anywhere, anytime, on any device". Seule la plateforme ArcGIS est en passe d'offrir cette capacité dans les prochains mois avec les versions 10.3.1 et 10.3.2. Avant de détailler ces options de diffusions, commençons par présenter les différentes applications permettant la visualisation
Les outils de visualisation 3D bureautique
ArcGIS propose différentes applications bureautiques pour visualiser des données 3D. Selon les plateformes, ces applications proposent en plus les outils de conception, de mise à jour ou d'analyse évoqués dans mes précédents articles.
Sur les postes bureautiques, plusieurs applications ArcGIS sont disponibles. Certaines sont présentes depuis de nombreuses années, d'autres sont plus récentes. Elles ont toutes en communs de pouvoir préparer le rendu 3D de plusieurs couches et de constituer une scène 3D sur un territoire qui peut être très local (un bâtiment) ou très global (une ville, une région, un pays, ....). Chaque application a des spécificités que je résume ci-dessous.
ArcGlobe et ArcScene:
Ces deux applications fonctionnant sous Windows sont fournies avec l'extension 3D Analyst et permettent notamment l'affichage et la navigation dans vos données SIG 3D.
ArcGlobe, comme son nom l'indique, est plutôt destinée à l'affichage de scènes 3D globales (sur un Globe). L'application utilise une projection adaptée à des données sphériques. Capable d'afficher des volumes de données très important, cette application dispose d'un système de cache très performant basé sur la rasterisation des entités des couches vectorielles qui permet l'affichage avec une qualité adaptée à l'échelle et permet ainsi une navigation et un affichage très rapides. ArcGlobe propose des fonctions avancées de navigation (multi-fenêtrage, survole, ...) et de production de vidéos.
L'application ArcGlobe
ArcScene est une application plutôt adaptée à l'affichage de scènes plus locales contenant des données vectorielles et raster 3D. ArcScene permet l'utilisation de système de coordonnées planaire de son choix pour s'adapter au mieux au contexte local. Basé sur OpenGL, ArcScene prend notamment en charge la cartographie des entités multipatch texturées et les symbologies complexes sur les entités 3D linéaires. A la différence d'ArcGlobe, ArcScene charge l'ensemble des données en mémoire et n'utilise par de cache ce qui permet, entre autres, un rendu vectoriel des couches d'entités (points, lignes, polygones, multipatch).
L'application ArcScene
ArcGIS Pro
ArcGIS Pro est une nouvelle application d'ArcGIS Desktop qui combine le meilleur d'ArcGlobe et ArcScene notamment pour l'affichage et la diffusion de données 3D. Il permet en particulier de passer, à la volée d'une approche globale (Globe dans un système de coordonnées sphérique) à une approche locale (Scène dans un système de coordonnées planaire) en un clic. combinant des visualiseurs 2D et 3D au sein d'une seule et même application, ArcGIS Pro facilite l'affichage en 3D y compris à partir de données SIG 2D. ArcGIS Pro dispose d'un moteur d'affichage 3D totalement nouveau (utilisant DirectX ou OpenGL) et de capacité spécifique pour transformer à la volée, via des règles procédurales, des entités 2D/3D en modèles 3D.
1 million de bâtiments 3D et information de traffic sur l'ensemble de la région Ile de France affichés dans ArcGIS Pro
Une autre différence importante entre ArcGIS Pro et les applications ArcScene/ArcGlobe concerne la conception de mises en page. ArcGIS Pro permet la création de mises en page évoluées dans lesquelles les vues 2D et 3D peuvent être combinées.
Mise en page ArcGIS Pro contenant une carte 2D et une scène 3D
CityEngine
L'application CityEngine est une application indépendante d'ArcGIS Desktop qui a pour principal objectif de permettre la production de modèles 3D en appliquant des règles procédurales à des données 2D, en important des fichiers 3D existants ou en les dessinant interactivement. Même si cette application n'est pas purement dédiée à la visualisation 3D, elle peut tout de même être évoquée car elle permet de concevoir (et donc de visualiser) des scènes 3D de manière interactive, notamment en faisant évoluer les paramètres des règles de génération des modèles 3D et ainsi proposer des rendus très différents à partir des même données en entrée.
Génération et visualisation de modèles 3D urbains à l'aide de règles procédurales dans l'application CityEngine
Les contextes 3D créées avec CityEngine sont des scènes (locales) projetées dans un système de coordonnées planaires. Ces dernières peuvent contenir un MNT, une orthophoto (ou tout autre image) et des objets vectoriels 3D texturés ou non. A la différence d'ArcGlobe ou d'ArcGIS Pro, CityEngine supporte un nombre limité d'entités 3D (jusqu'a quelques dizaines de milliers) selon leur complexité et selon la configuration de la machine utilisée. On notera aussi, qu'à la différence des applications d'ArcGIS Desktop, CityEngine est disponible dans les environnements Windows, Mac et Linux.
