Les services de géomatique au ministère de la Sécurité publique : des pièces détachées réutilisables!

Par Nicolas Gignac, Ministère de la Sécurité publique

Le 30 novembre 2009, une brève description du géolocalisateur du ministère de la Sécurité publique (MSP) était publiée à la une du portail Le Québec géographique. Le présent article porte sur l‘information technique liée aux services et aux données qui sont à la base de cet outil unique.

Le modèle de développement ouvert, autonome et technologiquement indépendant au MSP lui permet de s’appuyer sur les toutes dernières innovations en géomatique, à savoir :

• les données multisources et la géocollaboration;
• les logiciels libres et gratuits;
• les services Web;
• les services de cartes de base tuilées;
• les interfaces intuitives;
• le Web 2.0;
• les serveurs autonomes.

De plus, en suivant les normes de l’Open Geospatial Consortium (OGC), le MSP peut offrir des services modernes de diffusion de données géospatiales à tous ses partenaires. Ces services détachables et réutilisables qui suivent les standards ouverts permettent à différents utilisateurs de se situer rapidement sur le territoire à partir d’applications cartographiques diverses qui les éclairent dans leur prise de décision. Ces éléments sont développés dans une architecture flexible orientée vers les services.

L’équipe de géomatique du MSP offre des services dans le cas :

• de mesures d’urgence (ex. : centres d’appels d’urgence 9-1-1, sécurité civile);
• de prévention des risques (ex. : érosion des berges);
• de sécurité incendie;
• d’affaires policières;
• de sécurité de l’État.

Données multisources et géocollaboration

La base de tout service ou application de géomatique au MSP est la donnée géospatiale. Elle se doit d’être fiable, officielle, documentée et organisée. Comme la clientèle du MSP est constituée de grands utilisateurs d’information, l’approche multisource en mode géocollaboration a été privilégiée, surtout dans un contexte où le MSP n’est pas un grand producteur d’information géographique au gouvernement du Québec et interagit avec presque tous les ministères et organismes du Québec et leur réseau. De plus, comme les services d’urgence doivent, dans certains cas, travailler sans connexion Internet, les services de données se devaient d’être le plus autonomes possible. Pour l’accès aux données, un grand pas a été franchi lorsque l’Approche de coopération en réseau pour l’information géographique (ACRIGéo) a été mise en place au gouvernement du Québec. Cette approche a permis le partage de l’information géographique entre les ministères et organismes et leur réseau. Pour l’accès aux autres données utilisées au MSP ne faisant pas partie de l’ACRIGéo, des ententes officielles ont dû être conclues avec les producteurs.

Voici donc la liste des jeux de données intégrées (plus de 300 couches d’information) dans l’infrastructure et les applications du MSP en relation avec les métadonnées existantes :

• données vectorielles disponibles dans l’ACRIGéo (écoles, hôpitaux, base topographique, réseau hydrographique, rôle d’évaluation, etc.);
• données d’adresses provenant d’une intégration au MSP de la géobase d’Adresses Québec (MRNF, MTQ, MAMROT, DGE) et du Référentiel d’adresses du Directeur général des élections (DGE);
• données ponctuelles de lieux d’intérêt constituées de plus de deux millions d’occurrences provenant de la Commission de toponymie du Québec, de Revenu Québec, de Services Québec et de divers autres ministères ou organismes représentant des établissements d’intérêt : postes de police, bureaux administratifs, casernes d’incendie, mines, soins de santé, services de garde, infrastructures municipales, etc.;
• orthophotographies des partenariats du Carrefour GéoSpatial;
• cartes de couverts de glace en rivière générées à partir d’images Radarsat-2 traitées lors de risque d‘inondations;
• données de repérage : repères kilométriques du ministère des Transports du Québec et bornes en milles du réseau de chemin de fer du CN;
• données d’Hydro-Québec (localisation d’infrastructure, sites administratifs, adresses électriques);
• services de données du ministère des Transports du Québec (travaux de construction, conditions routières, caméras de surveillance, etc.);
• service de données de Gaz Métro (infrastructure d’alimentation, transmission et distribution);
• service gratuit de données du Centre d’information topographique – Sherbrooke (carte topographique à l’échelle de 1/50 000 en service Web);
• service API de Google Maps (Google Carte, Google Satellite, etc.);
• service gratuit de données d’OpenStreetMap;
• données d’autres partenaires (Radar d’Environnement Canada, SOPFEU, sentiers de motoneige/quad/vélo, etc.).

