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aux technologies Esri

Quelques tendances technologiques pour ArcGIS en 2020


En ce début d'année, je vous propose de mettre en perspective quelques tendances technologiques marquantes dans l'évolution de la plateforme ArcGIS pour cette nouvelle année. Bien évidement, pour certaines d'entre-elles, il ne s'agit pas de sujets nouveaux mais des thèmes qui s'accélèrent ou pour lesquels des étapes importantes marqueront cette année 2020.

  
ArcGIS Pro / ArcMap: l'année pour basculer !
  
Les statistiques sur l'année 2019 sont claires, la migration des utilisateurs des anciennes applications ArcGIS Desktop (ArcMap, ArcCatalog, ArcScene, ...) vers ArcGIS Pro a été massive. La principale motivation réside dans le fait qu'ArcGIS Pro est largement plus riche fonctionnellement que les applications de l'ancienne génération. Cependant, quelques points spécifiques d'équivalence fonctionnelle pouvaient encore bloquer le basculement définitif vers ArcGIS Pro. Les versions 2.5 et 2.6 d'ArcGIS Pro prévues en 2020 régleront définitivement ces quelques points assez spécifiques. 
  
  
Parmi ces points, rien que dans la prochaine version d'ArcGIS Pro on pourra noter: les symbologies par diagramme, les modèles de mise en page, l'impression Offset, un export vers Adobe Illustrator totalement nouveau, la gestion des workflows de replicas entre Géodatabases, la possibilité à verrouiller les étiquettes, la mise en correspondance entre la symbologie d'un couche et un style, les possibilités de scripting autour des métadonnées, la possibilité de créer des Network Datasets à partir de zéro ou encore l'inspecteur d'adresse dans le workflow de géocodage. 
   
    
Dans les versions suivantes (2.6 et 2.7), on pourra mentionner le support du référencement linéaire, le support des périphériques GPS ou encore les symbologies bivariées.

Au delà des évolutions relatives à l'équivalence fonctionnelle, les prochaines versions d'ArcGIS Pro proposeront de nombreuses capacités nouvelles. Par exemple, pour la version 2.5 (prévue le 23 janvier prochain en langue anglaise), on citera l'intégration de l'environnement Notebook dans l'interface d'ArcGIS Pro pour toutes les tâches de scripting en Python, la capacité à créer et exploiter des modèles Utility Network dans les Géodatabases fichier, la possibilité d'intégrer les pièces jointes de vos entités dans les rapports, le support de géométries plus complexes lors du dessin de vos entités multipatches, ...
  
   
Machine Learning et de Deep Learning
  
Depuis de nombreuses années maintenant, ArcGIS intègre dans ses outils d'analyse spatiale des algorithmes de Machine Learning pour des tâches de classification, de clustering ou de prédiction. Ces outils que l'on retrouve dans ArcGIS Pro, ArcGIS Enterprise et dans ArcGIS Insights (pour certains d'entre-eux), vont continuer à évoluer en intégrant notamment de nouveaux algorithmes dédiés au traitement des séries temporelles et des données multidimensionnelles. 

Récemment de nouveaux outils ont fait leur apparition dans ArcGIS pour aider les Data Scientists à préparer les données et à générer les jeux de données d'apprentissage dans le contexte de traitements de Deep Learning et de vision par ordinateur (Computer Vision). C'est le cas notamment avec ArcGIS Pro qui propose une série d'outils pour automatiser la préparation des données d'apprentissage, phase incontournable et souvent chronophage de l'apprentissage profond (Deep Learning) pour la classification ou la reconnaissance automatique d'objets à partir de sources de données d'imagerie.


En 2020, pour simplifier encore l'accès à ce type de traitement, des évolutions notables dans ArcGIS Pro vont permettre, comme actuellement avec Notebook Server, de réaliser l'ensemble des étapes d'un traitement de Deep Learning directement dans l'application: préparation des données, paramétrage et entrainement du modèle neuronal, inférence du modèle à partir de vos données, et enfin rendu des résultats. Tout cela, sans avoir à installer des librairies ou des environnements supplémentaires. A noter aussi que l'environnement Notebook étant inclus dans ArcGIS Pro à partir de la version 2.5, un environnement complet de Machine Learning et de Deep Learning sera disponible pour les Data Scientist souhaitant interagir avec les couches de données géospatiales de votre SIG.     
       