Scène 3D sur le quartier de Versailles-Chantier dans CityEngine
Au delà des besoins avancés de manipulation et de visualisation de données 3D pris en charge par les applications bureautiques comme celles évoquées précédemment, un SIG 3D doit pouvoir couvrir des besoins plus simples de consultation. En effet, un SIG 3D complet doit fournir des solutions légères pour la consultation de scènes 3D depuis un simple navigateur web ou via une application sur une tablette, un smartphone ou un poste bureautique.
Les outils de visualisation web
Les évolutions technologiques récentes et la normalisation du W3C autour de WebGL pour la prise en charge des capacités 3D des cartes graphiques par les navigateurs web permettent désormais de proposer des applications web 3D performantes sans nécessiter l'installation d'un plugin. La plateforme ArcGIS tire profit de ces évolutions en proposant depuis quelques années un visualiseur web de scènes 3D intégrés dans ArcGIS Online et Portal for ArcGIS.
La visionneuse de scènes web CityEngine
Visionneuse CityEngine affichant une analyse de visibilité le long du parcours d'une manifestation
La visionneuse de scène web CityEngine permet, comme son nom l'indique, de consulter des scènes web 3D générées depuis l'application CityEngine. Depuis la version 10.2, ces scènes web peuvent également être produite à partir de l'application ArcScene. Après avoir généré un fichier de scène web 3D (à partir de CityEngine ou ArcScene (fichier *.3ws), il vous suffit de le charger sur votre portail ArcGIS et de le partager avec les groupes d'utilisateurs de votre choix. Cette visionneuse permet ensuite d'afficher cette scène 3D avec les principales fonctionnalités suivantes:
Affichage et navigation en 3D dans la scène de manière interactive
Navigation en 3D dans la scène à l'aide de géosignets 3D prédéfinis
Affichage/Masquage des différentes couches
Interrogation des entités et affichage des attributs
Rechercher des entités de la scène à partir des valeurs d'attributs
Changer les conditions d'éclairage de la scène en fonction d'une date/heure
Insertion et partage d'un commentaire géolocalisé dans la scène
Réaliser une capture d'écran de la scène
Comparaison de deux couches à l'aide de l'outil de balayage
Comparaison de 2 scenarii d'aménagement à Rotterdam
Vous pouvez découvrir différents exemple de scènes web et la visionneuse CityEngine à l'aide de cette application.
La visionneuse de scènes web CityEngine correspond à la première génération de viewer webGL, cette dernière est très performante à l'affichage mais nécessite l'ouverture et le chargement de l'ensemble des objets de la scène en mémoire. Elle est donc réservée à des scènes 3D locales comportant un nombre limité d'entités (jusqu'à quelques centaines d'entités 3D pouvant être texturées ou non).
La nouvelle visionneuse de scènes web 3D
Depuis décembre 2014, ArcGIS Online s'est enrichi d'une nouvelle génération de visionneuse 3D proposant une approche globale et permettant l'affichage d'un plus grand nombre de données 3D et surtout plus dynamiques avec l'intégration de services web d'entités 2D/3D (Feature Services) ou de services d'entités multipatch 3D (Scene Services d'ArcGIS 10.3.1). Pour l'instant disponible uniquement dans les portails ArcGIS Online, cette nouvelle visionneuse web 3D arrivera dans la prochaine version de Portal for ArcGIS (10.3.1).
La nouvelle visionneuse de scènes web 3D d'ArcGIS
Cette nouvelle visionneuse de scènes web 3D propose un globe mondial avec un MNT d'une résolution allant de 90 m. à 1 m. selon les pays (30 m. en France) et les fonds de carte de la plateforme ArcGIS (Imagerie, carte topo, carte routière, carte océanographique, ...).
La nouvelle visionneuse de scènes web 3D avec le fond de carte "Imagerie"
La nouvelle visionneuse de scène web 3D affichant des traces d'ouragan sur le fond de carte "Océans"
Tout comme la visionneuse de scènes web CityEngine, la nouvelle visionneuse de scènes web 3D est basée sur la technologie WebGL et ne nécessite donc pas de plugin. En revanche, elle n'affiche pas des scènes de données statiques mais des scènes dont les données proviennent de services ArcGIS et contenant des données 2D et/ou 3D. Ces derniers peuvent être affichés à leur propre altitude (si les entités ont un Z) ou bien être drapées sur le MNT. Ces services peuvent être des services tuilés (en compact cache 10.3) ou des services d'entités ArcGIS (hébergées sur ArcGIS Online ou ArcGIS Server).
Exemple de scène web affichant les données Corine Land Cover sur l'Ile de la Réunion drapé en 3D et en transparence sur le fond de carte "Topographie"
Cette nouvelle visionneuse affiche des scènes web 3D. Ces dernières sont très similaires aux cartes web (2D). Elles sont conçus en ligne sur le portail ou directement depuis ArcGIS Pro. Elles peuvent être partagées avec les groupes d'utilisateur de votre choix et pourront bientôt être affichées dans la plupart des apps de la plateforme ArcGIS.