L’ensemble des données vectorielles (80 G.) et d’images (1 T.) est disponible pour différentes catégories d’utilisateurs qui ont des accès sécurisés. Récemment, toutes les données vectorielles ont été migrées d’Oracle Locator vers l’environnement libre et gratuit de PostgreSQL/PostGIS. Chacune des couches d’information a été documentée et incluse dans un service ouvert de métadonnées au MSP.

Services de cartographie Web (WMS)

Pour assurer une interopérabilité entre les différentes applications cartographiques du MSP (ex. : GéoConférence, géolocalisateur, SIG, etc.) et celles de ses partenaires (ex. : centres d’appels d’urgence 9-1-1 d’Alma, organisations en sécurité civile, Environnement Canada, ministères québécois, etc.), les standards ouverts ISO reconnus en géomatique (OGC) ont été à la base de sa stratégie de diffusion. La norme la plus utilisée au MSP est le service de cartographie Web ou WMS (Web Map Service). Ces services en format matriciel ou d’images sont accessibles aux utilisateurs et réutilisables par les partenaires de sécurité publique qui en font la demande. Le serveur cartographique diffuse uniquement des images de ces données (et non pas les données brutes); cela respecte donc les droits d’auteur des fournisseurs et les politiques actuelles de diffusion des produits cartographiques au gouvernement du Québec. Le serveur cartographique utilisé au MSP est le logiciel libre MapServer. Ce produit mature reconnu partout dans le monde se compare avantageusement aux solutions propriétaires traditionnelles. MapServer peut lire une multitude de formats de données (Oracle, PostGIS, Shapefile, Table MapInfo, ECW, MrSID, etc.) grâce à une bibliothèque libre et gratuite, appelée GDAL, pour ensuite la diffuser selon les spécifications des principaux standards Web en géomatique (ex. : WMS, WFS, WCS, GML, SLD, etc.). Cette bibliothèque GDAL a même été intégrée aux produits ESRI.

Service de cartes de base tuilées (WMS-C)

Pour améliorer la vitesse d’affichage des cartes de base multicouches dans différentes applications (ex. : géolocalisateur), le MSP génère des tuiles en images à différents niveaux d’échelles à partir de services de cartographie Web (WMS). Le module libre et gratuit utilisé pour faire ce travail est appelé TileCache. Son langage est le Python, mais il peut être déployé de plusieurs façons, soit en mode CGI, FastCGI ou Python. Cet utilitaire permet d’augmenter de manière significative (rapport autour de 1 à 10) le temps de chargement d’une carte en WMS dans un client Web en générant des tuiles en mémoire cache du côté serveur. Ce service permet aussi la mise à jour à la demande des tuiles lorsque cette option de génération dynamique est activée dans TileCache. N’ayant pas de standard formel dans l’industrie, les WMS-Cache générés par le module TileCache peuvent être visualisés seulement dans l‘interface intuitive OpenLayers (voir section interface intuitive). Voici les différents services de cartes de base tuilées au MSP :

• carte routière du MSP (intégrant Adresses Québec, certaines couches de la base topographique à l’échelle de 1/20 000, les toponymes officiels, etc., avec une symbologie qui s’apparente à Google Maps);
• carte de relief du MSP (intégrant les modèles numériques d’élévation à l’échelle de 1/250 000 et de 1/20 000, Adresses Québec, etc.);
• orthophotographies du MSP (provenant du partenariat Carrefour GéoSpatial).