     
3D et BIM

Dans la continuité des efforts de R&D réalisés ces dernières années, l'année à venir sera de nouveau riche en innovations à la fois en termes de capacités 3D dans toute la plateforme ArcGIS mais aussi en termes d'interopérabilité avec les sources de données BIM.
 
      
Au delà des améliorations constantes de qualité et de performance sur l'affichage des contenus 3D sur le web (voir les évolutions récentes liées à l'implémentation d'une version 1.7 du standard I3S), c'est la continuité et l'homogénéité des workflows autour de la collecte, de l'analyse et de la diffusion des données 3D qui restent l'axe de travail principal d'Esri dans ce domaine.
 
Parmi les sources de données de plus en plus présentes dans votre SIG, le BIM occupe une place de premier rang. Esri va poursuivre sa stratégie d'intégration des données BIM natives issues de Revit (avec le partenariat étroit avec Autodesk), mais également en apportant des innovations qui vont simplifier l'intégration dans ArcGIS de données BIM d'origines plus diverses. Dans quelques semaines, ArcGIS Pro 2.5 proposera une nouvelle option pour créer une Géodatabase "pivot" permettant l'intégration de plusieurs fichiers BIM avant de pouvoir les publier en tant que Building Scene Layer. Il s'agit d'une évolution qui va faciliter l'intégration de données BIM issues de différents formats, notamment les formats IFC.
 

Cette année également devrait être introduit un nouveau type de données pour modéliser des pixels 3D. Ce modèle nommé "Voxel" va permettra la création, le stockage, l'analyse et la diffusion sur le web de modèles 3D représentant des informations relatives à la compositions des sols, des phénomènes atmosphériques, ou des séries de données sous la forme de cubes spatio-temporels.


En 2019, de nombreuses fonctionnalités d'analyse spatiale 3D ont été ajoutées à ArcGIS Pro, ArcGIS Earth et aux SDKs ArcGIS Runtime. Il s'agit par exemple de calcul de coupes, de profils, de visibilité ou encore d'ombrages. Exploitant les capacités de calcul 3D des GPU, elles ont la particularité de s'exécuter de manière interactive et de fournir des résultats en temps-réel. L'année 2020 verra l'ajout de ces capacités en mode web dans l'API JavaScript ArcGIS.

  
La génération procédurale de modèle 3D reste également un axe important de développement pour Esri, notamment dans la perspective la planification urbaine (avec le lien étroit entre ArcGIS Urban et CityEngine) mais aussi pour des usages autour de la réalité virtuelle, des jeux vidéo et de l'industrie de l'animation. Pour cela, l'année 2020 verra l'arrivée d'une nouvelle version du SDK d'accès au moteur procédural PRT (Procedural Runtime) pour les utilisateurs de Python: PyPRT. On notera également l'arrivée prochaine dans CityEngine de l'export vers le format d'échange Open Source USD (Universal Scene Description) mis au point par Pixar.

D'autres évolutions dans ArcGIS Pro comme la modification interactive des TIN ou l'amélioration des performances de certaines outils de classification automatique de nuages Lidar (par parallélisation des processus) sont à noter pour 2020. 
 

Drone et SIG
 
Depuis 2016 Esri propose différentes solutions pour faciliter et automatiser la transformation d'images brutes issues de drones en produits cartographiques 2D/3D haute-résolution (MNT/MNE, Photomaillages 3D, orthophotos, nuages de points,...). Aujourd'hui, les utilisateurs disposent d'outils comme Drone2Map ou de capacités d'ortho-mapping fournies par ArcGIS Enterprise ou ArcGIS Pro. 
    
      
2020 sera une année clé pour l'intégration de données de drones en étendant les capacités de la plateforme ArcGIS et en proposant aux utilisateurs des workflows plus complets et plus intégrés. Esri va compléter son offre dans ce domaine pour proposer des outils de préparation de mission et de planification des plans de vol pour vos drones, en fonction des produits cartographiques à créer. Au cours de l'année, Esri proposera également des solutions en mode SaaS pour réaliser vos traitements via une plateforme Cloud étroitement intégré à ArcGIS. 

Une partie de ces évolutions sont en lien avec le rapprochement récent entre Esri et la société 3DR autour de la solution "Site Scan", je reviendrai dans arcOrama sur ce sujet dans les semaines à venir. 