Les outils de visualisation sur mobiles
Un SIG 3D complet doit permettre l'accès aux données 3D du SIG sur tous les périphériques y compris les appareils mobiles comme les smartphones ou les tablettes. Sur ces derniers, les navigateurs web ne supportent pas (ou partiellement) le standard WebGL. Ainsi, les navigateurs d'un certain nombre de smartphones et de tablettes ne peuvent exploiter les 2 visionneuses web 3D évoquées précédemment.
Dans la plateforme, les applications natives pour la visualisation de cartes web repose sur la technologie des SDK ArcGIS Runtime (Qt, .Net, Mac OS, Android, iOS, java,...), c'est notamment le cas d'Explorer for ArcGIS. Esri travaille donc actuellement à ajouter les capacités de visualisation de scènes 3D dans ces SDK ArcGIS Runtime, ceci devrait arriver progressivement au cours du 2ème semestre 2015. L'objectif est de fournir aux développeurs de nouvelles capacités 3D et permettre également pour Esri d'ajouter l'accès aux scènes web 3D dans des apps comme Explorer for ArcGIS.
Ci-dessous, une vidéo que j'ai réalisée d'une application ArcGIS Runtime (.Net) s'exécutant sur une tablette Microsoft Surface affichant .
Diffuser ses données 3D
Au delà de la visualisation, un SIG 3D doit également offrir des capacités d'échange avec d'autres outils de SIG, de CAO/DAO ou d'animation. Selon la cible, différents processus et outils d'export doivent être utilisés.
En standard, ArcGIS Desktop vous permet d'exporter toutes les données vectorielles 3D vers d'autres SIG en utilisant des formats simples comme les fichiers ASCII XYY ou vers des formats plus structurés tels que le format File Geodatabase, le format Shapefile, les formats DXF, DWG et DGN, ou encore le format Google KML/KMZ.
Des processus d'export plus évolués et des formats complémentaires sont disponibles via l'extension Data Interoperability d'ArcGIS. Par exemple, vous pourrez réaliser des exports de vos données vectorielles 3D aux formats GML, CityGML, Sketchup, 3D Studio (3DS), Autodesk Civil 3D, Autodesk DWF, GPX, Collada, Wavefront OBJ, X3D, LandXML ou encore Adobe PDF 3D.
Avec CityEngine, d'autres formats vous seront également proposés avec des options intéressantes de généralisation 3D et de gestion des facettes et des textures sur les modèles 3D. Ces formats sont les suivants: Wavefront OBJ, Autodesk FBX, Collada DAE, KML/KMZ, Renderman RIB et e-On Vue (VOB)
Diffuser ses scènes 3D
Plus que les données 3D, vous pouvez également diffuser des scènes 3D complètes. Pour cela, différentes options plus ou moins avancées sont proposés par la plateforme ArcGIS.
Images ou vidéos
Vous pouvez tout d'abord concevoir une scènes 3D puis la diffuser en l'enregistrant en tant qu'images ou vidéos. ArcScene et ArcGlobe proposent des outils d'export en haute-résolution d'images de vos scènes 3D. Ces dernières proposent également la configuration d'animation et leur export en tant que vidéo au format AVI ou Quicktime.
Exemple d'animation exportée en vidéo depuis ArcGlobe
VRML
Il est également possible de diffuser des scènes 3D plus interactives en utilisant le format VRML (Virtual Reality Modeling Language). Ce format de fichier standardisé peut ensuite être ouvert à l'aide de n'importe quel viewer VRML.
Scènes web 3D CityEngine
Une autre option pour partager des scènes 3D interactives consiste à les publier sur le web en tant que scènes web 3D CityEngine. Comme évoqué un peu plus haut dans cet article, il s'agit de concevoir une scène 3D avec CityEngine ou ArcScene et de la publier sur un portail ArcGIS pour la partager avec des utilisateurs qui la consulteront via la visionneuse de scènes web CityEngine.
Nouvelles scènes web 3D ArcGIS
Comme évoqué plus haut dans cet article, depuis décembre 2014, la plateforme ArcGIS propose une nouvelle option pour publier des scènes 3D sur le web. Le principe est de pouvoir concevoir une scène 3D composée de services web 2D ou 3D ArcGIS en s'appuyant sur un globe Esri composé du MNT mondial et des fonds de carte ArcGIS (ou vos propres fonds de carte bien entendu). Aujourd'hui, en version 10.3, seuls des "Feature Services" et des "Tiled Map Services" peuvent être utilisés dans ces nouvelles scènes web 3D.
Ces nouvelles scènes web 3D ArcGIS peuvent être conçues selon deux méthodes. L'utilisateur définit son contenu interactivement dans son portail ArcGIS en créant une nouvelle scène web 3D et en y ajoutant les différents services qu'il souhaite afficher. L'autre méthode consiste à concevoir sa scène 3D dans l'application ArcGIS Pro puis de publier l'ensemble (services web + scène web) en une seule fois avec les outils de partage web d'ArcGIS Pro. Ceci est faisable avec la version actuelle d'ArcGIS Pro du moment que votre scène contient des couches de points, de lignes et de polygones (les couche de type multipatch ne seront pris en charge qu'à partir de la 10.3.1 et ArcGIS Pro 1.1).
