Présentation
Les données géospatiales d’imagerie et maillées concernent essentiellement les types de données suivantes :
- les cartes scannées (raster en anglais) ou rasterisées ;
- les données images issues de capteurs, dans la géométrie de prise de vue ;
- les orthoimages, issues des précédentes par traitements géométriques ;
- les modèles numériques de terrain (données maillées altimétriques) et les modèles numériques d’élévation (prenant en compte le sursol) ;
- des données thématiques maillées, telles que l’occupation du sol.
Les données nuages de points (Point Cloud), notamment lorsqu’ils sont porteurs des informations d’intensité ou de colorimétrie et informations d’acquisition par leur capteur (échos Lidar) sont parfois considérés comme des données d’imagerie (lorsqu’ils sont denses ils peuvent être utilisés comme des modèles numériques de surface), bien que leur information de base est la coordonnée X, Y, Z de chaque point.
Enfin, les données de type maillages surfaciques 3D (mesh 3D) ou Modèles Numériques Surfaciques (par ex. triangulation par des TINs) sont des données émergentes permettant de modéliser et représenter une scène urbaine, péri-urbaine ou autre site, avec réalisme lorsque les facettes sont texturées de manière adaptée, et ce de manière automatisée sans nécessiter de chaînes de production de données 3D vectorielles.
Cette thématique est focalisée sur les données images fixes (acquises à un moment donné), mais peut aussi s’intéresser aux données images animées (issues de capteurs).
Deux filières principales de production fournissent les données de cette thématique : la cartographie et l’observation / renseignement (Géo-intelligence ou GeoINT en anglais). Les données peuvent également provenir de systèmes producteurs de données d’imagerie ou maillées à valeur ajoutée.
À ces données sont associées les métadonnées, certaines étant spécifiques des données imagerie et maillées, et, dans certains cas, des données complémentaires (données qualité, renseignement…) sous forme numérique, graphique, textuelle ou vectorielle.
Les données doivent fournir le géo-référencement (fonction de mise en correspondance de chaque pixel avec les coordonnées géographiques), ou le modèle géométrique de géo-positionnement (aussi appelé de prise de vue), avec la précision géométrique autorisée par les technologies mises en œuvre.
Les données d’imagerie étant particulièrement volumineuses, des technologies de compression sont fréquemment mises en œuvre dans les formats de stockage.
Les instances de standardisation civiles (ISO et OGC) et militaires (DGIWG et JCGISR) ainsi que les divers acteurs des 2 filières cartographique et GeoINT ont, par le passé, contribué au développement de nombreux standards géographiques de données d’imagerie, soit basés sur des standards existants (tels que GeoTIFF), soit spécifiques, en particulier les acteurs militaires. À noter qu’au sein même de l’ISO, divers groupes traitent des standards pour l’imagerie (dont ISO/IEC JTC1 SC24 et SC29). Les producteurs de données et industriels ont aussi contribué à l’émergence de formats spécifiques pour l’imagerie géospatiale, parfois largement utilisés.
La mise à disposition de ces données (cartographiques et/ou GeoINT) à des utilisateurs d’origines diverses sur réseau oblige à une meilleure convergence des standards, notamment d’encodage, basée sur les principes généraux de mise en œuvre et d’encodage définis par l’ISO TC211, et la définition de services interopérables permettant la découverte, la prévisualisation, l’accès et l’exploitation de ces données. Si les sources, filières de production et d’exploitation peuvent être variées, les technologies au cœur de cette thématique sont communes ; la convergence de la standardisation doit faciliter l’accès et l’exploitation à ces données, simplifier leur mise en œuvre dans les systèmes et diminuer les coûts.
Pourquoi standardiser les données d’imagerie et maillées ?
La standardisation des données géospatiales d’imagerie et maillées répond aux principaux besoins suivants :
- faciliter les échanges et l’accès aux données, et harmoniser les modèles d’accès aux données et leurs encodages, en privilégiant des normes et standards civils et performants ;
- faciliter le développement et la mise en œuvre de services d’accès et de traitement ;
et ceci en gérant de manière cohérente les métadonnées, informations de géoréférencement ou modèles géométriques de prise de vue par le capteur qui sont associées.
Elle concerne tous les domaines, acteurs et systèmes produisant, mettant en œuvre ou exploitant des données d’imagerie ou maillées, notamment dans les domaines de l’observation, la télédétection, la cartographie, la géomatique.
Généralités et constats
Les présentations suivantes donnent un aperçu (orienté par les travaux normalisation Défense) de l’état de l’art de la normalisation pour ce thème, plus particulièrement focalisé sur les organismes Défense et organismes civils où intervient la Défense.
Cet état de la standardisation fait apparaître l’existence d’une multiplicité de standards pour l’information géospatiale « imagerie et données maillées », mais aussi des tendances à aller vers une harmonisation :
- des formats et de l’encodage : ajout d’une composante ou extension « Géo » aux standards existants pour les données image / raster : par ex. GeoTIFF ou GMLJP2.
