Favoriser la constitution de catalogues de données pour un meilleur partage de l’information environnementaleLe développement d’un outil de gestion et de consultation des données environnementales répond à un besoin scientifique et organisationnel de plus en plus ressenti par les organisations qui veulent favoriser le partage et l’accessibilité de l’information. L’émergence d’organisations virtuelles, comme les observatoires sur l’environnement, auxquelles participent la plupart du temps un ensemble variés d’intervenants (des scientifiques et des gestionnaires du territoire) nécessite la mise à disposition d’outils susceptibles d’offrir des services assurant la visibilité des informations produites. Ces services doivent, notamment, permettre une meilleure approche inter-disciplinaire des problématiques traitées. C’est dans ce cadre et pour répondre à cette problématique de partage et de circulation de l’information multi-producteurs, multi-acteurs que l’application MDweb est proposée. MDweb est un outil générique, multi-langues, multi-normes, destiné à l’indexation et à la consultation des données environnementales, et par extension aux données géographiques. Issu d’une recherche en partenariat (Cemagref UMR TETIS, LIRMM), et développé par l’US 166 en relation avec ses partenaires du Sud (les membres du programme ROSELT), cette application est conçue pour constituer, gérer, administrer et consulter des catalogues de données environnementales via le web. Elle a pour but de porter à connaissance et de partager des données au sein d’un projet, d’un institut vers une communauté élargie à celles des producteurs de l’information (gestionnaires, scientifiques) Les spécifications adoptées pour le catalogage de l’information géographique sont basées sur la norme ISO 19115 répondant aux spécifications de l’OpenGis et des directives européennes (directive INSPIRE). |
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Les fonctionnalités générales de MDweb sont les suivantes :
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Les MétadonnéesRôle attribué aux métadonnées Le premier rôle attribué aux métadonnées à travers MDweb est la connaissance de la donnée et de ses caractéristiques. Les métadonnées sont des données qui renseignent sur la nature et les caractéristiques d’autres données auxquelles elles se référent. De ce fait, elles peuvent contenir toute information liée à une donnée, mis à part le contenu de la donnée elle-même. Les métadonnées permettent autant d’inventorier (« faire une liste »), de documenter (« décrire les caractéristiques ») que de cataloguer (« classer selon divers critères ») les données. Outre ces rôles principaux assignés aux métadonnées, on peut identifier deux grandes utilisations des métadonnées : la recherche et l’accès aux données. Utilisation des métadonnées dans MDweb
Cet outil s’appuie sur la notion de métadonnées et l’utilise pour structurer et organiser la description des données que l’on veut cataloguer. Dans le cadre d’un observatoire de surveillance écologique comme c’est le cas dans le programme ROSELT et plus généralement dans le cadre l’élaboration de catalogue sur des jeux de données géographiques, les métadonnées utilisées servent à décrire tant le contenu (la sémantique) du jeu de données que sa nature intrinsèque (caractéristiques spatiales, format). Ainsi, les métadonnées utilisées portent sur :
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Références norméesAfin de structurer les métadonnées utilisées pour référencer les jeux de données et permettre de rendre le catalogue ou la référence partageable par une autre application que celle qui la produit, les références des catalogues élaborés par MDweb s’appuient sur la norme internationale de métadonnées pour l’information géographique (ISO 19115). Dans ce cas précis, cette norme répond aux besoins de description de l’information environnementale que l’on veut référencer. L’outil MDweb, grâce au schéma qui assure le stockage du dictionnaire de la norme, peut utiliser indifféremment n’importe quel standard pourvu qu’il soit structuré de manière hiérarchique. Par la suite, la communauté scientifique personnalise cette norme en créant un gabarit, ou « vue » de la norme. Les références du catalogue peuvent ainsi être saisies selon la structure décrite par ces gabarits. |
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Les fonctionnalitésUne recherche assistée et modulaireDeux utilisations possibles sont proposées pour rechercher des références en mode multi-catalogues :
Les interrogations prédéfinies Les interrogations prédéfinies permettent à l'utilisateur de réaliser une recherche sur des critères précis ou d'avoir une vision globale du contenu des catalogues. Trois types d'interrogation prédéfinies sont proposées :
La recherche multi-critères La recherche en mode multi-critères va vous permettre de composer votre interrogation en utilisant au plus cinq critères. Ces critères permettent d'affiner avec détail votre interrogation. Les critères proposés permettent de répondre aux questions suivantes :