A partir de la version 10.3.1, un nouveau type de service web (les "Scene Services") fera son apparition dans ArcGIS Server (puis sur ArcGIS Online) pour diffuser des services d'entités de type multipatch (texturées ou non). Ces "Scene Services" implémenteront un mécanisme de cache et de streaming optimisé de données 3D pour permettre la prise en charge d'importants volumes de données.
Exemple de scène 3D contenant un "Scene Service" ArcGIS 10.3.1
Conclusion
Nous avons balayé, à travers cette série de 5 articles (1, 2, 3, 4 et 5), ce qu'est un SIG 3D (en tout cas la vision que nous en avons chez Esri) et son implémentation à travers la plateforme ArcGIS. De l'intégration à la publication en passant par la conception, la mise à jour et l'analyse de la donnée 3D, vous aurez constaté la richesse et l'homogénéité qu'apporte une seule et même plateforme technologique pour prendre en charge tous ces aspects. Dans ce dernier article, j'ai évoqué brièvement les prochaines évolutions autour des scènes 3D et leur diffusion sur le web et vers les applications mobiles, c'est un sujet d'actualité pour les prochains mois, nous y reviendrons donc largement dans arcOrama.
Ce rendez-vous hebdomadaire me permet de vous montrer la diversités des usages de la narration cartographique. La Story Map que j'ai retenu cette semaine semblera proche aux géomaticiens qui lisent ce blogs tant elle témoigne, sur la base d'un cas concret, de la puissance de l'information géographique. En effet, cette narration cartographique explique à quel point l'utilisation d'un SIG peut être pertinente dans le domaine de la logistique afin d'optimiser des chaînes d'approvisionnement.
Partant d'un cas concret du quotidien (une batterie de voiture), elle nous montre comment l'information géolocalisée et l'analyse spatiale permet d'anticiper des rupture dans la chaîne qui relie le producteur au consommateur final. La Story map est en anglais mais cela vous gène, le traducteur automatique de votre navigateur devrait vous permettre une bonne compréhension de l'histoire.
D'un point de vue technique, cette Story Map est basée sur le modèle d'application "Map Series" d'ArcGIS Online. Les services, les cartes et l'application sont hébergés sur la plateforme ArcGIS Online.
N° 34 - Utiliser des symboles personnalisés dans vos cartes web
Lorsque vous concevez des cartes web sur un portail ArcGIS, vous pouvez modifier interactivement la symbologie de vos couches de points, de lignes ou de polygones. Pour cela, dans les propriétés de vos couches vous disposez de nombreuses librairies de symboles prêts à l'emploi pour couvrir la plupart des thématiques.
Cependant, il n'y en a jamais assez et les cartographes les plus exigeants apprécieront de pouvoir utiliser leur propres symboles personnalisés. Pour les couches de points, il est en effet possible d'utiliser des images de votre choix pour représenter vos entités. Pout cela, les images ne doivent pas dépasser une taille de 120x120 pixels (au format GIF, JPEG ou PNG) et doivent être accessibles en ligne (accessibles par une URL).
Pour ajouter une image personnalisée vous cliquerez sur le lien "Ajouter une image" puis vous indiquerez l'URL de l'image.
Une fois l'image ajoutée, vous réglerez la taille de celle-ci pour quelle corresponde au rendu souhaité.
Héberger vos images sur le portail
Un portail ArcGIS permet de référencer et d'héberger de nombreux formats de documents dont des fichiers image. Ainsi, si les images que vous souhaitez utiliser pour vos symboles ponctuels sont en local sur votre poste, vous pouvez tout à fait les télécharger sur votre portail ArcGIS (ArcGIS Online ou Portal for ArcGIS). Vous pourrez ensuite les utiliser en tant que symbole ponctuel dans vos différentes cartes.
Pour cela, il vous suffit d'ajouter vos images en tant qu'éléments dans vos sur le portail. Pour une meilleure organisation, on pourra recommander de créer, par exemple, un dossier "Images" pour distinguer ces images des autres sources de données publiées sur le portail.
Une fois vos images ajoutées sur le portail, vous modifierez les options de partage pour qu'elles soient publiques. Dès lors, l'URL de l'image sera accessible dans les propriétés de l'élément. Cette URL est celle à indiquer pour accéder directement à l'image.
En reprenant la procédure décrite ci-dessus, vous pouvez désormais utiliser vos images pour symboliser les entités ponctuelles de vos cartes.
Bonne route sur ArcGIS Online !
Pour retrouver l'ensemble des Conseils & Astuces ArcGIS Online, cliquez sur ce lien
Comme (presque) chaque semaine, je vous propose un résumé de l'actualité liée aux technologies et à la communauté des utilisateurs Esri.
Esri accueillait cette semaine à Washington plus de 3500 professionnels de la géomatique dans les organismes fédéraux et gouvernementaux américains dans le cadre de la Federal GIS Conférence 2015. Toutes les vidéos de la session plénière, découpées par thèmes, sont disponibles ici.
