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Questions sur les modèles de géodonnées et le langage de description

Introduction

Pour que des données spatiales numériques puissent être correctement et intégralement saisies, stockées, transmises et exploitées, elles doivent être décrites au moyen de modèles de géodonnées. Ceux-ci décrivent les objets contenus dans le jeu de données, leurs propriétés les plus caractéristiques et les liens dans l’espace qu’ils entretiennent les uns avec les autres. Il est par ailleurs important de disposer d’un langage de description homogène dans lequel le modèle de données est formulé. La compréhension de modèles de données différents s’en trouve simplifiée.

Aspects touchant au contenu

Selon l’art. 3 al. 1 let. h LGéo (RS 510.62), les modèles de géodonnées sont des « représentations de la réalité fixant la structure et le contenu de géodonnées indépendamment de tout système. »
Aujourd’hui, des modèles de géodonnées homogènes ne sont utilisés à l’échelle du pays entier que dans un nombre restreint de domaines de spécialité, par exemple en mensuration officielle.

accès au modèle de géodonnées MO

Dans le cadre de l’harmonisation visée, les services spécialisés de la Confédération devront prescrire, à l’avenir, des modèles de géodonnées minimaux pour les géodonnées de base relevant du droit fédéral dont ils ont la charge et y fixer la structure et le degré de spécification du contenu (art. 9 al. 1 OGéo, RS 510.620). Ces modèles de géodonnées minimaux satisferont à l’exigence d’un équilibre judicieux entre une minimisation de la charge de travail et une maximisation de l’intérêt et constitueront en outre un lien indispensable entre la pratique et l’informatique dans l’optique d’une modélisation en phase avec la réalité du terrain.
Le but effectif des modèles de géodonnées minimaux pour les géodonnées de base relevant du droit fédéral peut se déduire des réponses apportées aux questions suivantes : 

  • Quels éléments à modéliser résultent de la législation spécialisée ?
  • Quels éléments à modéliser sont nécessaires aux services fédéraux pour qu’ils puissent accomplir le mandat légal qui leur incombe ?
  • Quelles informations sont nécessaires à l’échelon cantonal pour couvrir les éléments à modéliser au niveau intercantonal et quelles parties d’entre elles existent déjà dans les modèles cantonaux ?
  • Les éléments de coordination avec des domaines thématiques voisins ou en recouvrement sont-ils suffisamment pris en compte ?
  • Quelle peut être l’ampleur du modèle de géodonnés minimal pour qu’il présente une stabilité maximale (donc qu’il résiste aux modifications), que sa génération nécessite le moins de travail possible et qu’il puisse être mis en oeuvre de façon à bénéficier d’une acceptation aussi large que possible parmi ses utilisateurs (par exemple les associations, les bureaux d’ingénieurs, etc.) et puisse donc prendre un caractère aussi contraignant que possible ?
  • Quels sont les aspects à prendre en compte pour un archivage ultérieur des géodonnées ?
     

Pour les jeux de données reproduisant le contenu des restrictions de droit public (jeux de données RDPPF comme p. ex. les plans d’affectation) la règle est que le modèle de géodonnées minimal couvre intégralement l’état qui lie les propriétaires.
Avec un modèle de données général, reposant sur les besoins et les exigences de l’ensemble des participants, les données peuvent être échangées, regroupées, généralisées, exploitées statistiquement et ultérieurement archivées de manière plus simple. Cela signifie que tous les modèles de géodonnées d’un domaine de spécialité doivent alors satisfaire les exigences propres au modèle de géodonnées minimal. L’instrument de la communauté d’informations spécialisées est à disposition pour l’élaboration d’un tel modèle de données minimal.
Des informations détaillées et des indications pratiques relatives au mode opératoire auquel se conformer pour harmoniser les géodonnées de base au sein des communautés d’informations spécialisées peuvent être trouvées dans les recommandations correspondantes.