- des modèles et schémas de données : le modèle Coverage (ISO 19123) et son implémentation OGC GML Coverage (maintenant CIS 1.0 ou ISO 19123-2) sont opérationnels, notamment pour les serveurs de données Coverage avec le service WCS 2.0. Ce modèle traite des données géoréférencées ou permet également des données géoréférençables. À noter l’émergence du modèle et schéma CIS 1.1, encore peu supporté fin 2021. Le modèle O&M (ISO 19156) pour les données observations brutes issues de capteurs est émergent, avec une mise en œuvre à l’aide du schéma OGC OMXML. Les standards abstraits de modèles de capteurs pour le géopositionnement (ISO 19130-1 et -2) et le modèle et schéma SensorML permettent l’encodage des métadonnées du modèle géométrique de prise de vue par le capteur.
- des services (voir la thématique service) : Web Coverage Service (WCS) pour l’accès aux données Coverage, et Sensor Observation Service pour l’accès aux données observation. À noter que les standards de service web OGC sont actuellement en évolution vers de nouvelles API REST harmonisées, et la mise en œuvre d’encodages JSON/GeoJSON.
À l’ISO/TC 211
Le thème de l’imagerie et des données maillées est traité par le groupe de travail n°6 de l’ISO/TC 211.
L’équipe normalisation Eden assure la coordination technique avec ce groupe de travail sur ce thème pour le DGIWG (dans le cadre des travaux normalisation Défense) et pour la Commission nationale AFNOR Info Géo.
L’ISO TC211 assure notamment la maintenance et l’évolution des normes relatives aux modèles de données pour l’imagerie (à savoir Coverage (19123) et O&M (19156)), ainsi que l’extension métadonnées pour l’imagerie (19115-2 et 19139-2). Les révisions des spécifications Coverage (19123) et Modèles de capteurs (19130-1 et -2) devraient permettre de clarifier la mise en œuvre des informations relatives à l’imagerie et aux modèles de prise de vue par les capteurs.
Normes publiées
Normes en révision
Nouveaux projets
Au DGIWG
Le DGIWG, avec le standard DIGEST (Digital Geographic information Exchange STandard), a développé les profils de produits ASRP et USRP pour les produits cartes scannées (raster), mis en œuvre de manière très limitée (FRA et GBR) ainsi que des extensions géospatiales NSIF dans son annexe D, mises en œuvre de manière limitée dans la communauté ISR de la Défense.
L’ambition actuelle du DGIWG est de favoriser l’émergence des normes civiles ISO TC211 et OGC en essayant d’assurer la prise en compte des besoins et exigences de la communauté Défense. Il dispose des relations et de la reconnaissance nécessaires pour ce faire, étant représenté à l’ISO TC211 et à l’OGC.
Le DGIWG joue un rôle fédérateur pour orienter la standardisation dans le domaine de l’imagerie, sur la base des travaux OGC et ISO TC211, pour permettre de répondre aux besoins d’interopérabilité de la Défense.
Le DGIWG est également en relation avec les organismes de normalisation hydrographiques et océanographiques, ainsi qu’avec le JCGISR qui maintient le STANAG d’imagerie NSIF, utilisé par la communauté ISR (Renseignement).
Les travaux du DGIWG pour l’imagerie sont coordonnés par le Panel technique Imagerie et cadrés par la feuille de route pour l’imagerie, mise à jour annuellement. Ces travaux mettent actuellement la priorité sur l’encodage, et le développement de profils des normes et standards civils pour la communauté militaire.
Standards publiés
Travaux en cours
Projets actifs :
Nouveaux standards en développement :
Révisions :
- Profil DGIWG Geopackage
Profil du standard OGC Geopackage, définit des cas d’usages pour l’échange de données défense ainsi que des restrictions pour l’utilisation des extensions, des systèmes de coordonnées et des systèmes de tuilage.
À l’OGC
L’Open Geospatial Consortium OGC a lancé à l’orée du troisième millénaire une large réflexion sur l’imagerie et les données maillées qui a permis quelques avancées dans ce domaine longtemps laissé pour compte par la normalisation de l’information géographique.
L’OGC apparaît aujourd’hui comme le moteur principal de la standardisation pour l’imagerie géospatiale.
Standards publiés
- 3D Tiles (OGC)
3D Tiles : standard OGC de diffusion / rendu de contenus géospatiaux 3D volumineux tuilés (tileSet) : imagerie 3D, vecteur 2D/3D, et nuages de points
- Cloud Optimized GeoTIFF (COG)
Permet de télécharger efficacement des parties d’images et des données de couverture de grille sur le web
- I3S/SLPK
I3S/SLPK : standard OGC (et ESRI) de diffusion / rendu de contenus géospatiaux 3D volumineux tuilés (Scene Layer) : imagerie 3D, vecteur 2D/3D, et nuages de points
- O&M 2.0 (OGC)
O&M 2.0 – Observations & Measurements
- OGC API EDR
Environmental Data Retrieval API
- OGC netCDF
Format d’encodage des données raster pour le domaine météorologique
- OGC SensorThings API
SensorThings API 1.0 Part 1: Sensing + Part 2: Tasking Core
Travaux en cours
SWG et DWG actifs:
Nouveaux standards en développement :
Révisions :
À l’OTAN
Deux groupes de travail sont concernés par la thématique Imagerie à l’OTAN : le JGSWG dans le domaine géographique et le JCGISR dans le domaine du renseignement.
Standards publiés
Travaux en cours
Groupes de travail actifs:
Nouveaux standards en développement :
Révisions :
Autres
INSPIRE
Standards publiés
Les principales spécifications INSPIRE relatives au thème imagerie sont :
- Orthoimagerie (OI),
- Elevation (EL).