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Les utilisateursDes rôles et des fonctionnalités bien définiesPar nature, MDweb est un application multi-utilisateur qui demande pour l’utilisation de ses différentes fonctionnalités la définition de rôles bien distincts. Chaque utilisateur se voit attribuer un compte pour lequel un rôle est donné par l’administrateur. Cela lui donne l’accès aux modules correspondants aux tâches qui lui sont assignées dans l’outil. Cinq rôles sont distingués :
Rôles et fonctionnalités associées pour une utilisation appropriée de MDWeb Administration de l’outil et gestion du catalogue Accessible seulement au super-utilisateur de l’outil, l’administrateur, les modules d’administration vise à la fois la gestion de l’outil (configuration, personnalisation, gestion des utilisateurs) et la gestion des références et des catalogues associées (import/export, suppression, modification des fiches, attachement d’imagette et de ressources). Module d'administration Concernant la configuration de l’outil, l’administrateur peut modifier la règle de publication des références, à savoir obliger la validation manuelle (par un validateur) avant sa publication ou donner un statut de validation automatique ce qui autorise une publication immédiate d’une référence après sa saisie. Ce dernier statut n’est pas recommandé. Le module d’administration permet de définir d’autres langues pour les libellés des interfaces et facilite la saisie des nouveaux libellés. Concernant la configuration initiale, un module autorise l’administrateur a pré paramétrer les valeurs de certains éléments de métadonnées dits « techniques » tels que la valeur des jeux de caractères utilisés par la ressource, par exemple, pour qu'elles puissent ensuite être cachées lors de la saisie d’une référence. L’administrateur est la personne qui est en charge de la gestion des utilisateurs authentifiés de MDweb. Un module lui permet de déclarer un utilisateur, de lui affecter un rôle (validateur, catalogueur, etc.). Concernant la gestion des références et des catalogues, l’administrateur a à sa disposition un ensemble de modules qui lui permettent d’exporter, importer au format XML des références issues d’autres catalogues MDweb ou d’Export MDweb, des imagettes et d’attacher des ressources (fichiers zippés) aux références existantes. Enfin, l’administrateur a à sa disposition un module lui permettant de créer de nouveaux gabarits pour référencer de nouveaux types de données et de gérer ceux existants. |
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Les spécifications techniquesMDweb est une application server-side. Le choix des composants s’est orienté vers une solution entièrement OpenSource. Elle apporte au moindre coup coût une large gamme de fonctionnalités avec la garantie d’une bonne stabilité de l’ensemble du système. Sa mise en œuvre s’articule autour de trois composants majeurs :
C’est le module PHP (version 4.3.x) adjoint au serveur Apache qui assure la communication entre le système de gestion de base de données et le serveur HTTP. Spécialement développé pour la manipulation de données via un serveur web, le langage PHP présente une large gamme de fonctions assurant le dialogue avec PostgreSQL ou MySQL et la publication des données sur le web. Sa grande souplesse d’utilisation et sa rapide prise en main facilitent la mise en œuvre. Architecture MDWeb MDweb est développée pour être déployée indépendamment sur des systèmes d’exploitation Windows ou Linux. Son utilisation sur Windows est préconisée à des fins de tests ou d’utilisation en local, c'est-à-dire comme une application bureautique. Dans un cas comme dans l’autre, son installation doit être précédée de la mise en place des services nécessaires : un serveur web (Apache), d’un SGBD (MySQL ou PostgreSQL) du module PHP assurant le dialogue entre le serveur web et le SGBD. Aujourd’hui, deux applications open source permettent d’installer facilement ces composants sur Windows : l’application EasyPHP et l’application Wamp. Sur le système Linux, il existe des « packages » d’installation pour chacun des modules. Le paramétrage final des modules et de l’outil MDweb requiert une bonne connaissance des composants et du système d’exploitation, notamment concernant la sécurisation. MDweb est conçu pour utiliser deux types de SGBD : MYSQL ou PostgreSQL, le premier étant préconisé sur le système Windows pour sa facilité de mise en œuvre (compris dans la distribution EasyPHP et Wamp). D’une manière générale, PostgreSQL est recommandé pour sa robustesse, ses réelles fonctionnalités de SGBD et la possibilité d’adjoindre la cartouche spatiale Postgis nécessaire à l’installation du module de consultation cartographique. Une base de données originale : stockage des dictionnaires et des métadonnéesLa base de données relationnelles qui est au cœur de l’outil est originale à plus d’un titre. En effet, elle stocke de manière « classique » les références des catalogues qui y sont stockées (fiches de métadonnées). Elle stocke aussi l’ensemble des informations nécessaires pour la description de ou des normes utilisées à la construction des fiches de métadonnées, les champs et les paramètres nécessaires à la construction des formulaires de saisies, et tous les libellés des interfaces en autant de lanque que les utilisateurs auront voulu ajouter, il existe, le français et l’anglais (langue par défaut). Elle peut se décomposer en quatre parties :