 

Le modèle de géodonnées minimal décrit le contenu du jeu de géodonnées de base. Il présente les caractéristiques suivantes :

  • La sémantique des éléments du modèle est décrite sans équivoque par un texte.
  • Les objets avec leurs caractéristiques et les règles de saisie qui leur sont propres sont définis le plus précisément possible au sein du catalogue des objets.
  • Il présente une structure conceptuelle, indépendante de tout système. 
  • Il satisfait aux exigences de la spécialité et est aussi simple que possible. Autrement dit, la modélisation se cantonne à ce qui est nécessaire et n’englobe pas tout ce qui serait souhaitable. 
  • Il est formulé dans un langage indépendant des producteurs et des fabricants. 
  • Il reste inchangé le plus longtemps possible.
  • Il a subi une procédure de consultation étendue à tous les participants de la communauté d’informations spécialisées (par exemple les cantons, les associations, etc.). La description sémantique du modèle y a été mise au net. L’acceptation finale ne concerne donc plus que la forme technique, formalisée, du modèle de données conceptuel.
  • Il a été déclaré contraignant par un service spécialisé de la Confédération (par exemple l’Office fédéral de l’environnement).

 

 

Outre une description textuelle de la sémantique du modèle, elle se compose des éléments suivants : 

  • un catalogue des objets (descriptif)
  • un modèle de données conceptuel
         

                 -un diagramme UML1) (ou ERM2)) (graphique)
                 -un fichier modèle INTERLIS (textuel) 

  • un modèle de représentation, pour autant que le service spécialisé de la Confédération l’ait jugé nécessaire
     

1) UML = Unified Modeling Language (www.uml.org)
2) ERM = Entity-Relationship Model ("Modèle entité - relation")

Le catalogue des objets est une énumération informelle de classes (objets du monde réel dotés des mêmes propriétés), de leurs relations entre elles et de leurs attributs, la définition de tous les éléments s’effectuant dans le langage courant. Le catalogue des objets contient des indications relatives au degré de spécification, aux exigences de qualité (notamment géométriques) ainsi qu’aux règles de saisie. Il constitue une étape préalable au modèle de données conceptuel et un complément de ce dernier.

Le modèle de données conceptuel décrit avec exactitude la structure et le contenu des géodonnées. Il définit donc clairement un état de la réalité spécifique à l’application et peut ainsi, s’il devient contraignant, limiter le cas échéant la souplesse d’utilisation de certains outils d’exécution. Exemples : il est impossible de reproduire de nouvelles différenciations comme il est impossible de reproduire correctement dans les données des règles de compromis et d’exception apparaissant ultérieurement en pratique. Ce risque peut être minimisé si le modèle de données conceptuel sous-jacent est bien en phase avec la pratique et tient déjà convenablement compte de tous ces aspects.
Le modèle de données conceptuel est indépendant de la technologie du moment et est reproduit sous forme graphique en UML1) (resp. ERM2)) et sous forme textuelle en INTERLIS, de façon à être interprétable par un ordinateur. Cela permet en outre de recourir à des outils d’assistance technique et formelle lors du contrôle du respect des prescriptions par les données et lors de la mise en place de modèles de données physiques sur des systèmes différents.
L’élaboration de la description sémantique du modèle comme base du modèle de données conceptuel constitue par expérience l’étape la plus lourde et la plus délicate, car les intérêts de nombreux participants au processus dont les arrière-plans sont très différents (modalités pratiques, droit, informatique, etc.) viennent s’entrechoquer. Il s’agit tout d’abord de se comprendre les uns les autres et de trouver un langage commun. Il est donc nécessaire que des personnes et des institutions prennent cette tâche à leur compte. Sinon, il y a peu de chances que des modèles de données aptes à être utilisés en pratique voient le jour.
Quelles sont les différences entre des modèles de données conceptuel, logique et physique et dans quelle catégorie se situe le modèle de géodonnées minimal ?
Le modèle de données conceptuel vise à décrire la structure et le contenu des géodonnées, indépendamment de tout système. Le modèle de données logique décrit les structures des données à échanger (organisation des données de son propre environnement système). Les prescriptions pour l’implémentation technique effective sont formulées dans le modèle de données physique (structure de banque de données dépendante du système pour la création et la mise à jour des géodonnées ou schéma du format pour l’échange de données dans un format de transfert standard). Le modèle de géodonnées minimal est un modèle conceptuel.