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Figure 1: Carte de base routière tuilée du MSP dans OpenLayers	Figure 2 : Orthophotographie tuilée du MSP dans OpenLayers

Service de géolocalisation Web

Pour répondre aux besoins primaires des utilisateurs du MSP de se situer partout sur le territoire québécois, l’équipe de géomatique en collaboration avec la firme de service conseil DMR ont mis au point un service Web de localisation et de positionnement cartographique selon différents critères de recherche. Ce service de « géolocalisation » est entièrement interopérable et permet de localiser des adresses, des codes postaux, des rues, des municipalités, des MRC, des toponymes, des édifices publics (écoles, hôpitaux, CLSC, CPE, etc.), des entreprises, des repères situés sur le réseau routier (borne) et des informations provenant d’Hydro-Québec. L’innovation de ce service repose sur sa grande fiabilité, son utilisation multiplateforme ainsi que sur la fréquence des mises à jour des données de base. Ce service SOAP (Simple Object Access Protocol) ouvert reçoit notamment une adresse, un lieu d'intérêt, une coordonnée GPS, une adresse électrique (numéro de poteau) d’Hydro-Québec, un repère (borne) kilométrique en entrée et retourne l'information reliée ainsi qu'une coordonnée X,Y en format texte ou XML. Ce service peut être intégré dans n'importe quelle application cartographique (et langage de programmation), telle que le géolocalisateur du MSP. Les spécifications techniques de ce service se trouvent sur ce site. Depuis sa mise en ligne interne, les partenaires suivants du MSP ont testé ou intégré ce service de géolocalisation Web dans leur application cartographique :

• Institut national de santé publique du Québec;
• Commission de protection du territoire agricole du Québec;
• ministère des Transports;
• ministère des Affaires municipales, des Régions et de l’Occupation du territoire (SIGAT Géo);
• ministère du Développement durable, de l’Environnement et des Parcs;
• centres d’appels d’urgence 9-1-1 (ex. : ville de Terrebonne), etc.

Interface intuitive

Ces projets en langage JavaScript permettent de donner un design visuel moderne et intuitif à une application cartographique Web. En tirant profit d’OpenLayers, le géolocalisateur du MSP permet à l’utilisateur de visualiser les services de cartes de base de Google (Google Carte, Google Satellite), d’OpenStreetMap et les services de cartes de base tuilées générées par le MSP, et ce, tout en superposant les différentes couches d’information WMS (OGC) disponibles au MSP. OpenLayers offre aussi des fonctionnalités plus avancées telles que outils de dessin-édition d’objet vectoriel, intégration de KML/GPX/GML, GeoRSS, WFS et bien plus. De plus, cette combinaison de projets open source ne nécessite aucun plugiciel spécifique pour fonctionner dans un navigateur Web, comme Firefox ou Internet Explorer.

Serveur autonome géographique (SAG)

Pour assurer une continuité du service à ces utilisateurs, le MSP doit être autonome en géomatique en cas de panne électrique, de lenteur du réseau Internet, de perte de connexion à un service d’un producteur externe, etc. Le serveur autonome géographique (SAG) a été mis au point pour pallier à ces problèmes et permettre dans des cas extrêmes de pouvoir diffuser de l’information géographique auprès des utilisateurs internes. Le SAG est un serveur de données géographiques qui contient une multitude de couches d’information (accessibles en WMS seulement) et également une application Web ouverte de localisation géographique (ex. : géolocalisateur) complète et autonome qui permet de localiser un événement sur tout le territoire du Québec sans dépendre de services de données externes. Il est composé entièrement de logiciels libres et gratuits. Il peut être déployé en mode local sur n’importe quel serveur ou poste de travail en cas d’urgence (ex. : crise du verglas). En stockant la majeure partie de l’information géographique en mode local, le principal avantage est d’offrir au MSP et ses partenaires une autonomie complète par rapport à ses producteurs de données géospatiales ou à des services externes.

Prochains développements

Une fois ces projets terminés, l’équipe de géomatique du MSP a pour objectif de répondre à d’autres besoins, comme :

• gérer des itinéraires entre deux points;
• intégrer une recherche phonétique dans les recherches du service de géolocalisation Web;
• développer des fonctions simples d’édition de données vectorielles;
• migrer totalement l’infrastructure de géomatique du système d’exploitation Windows vers l’environnement libre Linux (OpenSuse);
• mieux tirer profit du Web 2.0 et viser une gestion ouverte et collaborative des projets (ex. : blogue, twitter, flux rss);
• supporter la norme OpenLS dans le service de géolocalisation Web.

Venez visiter notre nouveau blogue de la géomatique du MSP pour plus d’information sur les services offerts : http://geoegl.msp.gouv.qc.ca/blogue/.

Vous pouvez aussi joindre l'équipe de la géomatique au MSP à cette adresse courriel : geomsp@msp.gouv.qc.ca.