Les technologies géospatiales n’existent pas depuis très longtemps. Cette année marque le 40e anniversaire d’ESRI et Intergraph, deux éditeurs majeurs en géospatial. En cette courte période de temps, plusieurs défis techniques ont étés relevés et réglés, et les SIG continuent à accroitre son adoption à la fois dans les disciplines scientifiques qu’aux applications pour le grand-public. Alors que les SIG ont su remplir une grande partie de leurs promesses, plusieurs frontières restent à explorer.

Il existe un certain niveau de maturité dans le développement de technologies géospatiales car plusieurs de ces frontières ont été cernées et décrites. Les recherches et développements continuels des chercheurs du monde académique, gouvernemental et des entreprises se poursuivent à un rythme soutenu, mais des défis techniques demeurent bien présents. Alors que le chemin pour y arriver peut être difficile, il est important de garder ces objectifs ultimes en vue. Ci-dessous, de courtes descriptions de certaines de ces frontières accompagnées avec quelques détails sur ce qui deviendrait alors possible si les défis sont relevés et de quelques explications rudimentaires sur les problèmes à adresser. Il ne s’agit certainement pas d’une liste exhaustive, et les commentaires et suggestions sont bienvenus afin de bonifier cette liste pour obtenir un portrait plus complet.

(Le présent article est une traduction de l'article "What are some of the technological frontiers for GIS advancement?" de Matt Ball, parue le 20 février 2009 sur Vector1)  

Intégration 3D

Nous avons pu observer ces derniers temps des développements très fascinants en ce qui concerne la visualisation 3D. La masse impressionnante de modèles urbains 3D de haute résolution, par Microsoft, Google et autres en est certainement la preuve la plus notable. D’aussi riches données stimulent la demande pour des capacités 3D encore plus grandes. L’augmentation du réalisme de ces environnements 3D augmente la prise de conscience et les interactions intuitives, ajoute plus de contexte et contribue à une meilleure compréhension.

Ce qui manque toujours, c’est le passage sans coutures entre la visualisation à l’échelle géographie et le réalisme détaillé pouvant inclure les intérieurs des bâtiments. La combinaison des modèles et produits des SIG, CAD et BIM est un objectif bien défini dans l'industrie. Un large et international consortium de fournisseurs et d'utilisateurs travaillent ensemble pour relever ce défit, sous la supervision et avec l’appui de l’OGC (Open Geospatial Consortium). Il y a également des fournisseurs de logiciels tels que Safe Software qui travaillent à traduire et transformer (ETL) ces données, comme et dans un tout.

L’interopérabilité des formats et modèles de données représente le premier pas vers la création de modèles continus et intégrés à toutes les échelles et combinant l’intelligence du BIM et des CAD en vue d’en arriver au prometteur concept de modèles 3D intelligents.


SIG temporel

L’une de ces frontières est l'addition de l’élément « temps » aux données géospatiales. Les SIG temporels incorporent les dimensions X, Y et Z aussi bien que le temporel pour une représentation 4D qui peut s’apparenter encore plus à la réalité. Le temps incorpore les éléments mobiles de notre monde afin d’éviter l'abstraction cartographique afin directement modéliser les processus dynamiques.

Imaginez la pertinence que vous gagneriez si vous pouviez ralentir et accélérer le temps afin de révéler les processus de la terre, et modéliser plus directement le déplacement des populations. Nous avons déjà les jeux vidéo qui peuvent imiter et modéliser la physique de notre planète. Ne serait-ce pas grandiose de saisir notre monde dans un riche réalisme, et le combiner avec d'autres observations sur le mouvement et l’interaction d’autres éléments, y compris l’aspect météorologique ?

Des percées ont été faites pour illustrer des séries chronologiques animées sur des données spatiales sur de petites géographies, mais le progrès vers un large SIG temporel  est une tâche accablante. La quantité de données nécessaire à la concrétisation d’une telle vision est colossale. Actuellement, un des plus puissants ordinateurs du monde (le Earth Simulator au Japan) est chargé de traiter des jeux de données temporels afin de modéliser les changements environnementaux. L'idée d'un modèle interactif à grande échelle avec des niveaux de détails réalistes, incluant un système d’information géographique, exigerait ce genre de superordinateur même pour une très petite ville.


SIG en temps réel

Les technologies géospatiales dévoilent avec une clarté inégalée les événements alors qu’ils se déroulent. Cette décennie a vu des percés proéminentes des outils géospatiaux pour les mesures d’urgence et l’intelligence militaire géospatiale parce que ces outils procurent « une conscience situationnelle » qui constitue la base à l'action multi-agences afin d’atténuer les effets néfastes de l’avènement d’une situation. La vision ultime pour des SIG en temps réel est de pouvoir intégrer la perspective et les données de tous les acteurs en une interface commune afin d'obtenir la réponse le plus rapidement et efficacement possible.