1) UML = Unified Modeling Language (www.uml.org)
2) ERM = Entity-Relationship Model ("Modèle entité - relation")

 

 

Le modèle de données conceptuel vise à décrire la structure et le contenu des géodonnées, indépendamment de tout système. Le modèle de données logique décrit les structures des données à échanger (organisation des données de son propre environnement système). Les prescriptions pour l’implémentation technique effective sont formulées dans le modèle de données physique (structure de banque de données dépendante du système pour la création et la mise à jour des géodonnées ou schéma du format pour l’échange de données dans un format de transfert standard). Le modèle de géodonnées minimal est un modèle conceptuel.

Le modèle de géodonnées minimal doit permettre d’atteindre une harmonisation de base aussi simplement que possible, harmonisation pour laquelle les interventions dans les structures des processus internes du service compétent doivent se limiter au strict minimum. La définition du modèle de géodonnées minimal se concentre ainsi sur la détermination des objets et des relations du modèle de données conceptuel (catalogue des objets inclus) produisant des effets extérieurs.
L’intégration dans la modélisation d’aspects en lien avec les processus est donc laissée à la libre appréciation du service compétent, étant entendu que ces aspects ne présentent une réelle importance que pour les processus internes. L’intégration dans le modèle de géodonnées minimal pourrait par exemple être motivée par l’intérêt crucial que la disponibilité d’informations liées à des processus présente pour tous les participants. Il conviendrait cependant de se demander alors si de telles informations ne ressortiraient pas plutôt aux métadonnées en qualité de partie de l’ « ensemble minimal de métadonnées » associé au jeu de géodonnées de base. La réponse à cette question devrait être apportée lors de l’élaboration du modèle de données conceptuel dans le cadre de la communauté d’informations spécialisées à organiser par le service spécialisé de la Confédération.
Des informations détaillées et des indications pratiques relatives au mode opératoire auquel se conformer pour harmoniser les géodonnées de base au sein des communautés d’informations spécialisées peuvent être trouvées dans les recommandations correspondantes.

Le modèle de géodonnées minimal doit permettre d’atteindre une harmonisation de base aussi simplement que possible, harmonisation pour laquelle les interventions dans les structures des processus internes du service compétent doivent se limiter au strict minimum. La définition du modèle de géodonnées minimal se concentre ainsi sur la détermination des objets et des relations du modèle de données conceptuel (catalogue des objets inclus) produisant des effets extérieurs.
Pour les directives de saisie, cela signifie que le catalogue correspondant des objets consigne thème par thème les objets à saisir et les modalités de l’opération. Les modalités ne s’appliquent pas ici au genre de la méthode de mesure (respect de la liberté de méthode requise à l’art. 8 al. 3 LGéo, RS 510.62), mais à la délimitation exacte d’un objet (exemple : des balcons en saillie appartiennent-ils encore à la projection horizontale du bâtiment ou non ?). Il est ainsi assuré que les preneurs de contrats d’entreprises saisissent leurs données de manière à garantir la base de données d’objets fixée en commun et les attributs qui lui sont associés.

Seulement des attributs obligatoires en règle générale, puisqu’il s’agit d’un modèle minimal ; si la communauté d’informations spécialisées parvient cependant à la conclusion unanime que le modèle devrait aussi comporter des attributs optionnels, rien ne s’y oppose.