Schéma général de la base de données MDWeb L’utilisation des modules cartographique et de connexion des catalogues distants et hétérogènes (protocole z39.50) demande l’adjonction de tables permettant de stocker les données géographiques et d’un schéma d’indexation facilitant les opérations de recherche à partir du module de connexion Z39.50. ![]() Schéma général de la base de données MDWeb incluant les modules cartographiques et Z39.50 Les modulesDans sa version actuelle, l’application comporte trois modules standard : - un module de « recherche» des références (métadonnées) qui offre un mode de recherche par mots-clés, un mode de recherche avancée en accès libre ou restreint - un module de « gestion » qui assure via une authentification par mot de passe la saisie et la mise à jour de références et des fichiers de ressources attachés - un module « d’administration » qui assure le paramétrage de l’outil, la gestion de toutes les références des catalogues existants, l’importation et l’exportation de références au format XML, la personnalisation des interfaces, la gestion des gabarits. Afin de proposer des fonctionnalités de recherche conviviales et approfondies, deux modules supplémentaires peuvent être installés. Un module de recherche par sélection géographique. Il offre la possibilité de composer les requêtes sur les références en s’appuyant sur un support cartographique interactif (zoom, pan, sélection par entité ou par zone rectangulaire). Ce module s’appuie sur le stockage des données géographiques dans la base de données relationnelle à laquelle on a adjoint la cartouche spatiale Postgis. Côté traitement, les scripts PHP implémentent les spécifications WMS de l’OpenGis pour offrir des services de navigation sur les données géographiques. Côté client, la visualisation, la navigation, et l’interactivité sont obtenues par la technologie SVG et Javascript. Interface d'interrogation par localisation géographique Interrogation sur des catalogues distants et hétérogènes (norme Z39.50) Dans le contexte de création de catalogue locaux au sein d’une organisation géographiquement distribuée et pour faciliter l’accès aux catalogues gérés par MDweb par d’autres organisations, l’ajout d’un module de connexion Z39.50 est possible. Il assure l’interopérabilité de MDweb avec d’autres applications ou d’autres sources de données Z39.50. En effet, cette norme/protocole d’accès à des catalogues permet d’interroger de manière distante des bases de données hétérogènes (le schéma n’étant pas connu à priori) et distribuées. ConcrétementConcrètement, côté serveur, l’implantation du serveur Z39.50, personnalisé pour réaliser la recherche et la publication des fiches de métadonnées a été implémentée sur l’application z39.50 SimpleServer. Côté client, les interrogations faîtes par l’utilisateur sont transcrites en langage d’interrogation z39.50, compréhensible par les serveurs ad hoc. Intégration aux applications SIG : Export Mdweb Une des difficultés majeures de l’élaboration des catalogues de données réside dans le renseignement des métadonnées comme information de base à l’indexation pour la recherche. Pour cela, la saisie, la mise à jour des métadonnées d’un catalogue est souvent un travail fastidieux qui est un frein à la mise en place puis à la mise à jour de celui-ci. Une des pistes à favoriser est l’automatisation de la saisie des métadonnées. Un premier effort a été réalisé dans MDweb par le pré-paramétrage des métadonnées dites « techniques » (jeu de caractères, type de ressource, etc.) ou « répétitives » (informations sur les contacts, par exemple). La deuxième piste est de développer, sur les applications de production de la ressource comme les outils SIG, des modules qui puissent utiliser leurs fonctionnalités pour générer à « moindre frais » et de manière cohérente et simple, les fiches de métadonnées associées aux données que l’on produit. Pour cela, et sur le logiciel SIG ArcGIS, l’US Désertification a développé une extension qui facilite la création des métadonnées sur les données géographiques gérées par ArcGIS : Export MDweb Ce module utilise les fonctionnalités de ArcCatalog et permet d’automatiser en grande partie le renseignement d’une fiche de métadonnées des ressources de type vecteur, raster, base de données géographique. Le module crée créé assure ensuite l’exportation de la fiche au format XML, d’une imagette et permet aussi la création d’une archive zip de la ressource décrite. L’ensemble peut être ensuite importé sous MDweb via le module d’export/Import XML. Distribution Mdweb Version 1.3 La version 1.3 propose les modules standard