Données de couverture

Formellement, dans GMLCOV, AbstractCoverage est un sous-type d' AbstractFeature (ce qui indique leur lien étroit). Une couverture abstraite se compose des éléments suivants :

• domaine de couverture : l’étendue où des valeurs valides sont disponibles ;
• Ensemble de valeurs : l'ensemble des valeurs (« pixels », « voxels ») qui composent la couverture, ainsi que leurs emplacements.
• type de plage : définition du type des valeurs de l’ensemble de plages
• métadonnées : un emplacement où tout type de métadonnées peut être ajouté

Cette couverture abstraite est affinée en plusieurs types de couverture concrets, qui peuvent être instanciés, par exemple :

• couvertures quadrillées :
  • GridCoverage : une grille régulière et équidistante qui n'est pas géoréférencée (comme une image raster qui n'a pas de coordonnées géographiques associées).
  • RectifiedGridCoverage : une grille régulière et équidistante, géoréférencée (comme une image satellite qui possède des coordonnées géographiques associées).
  • ReferenceableGridCoverage : une grille qui n'est pas nécessairement équidistante (comme les séries temporelles d'images satellites où les images n'arrivent pas à intervalles de temps réguliers, ou les grilles curvilignes suivant les estuaires des rivières).
• couvertures multifonctionnelles :
  • Couverture multipoint : ensembles de valeurs associées à des points situés dans l'espace/temps (« nuages ​​de points »)
  • Couverture de courbes multiples : ensembles de valeurs associées à des courbes situées dans l'espace/le temps (telles que des trajectoires)
  • Couverture de surfaces multiples : ensembles de valeurs associées à des surfaces situées dans l'espace/temps (telles que les isosurfaces)
  • MultiSolidCoverage : ensembles de valeurs associées aux solides situés dans l'espace/le temps (tels que les objets CAO)

Parmi les cas particuliers qui peuvent être modélisés par des couvertures, on trouve :

• Ensemble de polygones de Thiessen , utilisé pour analyser des données spatialement distribuées telles que les mesures de précipitations
• réseau triangulaire irrégulier (TIN), souvent utilisé pour les modèles de terrain

Une couverture est liée à la fois aux caractéristiques géographiques et aux champs géographiques . L'ISO 19123-1 stipule :

Formellement, une couverture est elle-même un sous-type d'entité telle que définie dans la norme ISO 19101-1. L'entité de couverture est un ensemble d'entités partageant toutes certaines propriétés clés, telles que la même définition d'attribut et le même système de référence de coordonnées.

La norme ISO 19109 (2e édition) explique plus en détail la relation entre les fonctionnalités et les couvertures comme suit (article 7.2.2) :

De nombreux aspects du monde réel peuvent être représentés par des entités dont les propriétés sont univoques et statiques. Ces entités conventionnelles modélisent le monde en termes d'objets discrets qui le composent. Cependant, dans certaines applications, il est plus pertinent d'utiliser un modèle axé sur la variation des valeurs des propriétés dans l'espace et le temps, formalisée sous forme de couvertures.

La norme ISO 19123-1 décrit la relation aux champs comme suit :

... la notion de couvertures comme représentations numériques de phénomènes variant dans l'espace-temps, correspondant à la notion de champ en physique. Ces couvertures peuvent être discrètes ou continues. (...) Une couverture ne fournissant des valeurs qu'aux positions directes est appelée « couverture discrète ». Si des informations d'interpolation sont ajoutées afin d'obtenir des valeurs également entre les positions directes de la couverture, cette couverture est appelée « couverture continue ». (...) En pratique, les couvertures englobent les grilles régulières et irrégulières, les nuages ​​de points et les maillages généraux. On peut citer comme exemples les données raster, les nuages ​​de points, les maillages tels que les réseaux irréguliers triangulés et les ensembles de polygones.

Les deux points de vue sont nécessaires car chacun exprime un méta-modèle fondamental du monde : soit comme un espace peuplé d’objets, soit comme un espace au sein duquel les propriétés varient. De plus, les exigences relatives aux deux points de vue peuvent se manifester dans une même application, correspondant généralement à un flux de données : de l’observation à l’interprétation, puis à l’élaboration et à la simulation.

La structure logique indépendante du format des couvertures peut être mappée sur GML (comme pour les séries temporelles de capteurs) ou sur n'importe quelle série de formats de données, tels que GeoTIFF , NetCDF , HDF-EOS ou NITF .

Étant donné que certains de ces formats d'encodage ne sont pas capables d'intégrer toutes les métadonnées constituant une couverture, le modèle de couverture prévoit un encodage MIME en plusieurs parties (voir figure) où le premier composant encode la description de la couverture (étendue du domaine, type de plage, métadonnées, etc.) et la seconde partie consiste en la « charge utile » de l'ensemble de plages utilisant un format d'encodage.

Dans les services Web suivant les normes ouvertes de l'OGC , les couvertures peuvent être utilisées par différents types de services :

• Service de couverture Web offrant un protocole d'accès simple pour la sélection de sous-ensembles de couverture, ainsi que des fonctionnalités avancées optionnelles
• Service de traitement de la couverture Web offrant un langage de requête de couverture multidimensionnel pour le traitement ad hoc, la fusion, l'agrégation et le filtrage
• Service de fonctionnalités Web (bien que les couvertures ne puissent être servies que dans leur intégralité, ce qui le rend difficile à gérer face aux couvertures souvent volumineuses, comme les cartes satellites)
• Service de traitement Web permettant la publication de tout type d'algorithme via un protocole d'appel de procédure distante avancé

Les premiers systèmes SIG étaient souvent qualifiés de « raster » ou de « vectoriels », selon leur approche de la géométrie. Les SIG raster utilisaient un modèle de couverture discret régulier, tandis que les SIG vectoriels étaient davantage orientés entités. Le terme « couverture » était notamment employé pour désigner l'ancien format ARC/INFO (ArcInfo) développé par ESRI . À l'époque, il s'agissait d'un concept novateur, étendant les formats CAO à des données plus spatiales dotées d'attributs liés . Cet usage était cohérent avec le concept de couverture présenté ici, dans la mesure où une couverture ArcInfo établissait une correspondance univoque entre l'espace et la valeur thématique ou la classification de chaque couche ou couverture. Cependant, les couvertures ArcInfo adoptaient une approche topologique particulière pour garantir leur exhaustivité et leur unicité. Traitées à l'aide des commandes BUILD et CLEAN, elles constituent des jeux de données planaires 2D qui conservent des informations topologiques ; ainsi, un polygone « sait » quels segments de son périmètre il partage avec les polygones adjacents. En raison du manque de puissance de traitement informatique au moment de son développement , le modèle de couverture utilise des fichiers binaires indexés pour stocker séparément les données spatiales et attributaires au lieu d'utiliser un SGBDR .

Cela a changé avec l'avènement de la technologie des bases de données raster comme Rasdaman , qui rend possible un filtrage et un traitement ad hoc efficaces.