Virtualisation et modernisation de votre architecture serveur 

ArcGIS Enterprise est au coeur de votre plateforme SIG. Depuis la version 10.5, plusieurs composants sont venus compléter le noyau de base (Base Deployement). Ces rôles serveur (GeoEvent Server, GeoAnalytics Sever, Image Server, Business Analyst Server, ArcGIS Server et Notebook Server) apportent à la fois des fonctionnalités supplémentaires mais aussi un moyen de rendre votre architecture serveur plus flexible et évolutive. L'année 2020 verra deux versions majeures se succéder, une version 10.8 fin janvier (de type Short Term Support) et une version 10.8.1 en juin/juillet (de type Long Term Support). 

De nombreuses évolutions fonctionnelles sont prévues dans ces deux versions aussi bien pour le portail (et ses apps) que pour la publication et le partage de contenus ou encore pour les capacités de chaque rôle serveur. Pour n'en citer que quelques unes, on pourra par exemple évoquer la possibilité, en version 10.8, de publier des services de carte dynamiques hébergés à partir de services d'entités hébergés, la possibilité de basculer un portail en mode "read-only" (comme pour les DataStores, ou encore (sous Windows) la possibilité d'utiliser les "Group Managed Service Accounts" pour les comptes systèmes exécutant les services ArcGIS.
  
D'autres évolutions importantes concernent la partie déploiement, configuration et administration d'ArcGIS Enterprise. D'importants chantiers de R&D sont en cours chez Esri pour proposer des options d'architectures, plus simples et plus scalables, pour adapter votre serveur SIG aux enjeux de charge, de performance et de sécurité qui peuvent évoluer très vite dans votre organisation. 
   
Certaines de ces évolutions arrivent dès la version 10.8 et concernent le déploiement d'ArcGIS Enterprise sur des plateformes de Cloud publics tels que Amazon Web Service (AWS) ou Microsoft Azure. Je ne mentionnerai qu'un seul point, l'assistant "ArcGIS Enterprise Cloud Builder" introduit en 10.7.1, va proposer beaucoup plus d'options d'architectures (sur AWS comme sur Azure) à partir de la version 10.8. L'objectif est à la fois de vous permettre de déployer des architectures types (variantes autour d'un Base Deployement et certains rôles serveur) mais aussi d'exploiter plus étroitement certaines capacités d'architecture propre à chaque plateforme Cloud.
   
    
D'autres évolutions, plus profondes, ne seront visibles en beta qu'en fin d'année 2020. Elles concernent l'ajout d'un nouveau type d'installation et de déploiement d'ArcGIS Enterprise basé sur une architecture de composants containérisés (Docker et Kubernetes). Celle-ci ne changera en rien les fonctionnalités d'ArcGIS Enterprise (API Rest, Portail, DataStore, GIS Server, ....) mais permettra une modernisation de l'architecture (microservice), plus de scalabilité et plus d'automatisation des tâches d'exploitation. Aujourd'hui, Notebook Server est déjà basé sur une architecture containérisée.
   

IoT et analyse temps-réel en SaaS

Dans ArcGIS, la collecte et le traitement en temps-réel de flux de données issus d'API temps-réel, de géolocalisation, de capteurs IoT ou de réseaux sociaux sont depuis longtemps pris en charge par le rôle serveur "GeoEvent Server". Déployé sur vos propres serveurs, GeoEvent permet l'intégration de différents formats et protocoles de messages en entrée comme en sortie pour personnaliser (filtrer enrichir, agréger, dispatcher, ...) vos flux de données temps-réel. 
 
  
Connecté à un SpatioTemporal Big Data Store, GeoEvent est également une excellente solution pour l'archivage de ces flux de données dans un entrepot dédié et optimisé pour l'analyse Big Data notamment avec le rôle serveur "GeoAnalytics Server". Des évolutions importantes sont prévues en 2020 avec, entre autres, une simplification de l'expérience utilisateur pour la création et l'administration des workflows, de nouveaux outils d'affichage et de déboggage de vos flux de données, un contrôle des "inputs" et "outputs" intégrés à l'interface d'administration des services, l'ajout d'une mini-visionneuse carto dans l'interface de paramétrage des services, etc... A noter également des mises à jour sur le connecteur Kafka avec le support d'Enterprise Kafka (IBM Cloud, Google Cloud, Microsoft Azure,...).
   
   
L'autre point important à venir en 2020 dans ce domaine c'est l'arrivée d'une nouvelle solution "ArcGIS Analytics for IoT" qui va proposer, sur ArcGIS Online (SaaS), des capacités d'ingestion, de visualisation, de traitement (Geofencing, Alerting, ...) et de stockage de vos messages temps-réel. 
   