Cette conférence fut l'occasion pour Esri de préciser sa vision et le calendrier pour les évolutions technologiques pour l'année 2015 avec notamment une version 10.3.1 d'ArcGIS prévue au printemps. Pour les plus fervents de technologie, je vous recommande cette vidéo montrant 3 évolutions à court termes de la plateforme ArcGIS en matière de visualisation cartographique.
Vous avez du en être notifié sur votre smartphone ou votre tablette Android, l'application Collector for ArcGIS est passée en version 10.3. Dans quelques jours, cette mise à jour sera également disponible sur la plateforme iOS. Je reviendrai alors sur les évolutions proposées par cette mise à jour.
Du vert près de chez moi !
Du 15 juillet au 25 septembre 2014, les Parisiens pouvaient signaler des lieux végétalisables pouvant accueillir une jardinière, un mur végétalisé, un arbuste, un aménagement végétal ou fleuri... Parmi les 1500 propositions, 209 points de végétalisation ont été retenus et peuvent être découverts grâce à la carte interactive ArcGIS Online de cette page de paris.fr.
A suivre, le 19 février à 18h ou 20h, un séminaire de formation en ligne Esri (gratuit) en anglais concernant l'utilisation de Collector for ArcGIS. En une heure, vous y apprendrez à installer l'application, à préparer des cartes web pour la saisie de données sur le terrain puis comment collecter des données géolocalisées précises et leur associer des photos, des vidéos, des notes...
Un patch de sécurité pour ArcGIS Web Adaptor, ArcGIS Server et Portal for ArcGIS sont disponibles depuis cette semaine pour les versions 10.2.1 et 10.2.2 (à venir). Ce dernier ne concerne pas la version 10.3 qui contient déjà ces correctifs. Plus d'informations dans cet article.
Depuis 2012, ArcGIS Online propose des modèles de narration cartographique (Story Map). Quelques requêtes sur ArcGIS Online pour se rendre compte à quel point en 2 ans, le nombre de ces Story Maps a explosé.
Une vidéo intéressante de Xavier Opigez de l'IAU d'Ile de France montrant l'évolution du territoire et projets du Grand Roissy / Le Bourget en 3D.
Avec plus de 150000 polygones du MOS (Mode d'Occupation des Sols) mis en 3D à l'aide de CityEngine et montés en vidéo avec Lumion, cette animation 3D présente l'évolution du territoire entre 1982 et 2012 et des projets à l'horizon 2030 du Grand Roissy / Le Bourget.
L'un des principaux objectifs des narrations cartographiques est de faire découvrir, expliquer, promouvoir, témoigner, .... bref communiquer. On peut dire que le département de l'urbanisme de la ville de Séville (Espagne) l'a bien compris en publiant non pas une Story Map mais un site web complet composé d'une cinquantaine de narrations cartographiques présentant différentes activités et projets d'urbanisme de la capitale de l'Andalousie.
A travers trois grands thèmes: Espace Public, Patrimoine et Projets d'aménagement, la ville de Séville dresse un bilan de ses actions relatives à l'accessibilité, au développement touristique, à la valorisation du patrimoine, à la réhabilitation urbaine, au grands projets d'aménagement ou encore à l'amélioration des espaces verts.
D'un point de vue technique, qu'elles contiennent des cartes ou pas, toutes les narrations sont basées sur le modèle d'application ArcGIS Online "Map Journal" et sont hébergées, avec l'ensemble des contenus cartographiques, dans le Cloud sur la plateforme ArcGIS Online.
Un exemple intéressant que je l'espère vous inspirera si vous souhaitez vous aussi valoriser les activités de votre organisation.
N° 33 - Rechercher des contenus sur un portail ArcGIS Online
Le partage de contenus sécurisés au sein d'un portail collaboratif est un des aspects clés d'ArcGIS Online. Une fois votre portail déployé, le nombre de contenus de vos utilisateurs (jeux de données, documents, services, cartes et applications) va croître très rapidement. Il est alors indispensable de pouvoir retrouver rapidement des contenus parmi un catalogue qui peut potentiellement contenir des dizaine de milliers de ressources. Pour cela, ArcGIS Online dispose de fonctionnalités de recherche riches et performantes pour retrouver ces ressources.
Recherche simple
La zone de recherche du portail permet de saisir une expression (un ou plusieurs mots) et de retrouver tout les contenus ayant un lien avec cette expression (dans leur titre, description, résumé, balise, ...). Vous pouvez également affiner votre recherche en décidant de rechercher uniquement des contenus de type cartes, couches, applications, outils, documents (fichiers) ou encore seulement des groupes.
On notera que la restriction sur la recherche de contenus peut également se faire à posteriori (une fois les résultats affichés) en utilisant les options situées dans la partie gauche de l'interface de présentation des résultats.
Si le nombre de résultats est important, vous pourrez également modifier l'ordre de tri des résultats en utilisant les options de tri situées dans la partie supérieure de l'interface de présentation des résultats.