Non, un modèle de géodonnées minimal peut être créé pour une ou plusieurs entrées du catalogue. Toutefois, plusieurs modèles minimaux ne sont possibles pour une même entrée du catalogue que si plusieurs entrées existent aussi pour elle dans le recueil des jeux de géodonnées de base relevant du droit fédéral. La question du nombre des modèles doit toujours être envisagée dans le cadre du mandat général d’harmonisation assigné à la loi sur la géoinformation et à ses ordonnances d’exécution.

Non, un modèle de géodonnées minimal peut être créé pour une ou pour plusieurs entrées du recueil des jeux de géodonnées de base relevant du droit fédéral associées à une même entrée du catalogue. Toutefois, l’existence de plusieurs modèles minimaux pour une même entrée du recueil des jeux de géodonnées de base est prohibée. La question du nombre des modèles doit toujours être envisagée dans le cadre du mandat général d’harmonisation assigné à la loi sur la géoinformation et à ses ordonnances d’exécution.

Oui, la modélisation doit au moins comprendre la référence spatiale de la station de mesure et le contenu des mesures (sous la forme d’attributs de la station de mesure, tels qu’ils sont définis dans la législation spécialisée correspondante).

Un modèle de données conceptuel est une description relativement abstraite et très formalisée du monde réel et ne doit être disponible que dans une seule langue. Il est judicieux de ne créer le modèle que dans une seule langue, tout simplement parce que les membres d’une communauté d’informations spécialisées doivent se concentrer pleinement sur la modélisation elle-même et non se préoccuper de la sémantique des notions dans diverses langues officielles. En outre, l’implémentation dans un système d’information géographique s’en trouve considérablement simplifiée. Il est en revanche indispensable que la description sémantique du modèle et le catalogue des objets (description textuelle des objets du modèle de données) soient disponibles en plusieurs langues et aussi que les données puissent être lues ou écrites en plusieurs langues à l’aide d’une table de traduction. Une recommandation appropriée comportant des indications détaillées à ce sujet est en préparation et doit être disponible pour la fin de l’année au plus tard.

Dans le cadre de la poursuite du développement du langage de description de données INTERLIS (passage à la version 2), divers moyens auxiliaires et certains outils d’assistance à la modélisation des géodonnées ont été élaborés voire étendus pour INTERLIS 2.

 
Moyens auxiliaires :

  • Manuel de l’utilisateur INTERLIS (modélisation de données à référence spatiale – une introduction prenant en compte UML1) et INTERLIS)
  • Manuel de référence INTERLIS
     

Outils :

  • Compilateur pour INTERLIS (le compilateur vérifie la syntaxe d’un modèle INTERLIS et génère sur demande plusieurs schémas de format) 
  • Checker (analyseur) pour INTERLIS (le checker vérifie les données par rapport à un modèle INTERLIS prédéfini) 
  • Editeur UML/INTERLIS (des modèles peuvent être créés graphiquement avec l’éditeur UML/INTERLIS et un catalogue des objets de même qu’un modèle INTERLIS peuvent en être automatiquement déduits) 
  • Module INTERLIS pour FME2) (pour la conversion des données dans d’autres formats, requiert le logiciel commercial FME)
     

Ces moyens auxiliaires et ces outils peuvent être téléchargés gratuitement

1)
UML = Unified Modeling Language (www.uml.org)
2) FME = Feature Manipulation Engine (outil proposé par l’entreprise Safe Software Inc, www.safe.com

 