   
A la différence de "GeoEvent Server", la solution "ArcGIS Anlytics for IoT" permettra également l'analyse des Big Data résultants de vos flux comme vous le faite aujourd'hui avec "GeoAnalytics Server". 
    
    
ArcGIS Analytics for IoT est une composante d'ArcGIS Online dont vous pourrez spécifier le lieu d'hébergement en choisissant parmi une liste de Data Center localisés à différents endroits dans le monde (dont certains en Europe). ArcGIS Analytics for IoT devrait être disponible au deuxième semestre 2020, je reviendrai sur cette nouvelle solution sur arcOrama.
  
 
eXtended Reality (XR)
 
Le dernier thème que j'ai retenu pour cette année 2020 concerne la réalité étendue (XR). Le terme XR est une dénomination générique qui émerge aujourd'hui pour qualifier toutes les technologies immersives. Ceux que nous avons déjà aujourd'hui: la réalité augmentée (AR), la réalité virtuelle (VR) et la réalité mixte (MR) et celles qui restent à créer. Toutes ces technologies immersives étendent la réalité que nous vivons en mélangeant les mondes virtuel et «réel» ou en créant une expérience entièrement immersive. ArcGIS propose déjà des solutions opérationnelles dans chacun de ces domaines avec des évolutions notables à venir en 2020.
   
   
Depuis la version 100.6 d'ArcGIS Runtime, les développeurs d'applications natives (iOS, Android, .Net, Java, C++, Qt...) disposent de capacités d'AR, VR et MR permettant d'intégrer vos données SIG 2D/3D et les capacités de géolocalisation des appareils mobiles pour fournir un environnement immersif et répondre ainsi à différentes problématiques métiers. En 2020, des améliorations seront apportées autour de ces capacités d'AR/VR notamment pour supporter les dernières évolutions en termes de streaming et d'usage offline des données 3D d'ArcGIS. On notera également l'arrivée de SDKs de moteur de jeu vidéo développé par l'équipe ArcGIS Runtime pour compléter la palette des possibilités sur la partie VR.
   
    
L'autre composant clé dans les usages XR c'est l'application CityEngine. Plus que jamais, Esri investit dans cette application de modélisation et de simulation d'environnements urbains en 3D. Après une première initiative en 2017 avec ArcGIS 360 VR (solution VR de base toujours disponible depuis CityEngine et sur l'app store Oculus), Esri a démarré en 2019 un projet permettant l'export de scènes 3D CityEngine vers les moteurs de jeu vidéo Unreal (Epic Games) pour pouvoir développer des applications totalement personnalisées. En 2020, Esri va poursuivre ses développements autour de CityEngine VR Experience for Unreal Studio mais aussi sur l'export vers Unity (via FBX) et sur deux projets Open Source: Palladio (plugin pour Houdini) et Serlio (plugin pour Maya). 


La stratégie de réalité étendue d'Esri reste clairement en lien avec l'information géographique, qu'elle soit liée à des usages opérationnels (réseaux sous-terrain, équipements de voirie, POI touristiques, ...) ou des simulations d'aménagement (ouvrages, bâtiments, voies, guidage, ...). Dans ce contexte, CityEngine va continuer à jouer un rôle central dans la préparation de modèles 3D (qu'ils soient schématiques ou réalistes) et de plus en plus important dans les workflows de planification urbaine intelligente (Smart City Planning). En effet, l'application offre à la fois la possibilité de se connecter à ArcGIS Urban pour exploiter et mettre à jour les scénarios de planification urbaine, tout en permettant d'affiner et d'enrichir ces modélisations 3D urbaines pour les exploiter ensuite dans des outils d'animation 3D et des environnements immersifs. 

     
   
En conclusion

Je n'ai effleuré dans cet article qu'une partie des axes de développement de la plateforme ArcGIS pour 2020. Les impressionnantes évolutions autour de l'imagerie, les nouvelles capacités de prédiction et de simulation, les nouvelles options d'intégration au SI d'ArcGIS Indoors, les innovations dans l'API JavaScript ArcGIS, la disponibilité d'une nouvelle solution nommée "ArcGIS Mission" ou encore l'arrivée du nouvel outil de conception d'applications web "Experience Builder",... sont autant de sujets que j'aurai l'occasion de détailler également durant l'année.
  

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