Recherche avancée à l'aide de champs
Lorsque vous recherchez des contenus ou des groupes, vous pouvez allez plus loin dans les expressions de recherche en utilisant les champs de métadonnées associés à vos contenus.
Vous pouvez ainsi rechercher uniquement les contenus incluant "élection" dans leur titre.L'expression de recherche sera alors:
title:élection
Vous pourrez aussi rechercher uniquement les contenus appartenant à un utilisateur spécifique "glavenu_esrifrance". L'expression de recherche sera alors:
owner:glavenu_esrifrance
Vous pourrez également utiliser des informations comme la référence spatiale, les droits d'accès ou encore le type d'élément. Par exemple, on pourra rechercher les contenus dont la référence spatiale est en Lambert 93 (dont le code EPSG est 2154). L'expression de recherche sera alors:
spatialreference:2154
Recherche combinant plusieurs critères
L'outil de recherche d'ArcGIS Online permet également de combiner, dans l'expression de recherche, plusieurs critères. Pour cela, vous disposez d'opérateurs booléens comme AND, OR et NOT. Par exemple, je peux rechercher les contenus liés au mot "gare" ou au mot "transport ferré". L'expression de recherche sera alors:
gare OR "transport ferré"
Autre exemple, je peux rechercher les contenus liés au mot "aménagement" et qui sont partagés en "public". L'expression de recherche sera alors:
aménagement AND access:public
Dernier exemple, je peux rechercher les contenus portant la balise "espaces verts" mais qui n'appartienne pas à l'utilisateur "glavenu_esrifrance". L'expression de recherche sera alors:
tags:"espaces verts" NOT owner:glavenu_esrifrance
Vous pourrez utiliser des parenthèses "(" et ")" pour gérer la priorité des opérateurs et créer ainsi des sous-requêtes. Par exemple, je peux rechercher les contenus appartenant à l'utilisateur "glavenu_esrifrance" et portant la balise "maternelle" ou "collège" ou "lycée". L'expression de recherche sera alors:
owner:glavenu_esrifrance AND (tags:maternelle OR tags:collège OR tags:lycée)
Recherche utilisant des dates
Les expressions de recherche peuvent inclure des valeurs de type date. Il faudra alors utiliser le formalisme "timestamp" pour les valeurs de date. Par exemple, si vous souhaitez sélectionner les contenus chargés sur le portail entre le 1er janvier 2014 et le 31 décembre 2014, l'expression de recherche sera alors:
uploaded:[0000001388530800000 TO 0000001420066799000]
Comme vous le constatez les dates sont spécifiées avec le système "timestamp" (appelé aussi temps UNIX), c'est à dire en nombre de secondes depuis le 1er janvier 1970 à 0:00:00. Pour convertir des dates en "timestamps" vous pouvez utiliser des convertisseurs en ligne (comme celui-ci) et vous noterez l'ajout de 6 zéros avant la valeur du "timestamp" et de 3 zéros après la valeur du "timestamp "(car ArcGIS Online attend des millisecondes).
Autres option avancées
Le système de recherche d'ArcGIS Online permet d'exploiter d'autres options plus avancées comme la priorité (avec le signe "^") ou la cardinalité (avec les signes "+" et "-") entre les différents critères de votre expression de recherche.
Pour en savoir d'avantage, une page aux expressions de recherche est disponible dans l'aide en ligne.
Bonne route sur ArcGIS Online !
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Je poursuis ma série d'articles consacrés à l'utilisation de la 3D dans un SIG. Après avoir évoqué les différents modèles de données 3D et les outils de conception 3D, je vous propose aujourd'hui de passer en revue les principales fonctionnalités d'analyse spatiale que l'on peut attendre d'un véritable SIG 3D. Comme pour les articles précédents, je vous proposerai en même temps de voir comment ces fonctionnalités sont implémentées dans ArcGIS.
Analyses de profils
Parmi les analyses de base pouvant être faite sur des données 3D, il y a tout d'abord la capacité à générer des profils. Qu'il s'agisse d'analyser un MNT seul , un MNT avec d'autres couches 3D ou un MNE, un SIG 3D doit pouvoir permettre de dessiner une polyligne et de générer le profile des altitudes le long de cette géométrie. Dans ArcGIS cette fonctionnalité est assurée par cet outil de la barre d'outils de l'extension 3D Analyst, si vous souhaitez le faire interactivement en dessinant la polyligne sur la carte.
Vous pouvez également utiliser l'outil de géotraitement "Profil de pile" qui vous permettra de spécifier une classe d'entités contenant une ou plusieurs entités linéaires afin de générer vos profils. L'outil permet de prendre en compte plusieurs couches 3D (MNT, MNE, couches de multipatch, ...).