Le nouveau droit de la géoinformation prescrit à l’art. 10 al. 1 OGéo (RS 510.620), que le langage de description doit correspondre à une norme reconnue. Il autorise l’Office fédéral de topographie swisstopo à spécifier le langage de description général des géodonnées de base (art. 10 al. 2 OGéo). Dans ce cadre, la Confédération garantit la participation des cantons et l’audition des organisations partenaires de façon adaptée. Il est stipulé à l’art. 5 de l’ordonnance de l’Office fédéral de topographie swisstopo sur la géoinformation (OGéo-swisstopo) que le langage général de description de modèles de géodonnées respecte les normes INTERLIS 1 ou 2. L’utilisation exclusive d’un autre langage de description pour les géodonnées de base relevant du droit fédéral n’est permise que si une ordonnance du Conseil fédéral le prévoit (art. 10 al. 3 OGéo). Des règles dérogatoires sont notamment envisageables lorsqu’un autre langage de description est nécessaire dans l’optique d’un échange de données international (cas par exemple de données de la navigation aérienne ou du domaine des informations environnementales). Le recours à INTERLIS 2 est expressément recommandé dans la perspective d’une modélisation si possible durable des données et afin que des concepts actuels de modélisation de données (orientation-objet, structures d’héritage, lecture polymorphe, etc.) puissent être utilisés.

Aspects organisationnels

Le groupe de coordination interdépartemental pour l’information géographique et les systèmes d’information géographique1) (GCS) a été mandaté par l’arrêté du Conseil fédéral du 21 mai 2008 pour définir un échéancier incluant des priorités pour l’introduction des modèles de géodonnées [pour les géodonnées de base relevant du droit fédéral] et le communiquer aux cantons.
Cet échéancier pour l’introduction des « modèles de géodonnées minimaux » a été édicté par le GCS le 26 août 2009 sous la forme d’une directive s’imposant aux services fédéraux.

1) Depuis le 1er juillet 2008 : organe de coordination de la géoinformation au niveau fédéral

Règle de principe : les exigences qualitatives et techniques applicables aux géodonnées de base et contenues dans la LGéo (RS 510.62) entrée en vigueur le 1er juillet 2008 sont à mette en oeuvre sans délai.
Un délai de cinq ans à compter de l’entrée en vigueur de l’OGéo (RS 510.620) est accordé aux cantons pour la mise en oeuvre de ces exigences qualitatives et techniques (art. 53 OGéo). Si l’ordonnance renvoie toutefois à des prescriptions qui n’existaient pas encore au moment de son entrée en vigueur (cas par exemple de celles relatives aux modèles de géodonnées minimaux), le délai de transition de cinq ans ne court qu’à compter de la date à laquelle ces prescriptions ont été communiquées aux cantons.

La LGéo (RS 510.62) ne répond pas explicitement à cette question. Cependant, l’adaptation de structures de données déjà existantes, leur transposition dans les systèmes informatiques et la conversion des données existantes sont attendues dans le délai imparti. La date butoir indiquée dans les dispositions transitoires de la LGéo (RS 510.620) pour le changement de système et de cadre de référence planimétrique a été fixée au 31 décembre 2020. Une exigence implicite y est donc liée, celle de pouvoir mettre à disposition les données existant déjà (y compris sous forme analogique) sur l’intégralité du territoire sous forme numérique au niveau de qualité prescrit. La saisie et la mise à disposition des données non encore disponibles ou disponibles de manière partielle uniquement ne font donc pas nécessairement partie des obligations à respecter dans le délai prescrit.
Si le niveau d’autorisation d’accès A (géodonnées de base librement accessibles, art. 22 OGéo) est attribué à des jeux de géodonnées de base de l’annexe 1 OGéo, on peut s’attendre à ce que les géodonnées couvrent l’intégralité du territoire et à ce qu’elles soient rendues accessibles au public. La définition du calendrier prévu pour la couverture territoire complète incombe au service compétent qui doit donc l’établir en conséquence et le faire figurer au besoin dans la loi spécialisée.

Le service spécialisé de la Confédération déclare le caractère techniquement obligatoire du modèle de géodonnées minimal. Après l’obtention d’une autorisation formelle délivrée par le GCS, le service compétent met le modèle de géodonnées minimal en oeuvre.

Oui, certaines exigences contraignantes doivent être définies pour les modèles de géodonnées et seront vérifiées par le centre opérationnel du GCS. Elles sont encore en cours d’élaboration et devraient être disponibles d’ici à la fin de l’année au plus tard.


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