Le Web en tant que « capteur » joue un grand rôle dans l’accomplissement de la vision du SIG en temps réel. Des percés sont faites pour intégrer les flux vidéos et les capteurs environnementaux dans un environnement SIG et relier ces retours d’informations terrain à l’instrumentation dans l’espace (en orbite) afin d’obtenir une compréhension plus large et profonde des événements pendant qu'ils se déroulent. Beaucoup d'éléments d’un SIG en temps réel sont déjà en place, y compris des possibilités de suivi, mais la frontière se situe dans l’intégration et la combinaison des multiples flux d’informations alors que l’action se passe.


Le Web sémantique

L'idée du Web sémantique est en grande partie l'invention de Tim Berners-Lee, qui est crédité avoir lancé le concept du World Wide Web. L'idée est que le Web évoluera en tant que médium pour l'échange de la connaissance à un tel point qu’il comprendra les requêtes tant des gens que des machines afin que nos ordinateurs puissent mieux trouver, partager et combiner les informations. Les données géospatiales sont une composante clé de cette vision, parce qu’une compréhension géospatiale représente un différentiateur majeur pour la pertinence des données et pour permettre à des machines de comprendre le commerce.

L'idée d’agents intelligents n’est pas nouvelle, l’idée de maximiser la puissance des ordinateurs afin de trouver l'information la plus pertinente pour nous. Le facteur clé du Web sémantique est de rationaliser et accélérer les interactions avec mois de temps et de réflexion. Une composante clé afin d’accélérer les interactions touche la proximité et la découverte des services les plus appropriés et les plus près de notre position actuelle. La provenance de l'information joue également un rôle dans notre niveau de confiance face à cette information, ce qui est un thème majeur adressé dans l'organisation du Web sémantique.

Beaucoup de travail est en cours pour ajouter la composante « où » à l'information Web. La création du Web sémantique repose en grande partie dans les mains des fournisseurs de moteurs de recherche qui travaillent à relier le catalogue d'information du Web à leur localisation géographique. Alors que les points d'intérêt physique ont été catalogués correctement, il faut faire des progrès dans la catégorisation des métadonnées et l’automatisation de la découverte de la position de l'information.


Analyse de l’imagerie

Avec l'augmentation des moyens de saisie d’imagerie aéroportés et dans l'espace, la quantité d’imagerie disponible augmente exponentiellement. Faire parler toute cette information est un défi intimidant. Il y a bien des avancées en ce qui concerne le catalogage, le stockage et la recherche dans de larges quantités de données matricielles, de progrès restent à faire dans l'extraction d'information de cette imagerie.

La détection du changement à même plusieurs images de la même scène, prise à différents moments est un objectif poursuivi par beaucoup de chercheurs. L'analyse de l’imagerie est une discipline qui a été initiées par les praticiens militaires longtemps avant l'idée des SIG, et beaucoup de temps et de ressources ont été consacrés à maximiser les machines et améliorer l’analyse de données matricielles. Tandis qu'il y a un grand nombre d'algorithmes et de méthodes pour comparer les images afin de détecter le changement, la gamme d'outils géospatiaux doit évoluer afin que cela devienne plus facile et intuitif.


Analyse spatiale

Le raisonnement et l'analyse spatiale sont des aspects importants des technologies géospatiales, pourtant, la plupart des praticiens ne font qu’effleurer la surface des statistiques spatiales et de « l'algèbre cartographique » qui pourtant, pourraient apporter d’uniques révélations. Pendant que la carte est décrite comme étant la nouvelle interface des applications mobiles, il y a un grand écart entre les cartes comme interface et la riche compréhension que penser « cartomathiquement » pourrait procurer.

Il y a beaucoup de complexité dans l’analyse de l'information géospatiale, et la nature variable de la localisation suppose que beaucoup d'erreurs peuvent se produire si la bonne méthodologie n'est pas appliquée. La rigueur exigée par l'analyse spatiale montre que c'est une tâche longue et complexe.

L’un des problèmes constant avec les technologies géospatiales dans son ensemble est le manque de géomaticiens de formation qualifiés pour pousser les limites de ce que la technologie est capable d’offrir, et ce manque en connaissance est soit plus grand dans ce volet complexe de l'analyse spatiale. Il y a un grand besoin en recherche dans la simplification et l'automatisation de l'analyse spatiale afin que l’offre en outils géospatiaux puisse générer encore plus de réponses.

De temps en temps, quand je deviens un peu suffisant au sujet de l'avancement de notre industrie, je dois penser à l'énorme potentiel des technologies géospatiales. Chacun de ces défis scientifiques et techniques est réalisable de notre vivant. L'état actuel de la pratique géospatiale a parcouru beaucoup de chemin depuis que ces outils ont été conçus, mais nous ne faisons qu’effleurer la surface de la quantité d’intelligence et de savoir qui pourrait émerger des avancées qui sont encore à venir.