Calculer un diagramme de profils avec ArcGIS
Calculs de volumes
Un SIG 3D doit également permettre la comparaison de différentes surfaces (MNT, MNE, ...) entre différentes dates. En particulier, il peut s'avérer nécessaire de quantifier les différences de volumes entre plusieurs surfaces. Pour cela, l'extension "3D Analyst" propose l'outil de géotraitement "Remblais/Déblais" qui, à partir de deux surfaces rasters, calcule les surfaces et les volumes des zones en remblais (dépôts) ou en déblais (érosion).
Analyses du relief
Un SIG 3D permet de gérer des surfaces correspondant au modelé du terrain (on parle alors de MNT) en intégrant (éventuellement) les objets positionnés sur cette surface (on parlera alors de MNE). Dans les 2 cas, le SIG permet de calculer des informations dérivées directement des altitudes comme par exemple: les pentes, l'exposition des pentes, les lignes de crête, les lignes de talweg, les lignes de plus grande pentes, les courbures de pente, les courbe de niveau...
Toutes ces données dérivées peuvent être générées dans ArcGIS à l'aide des outils de géotraitement de la boîte à outils "Raster - Surface". Cette dernière est disponible avec l'extension "3D Analyst" ou "Spatial Analyst".
Analyses hydrologiques
Dans certains domaines plus particulier comme l'hydrologie, le SIG peut proposer des fonctionnalités plus spécifiques pour exploiter des surfaces 3D. Par exemple, certains SIG 3D permettent des analyses avancées comme: la délimitation d'un bassin versant à partir d'un exutoire, le tracé théorique du réseau hydrographique, les directions des écoulements au sol ou encore calculer les quantités d'accumulation d'eau en tout point d'un bassin versant en prenant en compte les apports et la perméabilité des sols.
Exemple de calcul de bassin versant avec ArcGIS
Dans ArcGIS, vous disposerez d'une boîte à outils "Hydrologie" qui vous permettra de réaliser ces analyses hydrologiques. Elle nécessite l'extension "3D Analyst" ou "Spatial Analyst".
Analyses sur des rasters
La 3D dans un SIG ne se résume pas uniquement à la modélisation de contextes urbains pour des problématiques d'aménagement ou de gestion d'infrastructures. En effet, dans le vaste domaine des sciences de la terre (hydrographie, météorologie, climatologie, géologie, océanographie, foresterie, énergies renouvelables, ...), l'usage de la 3D apporte des potentiels d'analyse intéressant que ne permet pas une approche uniquement 2D.
Au delà des fonctionnalités spécifiques à l'analyse des surfaces que l'on vient d'évoquer ci-dessus, les données 3D (les TIN, les Terrains, les couches d'entités 3D, les couches de Multipatch,...) peuvent être combinées très facilement à d'autres données (2D ou 3D) du SIG en les utilisant en tant que couche raster. Vous accédez alors à l'univers quasi-infini des fonctionnalités de croisement et de calculs entre différentes couches en utilisant les opérateurs d'algèbre d'image (mathématiques, statistiques, conditionnels, ...). C'est ce qu'offre la calculatrice raster dans ArcGIS en permettant par exemple:
- de calculer des statistiques d'élévation mini, maxi et moyenne sur chaque emprise de bâtiment,
- de calculer la pente moyenne sur chaque parcelle d'une exploitation agricole,
- de calculer les contours d'une zone de crue en croisant le MNT avec une couche de niveau des eaux,
- d'intégrer dans un MNT les hauteurs des bâtiments pour construire un MNE,
- de combiner la couches des pentes, la couche de végétation et la couche des sols pour déterminer les risques d'érosion
Exemple d'analyse de risque d'incendie combinant des données 3D d'altimétrie et de pentes avec d'autres données thématiques du SIG (type de végétation, vents dominants, ...)
On notera que l'utilisation des opérations d'algèbre d'image avec la calculatrice raster nécessite l'extension "Spatial Analyst". Pour connaître les outils de géotraitement disponibles avec "Spatial Analyst" et/ou "3D Analyst", vous pouvez consulter le tableau suivant.
Opérateurs spatiaux 3D
Un des points clés d'un SIG classique (2D) est sa capacité à proposer des opérateurs spatiaux permettant d'analyser les relations de proximité, d'inclusion, d'adjacence, de distance ... entre les entités de différentes couches du SIG. Un SIG 3D doit permettre de faire exactement la même chose mais avec des entités 3D (points, lignes et polygones) ou des entités de type multipatch (ayant un volume).
Ceci permet par exemple:
- de savoir si une conduite traverse une strate spécifique du sous-sol.
- de savoir si une école se trouve à l'intérieur du cône de propagation d'une pollution.
- de savoir si de bâtiments se trouvent entièrement ou pas dans des volumes réglementaires de construction.
- de calculer l'intersection 3D entre l'espace de couverture d'une caméra de vidéo-surveillance et les points d'entrée/sortie des bâtiments surveillés.
- de calculer l'union 3D de deux bâtiments pour ne former qu'une seule entité.
Dans ArcGIS, les outils de géotraitement permettant de réaliser ce type d'analyse 3D se trouvent dans la boîte à outils "Entités 3D".