de l’outil avec la possibilité d’installation sous Windows ou Linux, en utilisant MySQL ou PostgreSQL. L’’utilisation de PostgreSQL est recommandée. Sous Windows et pour un usage local (en localhost), si vous n’êtes pas un utilisateur averti, il est recommandé d’installer MDweb avec MySQL qui est inclus dans la distribution Wamp (Apache, PHP, MySQL) sur laquelle s’appuie MDweb pour fonctionner. Deux distributions sont proposées. Elles contiennent l’ensemble des scripts PHP utiles à l’installation de l’application et à la création de la base de données. La distribution Windows comprend l’exécutable pour l’installation de l’application Wamp 1.5.1. Wamp permet d’installer et de gérer aisément l’ensemble des services (Apache, PHP et MySQL) nécessaires à MDweb. Sont proposés les fichiers de configuration config.inc.php et php.ini paramétrés pour l’utilisation de MDweb sous Windows. La distribution Linux propose aussi les fichiers de configuration config.inc.php et php.ini paramétrés pour l’utilisation de MDweb sous Linux, des exemples de configuration de PostgreSQL avec les fichiers pg_hba.conf et postgresql.conf. Distribution Export Mdweb Version 1.0 La distribution de Export MDweb est un exécutable qui permet d’installer automatiquement l’extension sur un ordinateur personnel. Export MDweb est une extension de ArcGis 8.x, la présence du logiciel est bien entendu indispensable. Vous pouvez le télécharger ici avec le fichier Readme.txt |
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CollaborationsLes collaborations autour des infrastructures de données spatialesL’outil MDweb est le fruit d’un travail de conception et de développement qui est mené depuis 2002 au sein de l’équipe de l’US Désertification mais aussi en partenariat avec d’autres instituts. En ce qui concerne les réflexions conceptuelles, les collaborations avec le LIRMM, Le Cemagref UMR TETIS dans le cadre des projets PADOUE, Syscolag, GETM nous ont permis de profiter et mutualiser les apports et connaissances de chacun, notamment autour de l’optimisation de l’indexation sémantique et géographique des données géographiques, l’implémentation d’un service de recherche cartographique. Dans le cadre du programme ROSELT/OSS, du programme Européen intégré DeSurvey les partenaires du Sud et du Nord nous assurent, en tant qu’utilisateurs des retours d’expériences qui sont primordiaux pour l’évolution de l’outil et des services à rendre en matière d’indexation et de consultation des données environnementales. Plusieurs publications sur le sujet de la conception et la mise en œuvre des infrastructures de données ont été rédigées en commun (cf. références bibliographiques) References bibliographiquesMutualisation de données et de connaissances pour la gestion intégrée des zones cotières. Application au projet Syscolag. 2005: Barde J. Thèse de doctorat, Université Montpellier II, Ecole Doctorale Information, Structures, Systèmes. 282 p. Décembre 2005 . Télécharger le document CoastGIS 2005 : Barde J., Libourel T., Maurel P., Desconnets J.C., Mazouni N., Loubersac L. A Metadata service to manage resources on coastal area. CoastGis’ 2005 (in press) Sig La Lettre 2005. Métadonnées /Observatoires : un mariage à négocie SIG La Lettre Paris, Mai 2005, P.12 GETM 2005 : Géomatique, Espace, Territoire et Moibilité : Construction et usages d’infrastructures liées à l’information géographique ou Comment servir l’information géographique. Rapport final du programme interdisciplinaire- socièété de l’information.CNRS. Mai 2005 GéoEvenement 2003 LIBOUREL T., DESCONNETS J.C., MAUREL P., MOYROUD N., PASSOUANT M.: : Les métadonnées : pourquoi faire ? (in CD-ROM) Paris, mars 200 AfricaGIS 2003 Desconnets J.C., Loireau M., Leibovici D., Moyroud N, D’herbès J.M. Approches pour la constitution des systèmes d’information autour de la désertification dans la zone Circum-Saharienne programme ROSELT/OSS 2003 Desconnets J.C., Moyroud N., Libourel T. : Méthodologie de mise en place d’observatoires virtuels via les métadonnées. InforSid 2003, Nancy, Juin 2003. 2002 Desconnets J.C., Moyroud N., Libourel T. : Mise en place d’une infrastructure « observatoire virtuel » dans le cadre du programme ROSELT. Journées Cassini 2002, Brest sept. 2002. 2001
Desconnets JC, Libourel T., Maurel P., Miralles A., Passouant M.
Proposition de structuration des métadonnées en géosciences :
Spécificité de la communauté scientifique. Compte rendu des journées
Cassini 2001, Montpellier, nov. 2001. |
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Equipe de développement et contributionsEquipe principale Concepteur et chef de projet : Desconnets J.C (US 166 - IRD) jcd@teledetection.fr Développeurs :
Contributions techniques : Contributions scientifiques : |
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Documents de références disponibles
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ContactsIRD / US Désertification (US 166) www.us166.ird.fr Site de démonstration MDweb : mdweb-demo.roselt-oss.org
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