Visibilité / Intervisibilité
De nombreuses applications, pour des problématiques liées à l'aménagement ou à la sécurité, nécessitent de pouvoir calculer l'intervisibilité entre différents objets. Il s'agit, là encore, d'une capacité typique d'un SIG 3D car la notion de visibilité entre un objet A et un objet B implique l'exploitation d'opérateurs spatiaux 3D. Par exemple, le SIG sera capable d'analyser l'intersection (ou pas) d'obstacles avec une ligne de visée partant d'un point d'observation et allant vers un point cible.
Ci-dessous, un exemple de calcul de zones de visibilité depuis une tour de surveillance contre les incendies. Les zones en rouge ne sont pas visibles depuis la tour alors que les zones en vert sont visibles. En simulant une hauteur de tour plus importante, le SIG permettra recalculer les gains sur la nouvelle superficie de forêt observable depuis cette tour.
Ci-dessous, un exemple d'analyse montrant la visibilité d'une antenne télécom, depuis différents points dans un parc à Besançon.
Ci-dessous un autre exemple (dans le centre de Brest) où l'on a analysé la visibilité d'un projet d'aménagement (matérialisé par 6 points hauts) depuis les principaux axes de circulation de l'agglomération. Les lignes vertes représentent les lignes de visée depuis lesquels au moins un de 6 points des futurs bâtiments est visible.
Une autre application de ces capacités de calculs de visibilités consiste à générer des lignes d'horizon. C'est dernière indiquent dans toutes les directions, depuis un point d'observation, les barrières entre ce point et l'horizon. Cette notion de lignes d'horizon est souvent utilisée dans le cadre d'études d'urbanisme et d'aménagement paysager.
Dans ArcGIS, les utilisateurs disposant de l'extension "3D Analyst" trouveront une série d'outils de géotraitement dans la boîte à outils "Visibilité".
Rayonnement solaire
Une autre problématique intéressante pouvant être adressée par un SIG 3D concerne l'analyse des rayonnements solaires. Dépendant de la surface du terrain, de la pente et du contexte des objets présents localement, le calcul du rayonnement solaire fait appel à des données et des algorithmes 3D. En combinant les rayonnements diffus, directs et indirects le SIG permet de calculer la quantité d'énergie reçue en un point et à une date/heure donnés.
Dans ArcGIS (avec l'extension "Spatial Analyst"), des outils dédiés au calcul des rayonnements solaires sont disponibles. Vous les trouverez dans la boîte à outils "Rayonnement solaire". Une fois le(s) raster(s) de potentiel solaire calculé(s), vous pourrez facilement les représenter en 2D ou en 3D comme ci-dessous.
Cartographie du potentiel solaire dans une application web 3D ArcGIS
Calculs d'ombres portées
En lien avec les capacités de modélisation des rayonnements solaires, un SIG 3D peut également répondre aux problématiques d'analyse d'ombres portées. L'idée est de pouvoir générer les volumes (entités multipatch) correspondant à la zone d'ombre provoquée par un ou plusieurs objets 3D (entités multipatch) pour une date/heure donnée.
Calculées à différentes dates de l'année ou différentes heures de la journée, ces ombres portées peuvent ensuite être croisées et intersectées avec d'autres entités du SIG comme les facades des bâtiments voisins.
Dans ArcGIS, l'outil de géotraitement "Volume d'ombre du soleil" permet de réaliser ce type de calcul.
Calculs d'itinéraires 3D
Un SIG est capable de modéliser un réseau de transport modal ou multi-modal avec les contraintes de déplacement (vitesses, arrêts, sens de circulation, trafic, ...), généralement en 2D. Une fois ce réseau modélisé, il permet ensuite de réaliser des calculs d'itinéraires optimisés entre un point de départ et un point d'arrivée. Un véritable SIG 3D sera capable d'offrir le même type de modélisation en 3D. Par exemple, dans un bâtiment ou une infrastructure multi-niveaux (une gare, un centre commercial, un campus, un hôpital...), il sera possible de modéliser les différents cheminements en 3D (couloirs, escaliers, ascenseurs, ...) pour optimiser les déplacements.
Ci-dessous un exemple de calcul d'itinéraire entre un bureau et la sortie de secours la plus proche.
Dans ArcGIS, c'est l'extension "Network Analyst" qui permet de réaliser ce type de modélisation et de traitement. L'extension supporte aussi bien les réseaux 2D ou 3D selon les données sources dont vous disposez. Cette page de l'aide en ligne d'ArcGIS donne quelques exemples.
Conclusion
A travers cet article, j'ai essayé de vous montrer quelques exemples d'analyses que l'on peut attendre d'un SIG 3D. La liste est loin d'être complète mais vous aurez constaté la richesse et la diversité des outils que propose la plateforme ArcGIS. Pour Esri, la gestion de données en 3D dans un SIG doit certes permettre une visualisation et une exploration de ces données en 3D mais il est également primordial de pouvoir les exploiter à travers une large palette d'outils d'analyse 3D. Dans le dernier article de cette série, nous verrons comment un SIG 3D permet le partage et la diffusion des données 3D.